Informacje przychodzące z Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej, urzędu dozoru jądrowego Japonii, firmy TEPCO będącej właścicielem elektrowni Fukushima I i Fukushima II, a także dane przekazywane przez międzynarodowy system wczesnego powiadamiania o awariach obiektów jądrowych i pomocy wzajemnej pozwalają naszkicować uproszczony obraz zdarzeń, które doprowadziły do ciężkiej awarii elektrowni Fukushima Daiichi.

Co wydarzyło się w elektrowni Fukushima?

Spośród sześciu reaktorów tej elektrowni reaktory numer 1, 2 i 3 pracowały na nominalnej mocy w momencie wstrząsu sejsmicznego o sile 9 stopni w skali Richtera. Zdarzyło się to 11 marca. Podczas wstrząsu tzw. pręty bezpieczeństwa zostały automatycznie zrzucone do rdzeni wymienionych powyżej reaktorów, wygaszając reakcję rozszczepienia i wyłączając je.
W tym samym czasie zasilanie prądem z sieci elektrycznej zostało przerwane. Mimo to awaryjny system chłodzenia reaktorów uruchomił się automatycznie, zapewniając chłodzenie reaktorów. Reaktor awaryjnie wyłączony wymaga nadal chłodzenia, gdyż wytwarza się w nim znaczna ilość ciepła - ok. 7 proc. mocy nominalnej.
Po ok. godzinie od wstrząsu nadeszła ogromna - o wysokości 7-10 metrów - fala tsunami, która zniszczyła urządzenia niezbędne do chłodzenia reaktorów. Reaktory przestały być chłodzone. Znajdująca się w nich woda zaczęła się stopniowo podgrzewać i zamieniać w parę. Ciśnienie pary rosło. Po kilkudziesięciu godzinach zdecydowano się wypuścić część pary, aby zmniejszyć ciśnienie i obniżyć ryzyko rozerwania rurociągów systemu chłodzenia. W wypuszczanej w sposób kontrolowany parze znajdował się, niestety, wodór produkowany w reakcji utleniania się przegrzanych koszulek paliwowych w reaktorach. Wodór wymieszany z powietrzem eksplodował, niszcząc niektóre z budynków reaktorowych, w tym osłony bezpieczeństwa. To spowodowało rozprzestrzenienie się do otoczenia promieniotwórczych produktów rozszczepienia, takich jak jod i cez, które podobnie jak wodór też wydostały się z wnętrza reaktora. Częściowemu uszkodzeniu uległo zapewne także paliwo reaktorów.
Zdecydowano się zastosować radykalne środki: pompowanie wody morskiej, zrzucanie wody z helikopterów, użycie armatek wodnych. Wszystko po to, aby zachować integralność reaktorów, nie dopuścić do stopienia rdzeni i ograniczyć ilość wydobywającego się z reaktorów promieniowania. Następnie starano się przywrócić zasilanie elektryczne.
Udało się to dopiero 19 marca. Ocenia się, że może to być punkt zwrotny w walce o zapobieżenie rozszerzeniu się awarii.
Inną dramatyczną konsekwencją trzęsienia ziemi było obniżenie się poziomu wody - a nawet niemal całkowity jej wyciek lub wyparowanie - w basenach zawierających wypalone paliwo reaktorowe. W rezultacie paliwo niedostatecznie chłodzone może zostać zupełnie odsłonięte, co grozi - poza pojawieniem się groźnego wodoru - także uwalnianiem się i rozprzestrzenianiem w atmosferze izotopów promieniotwórczych.
Z powodu drastycznego zwiększenia się poziomu promieniowania w samej elektrowni i w jej sąsiedztwie władze zarządziły ewakuację mieszkańców z terenów znajdujących się w odległości mniejszej niż 20 kilometrów od elektrowni. W ten sposób zapewne uniknięto napromieniowania ludzi dawkami groźnymi dla zdrowia i życia. W weekend 19-20 marca zdecydowano się na wydawanie preparatu jodowego w centrach ewakuacyjnych.
Nie można jeszcze (niniejszy tekst pisany jest 20 marca) ocenić wszystkich konsekwencji awarii. Wydaje się, że władze i obsługa obiektu panują nad sytuacją. Trzeba jednak pamiętać, że ta sytuacja jest dynamiczna. Akcja ratownicza jest trudna, bo personel elektrowni i ratownicy muszą być często zmieniani, aby uniknąć nadmiernego napromieniowania.

Konsekwencje wydarzeń w Japonii

Czy awaria w Fukushimie zagraża Japonii i innym krajom? Na podstawie analizy tysięcy stron informacji, setek tabel i rysunków z liczbami określającymi moce dawek w elektrowni i w jej okolicy można stwierdzić, że nie doszło i raczej nie dojdzie do poważnego skażenia obszarów położonych w odległości większej niż 20-30 kilometrów od elektrowni. Nie zanotowano, jak dotąd, przypadków poważnej choroby popromiennej - choć nie można tego wykluczyć, zwłaszcza wśród członków personelu i ekip ratowniczych. Gdy chodzi o aglomerację tokijską i kraje sąsiadujące z Japonią, to jeśli nie zdarzą się nieoczekiwane okoliczności, takie jak kolejne trzęsienie ziemi i tsunami, to zagrożenie jest niewielkie. Jest ono jeszcze mniejsze dla krajów położonych w dalszej odległości od Japonii. Polska na pewno nie powinna obawiać się jakichkolwiek skutków promieniowania pochodzącego z Fukushimy.

Przyszłość energetyki jądrowej

Awaria elektrowni jądrowej w Japonii wywołała kolejną falę dyskusji na temat energetyki jądrowej. Wiele środowisk ekologicznych i niektóre partie polityczne uznały wydarzenia w Fukushimie za dobry pretekst do dezawuowania energetyki jądrowej. Krytycy reaktorów jądrowych nie biorą pod uwagę faktu, że tym razem, w przeciwieństwie do awarii w Czarnobylu czy Three Mile Island, przyczyną awarii nie był człowiek czy technologia, lecz anormalne wydarzenie zewnętrzne. Należy podkreślić, że siła wstrząsu sejsmicznego i wysokość fali tsunami, która uderzyła w japońskie wybrzeże, były wyższe, niż to założono w projekcie budowy reaktorów elektrowni Fukushima. Pojawia się pytanie do sejsmologów i geologów, czy w przyszłości należy przygotowywać projekty z uwzględnieniem nawet tak małego prawdopodobieństwa wystąpienia zjawisk takich jak w Japonii, czy też zaakceptować owo niewielkie ryzyko pominięcia w projekcie takich ekstremalnych zjawisk. Ma to swoje ogromne konsekwencje finansowe: koszty inwestycji zależą od zastosowanej technologii. Im więcej zabezpieczeń, tym budowa elektrowni droższa.
Moim zdaniem, nawet tak stare reaktory jak ten pracujący w bloku numer 1 elektrowni Fukushima, należący do pierwszych konstrukcji tzw. II generacji, sprawdziły się, nawet w warunkach tak trudnych, jak te, które były w Fukushimie - mimo że nie były one uwzględnione w projekcie. W przyszłości nie tylko Japończycy muszą jednak wyciągnąć wnioski z tej bolesnej, trudnej lekcji. Fukushima jest dowodem na to, że we współczesnym świecie mogą się zdarzać sytuacje i związane z nimi zagrożenia, których wcześniej nie uwzględnialiśmy. W wielkiej społecznej debacie o energetyce jądrowej, która właśnie się ponownie rozpoczęła w krajach demokratycznych, trzeba uczciwie ocenić i porównać zarówno niewątpliwe zalety energetyki jądrowej, jak i wszelkie ryzyka z nią związane.

Atomowe plany Polski

Polska - jak wiadomo - zamierza eksploatować elektrownie jądrowe począwszy od 2020 r. Wydarzenia w Japonii wyraźnie zaostrzyły dyskusję na temat atomowych planów Polski. Warto odnotować, że rozwój tej formy energetyki popiera zarówno koalicja rządząca, jak i główna partia opozycyjna. Zdaniem Pełnomocnik Rządu ds. Polskiej Energetyki Jądrowej, jest stanowczo za wcześnie, by wyciągać jednoznaczne wnioski z wywołanych trzęsieniem ziemi i tsunami zdarzeń w japońskich elektrowniach jądrowych. Niezależnie jednak od dalszego rozwoju sytuacji w tym rejonie nie ulega wątpliwości, że możliwość podobnego zdarzenia w Polsce jest całkowicie wykluczona ze względu na warunki lokalizacyjne, możliwe do zastosowania technologie, a także nowe przepisy bezpieczeństwa jądrowego.
Należy zwłaszcza podkreślić, że Polska, w przeciwieństwie do Japonii, jest krajem wolnym od zagrożeń o charakterze sejsmicznym. Przy budowie pierwszej polskiej elektrowni jądrowej zastosowana będzie - bez względu na wybór dostawcy - nowa generacja reaktorów III lub III+. Różnią się one zasadniczo od eksploatowanych już od ok. 40 lat w Fukushimie reaktorów II generacji. Nowe typy reaktorów wyposażone są w tzw. pasywne systemy bezpieczeństwa, które w przypadku awarii nie potrzebują zasilania w energię elektryczną, gdyż większość procesów koniecznych do wyłączenia reaktora i schłodzenia rdzenia odbywa się z wykorzystaniem naturalnych zjawisk przyrody, takich jak grawitacja, konwekcja naturalna czy różnice ciśnień. Gdyby reaktory elektrowni Fukushima I zostały zaprojektowane według obowiązujących dziś standardów, do obserwowanych tam awarii najprawdopodobniej w ogóle by nie doszło.

Dr Stanisław Latek jest fizykiem reaktorowym, rzecznikiem Prezesa Państwowej Agencji Atomistyki