Jaderné nehody v Japonsku

Jak to bylo s jadernými haváriemi v Japonsku.

Vladimír Wagner

V pondělních Britských listech uveřejnil Miloš Dokulil krátkou noticku založenou na sloupku v časopise New Scientist. Týká se nehod v japonském jaderném průmyslu za posledních dvacet let a jejich údajnému utajování. V souvislosti ze současnou nehodou v jaderné elektrárně Fukušima I způsobenou katastrofálním zemětřesením a vlnou cunami je určitě na místě intenzivní diskuze okolo bezpečnosti a bezpečnostních standardů v jaderné energetice. Takové diskuzi ovšem nepomůže uveřejňování velice nepřesných a i mylných informací, které nejsou zasazeny do kontextu. V některých z případů uváděných v textu pana Dokulila se stala trestuhodná zanedbání, možná i některá zamlčení. Ovšem je třeba odlišovat případy, kdy v prvních dnech byla známa jen část informací a teprve v průběhu důkladné analýzy se zjistil celkový rozsah havárie, od skutečného zatajování. Je třeba také zdůraznit, že tyto nehody byly nahlášeny orgánům Mezinárodní agentury pro atomovou energii, jak to stanovují mezinárodní pravidla, a některých analýz se účastnili i odborníci této organizace. Informace o těchto nehodách lze najít nejen na stránkách této organizace, ale i na řadě dalších stránek, například zde. Možná by před psaním textu o nich bylo rozumné do nich nahlédnout. Je důležité znát skutečný stav věcí, aby bylo možné opakování reálných pochybení v budoucnu vyloučit.

Reaktor v Monju a nehoda na něm

Reaktor v Monju je prototyp rychlého energetického reaktoru, jehož elektrický výkon je 280 MW. Rychlé reaktory uvolňují daleko více tepla a musí být daleko efektivněji chlazeny. V daném případě se k chlazení používá tekutý sodík. Podrobnější popis konstrukce a funkce sodíkového rychlého reaktoru i popis zatím jediného, který funguje jako běžná jaderná elektrárna v ruském Belojarsku, je zde. Další rychlé reaktory ve světě jsou popsány zde.

Problémem využití sodíku je jeho reakce s kyslíkem a to, že lehce vzplane. V případě úniku sodíku tak může vzniknout požár. A přesně k tomu došlo na reaktoru v Monju 8. prosince 1995. Intenzivní vibrace v trubce chladícího systému způsobily prasklinu v jejím propojení a únik zhruba sedmi stovek kilogramů sodíku. Ten způsobil požár, který produkoval tolik tepla, že roztavil několik železných konstrukcí v místnosti. K nehodě došlo na sekundárním okruhu, který nepřichází do styku s radioaktivitou, takže nedošlo k žádnému radioaktivnímu úniku. Ani k žádnému úrazu.

V principu tak největším problémem se stala právě snaha o jisté utajování rozsahu havárie. Bylo třeba nejen zlepšit technická bezpečnostní opatření, ale přesvědčit i příslušné orgány a obyvatelstvo o odpovídající technologické a bezpečnostní kultuře na tomto zařízení. K opětnému restartu reaktoru tak došlo až v polovině minulého roku. Na druhé straně však je třeba říci, že šlo o nehodu na nejaderné části a podobných nehod s vážnějšími následky se v jiných odvětvích průmyslu stává řada.

Nehoda při přípravě vysoce obohaceného paliva

Jedná se z hlediska dopadu radiace na pracovníky o nejvážnější nehodu v Japonsku. Stala se v malém podniku Tokaimura, který připravoval vysoce obohacené palivo pro výzkumné a experimentální reaktory. Tento závod nebyl součástí jaderného energetického průmyslu. Pracoval od roku 1988 a připravoval ročně zhruba tři tuny různě obohaceného uranového paliva. Při přípravě se rozpouštěl oxid uranu v kyselině dusičné v příslušném poměru. Využíval se tak mokrý proces. Rozpuštěný uran byl kvůli chlazení obklopen vodou. Odvádělo se tak teplo, které vzniká při exotermických reakcích. Aby nedošlo k odstartování řetězové reakce, bylo potřeba zachovávat jistá geometrická a množstevní omezení. Problém nastal, když závod několikrát změnil proceduru, aby zrychlil a zefektivnil výrobu, bez uvědomění kontrolních orgánů a jejich schválení.

Tragedie nastala 30. září 1999, když začaly pracovníci poprvé po třech letech připravovat palivo pro malý experimentální rychlý reaktor JOYO. V tomto případě bylo potřebné obohacení 18,8 procent. Nezkušení pracovníci, kteří byli zvyklí na menší obohacení, si nedokázali uvědomit důsledky nahromadění většího množství uranu 235. Postupně se v čtyřicetilitrovém objemu roztoku nahromadilo 16 kg uranu. Došlo ke spuštění řetězové reakce. Nastala intenzivní produkce neutronů a záření gama, které spustilo poplašná zařízení. Exploze sice nenastala, ale štěpné produkty se částečně dostaly do budovy. Řetězová reakce trvala přerušovaně téměř dvacet hodin a ustala až v okamžiku, kdy se podařilo odčerpat vodu obklopující nádobu s roztokem uranu, která v dané chvíli fungovala jako moderátor a zrcadlo pro neutrony. Úplnou likvidaci nebezpečí dalšího vzniku řetězové reakce zajistila dodávka kyseliny borité do nádrže s roztokem uranu. Bór totiž velmi účinně absorbuje neutrony. Při této práci bylo 27 pracovníků vystaveno radiaci a další pak při výstavbě olověné ochrany proti gama záření. Celkově obdrželo 119 lidí dávku větší než 1 mSv, což je dávka povolená pro civilní obyvatelstvo. Ovšem kromě tří žádný z nich nepřekročil dovolenou limitu pro pracovníka se zářením. Těmito třemi byly pracovníci, kteří obsluhovali zařízení v dané chvíli. Dva z nich obdrželi dávku, která byla fatální a zemřeli následně v nemocnici.

Radioizotopy se dostaly ven v zanedbatelném množství, takže pouze obyvatelé v nejbližším okolí byli vystaveni gama záření a neutronům, které byly vyzářeny v průběhu štěpných reakcí. Jejich dávku však značně snížila vzdálenost a to, že byli poměrně rychle (do pěti hodin) evakuováni. Bylo jich 161 do bezpečné vzdálenosti 350 m. Domů se mohli vrátit za dva dny. To už bylo dokončeno stínění postiženého zařízení. Dokud se nezjistilo, že únik radioizotopů je zanedbatelný, bylo obyvatelům do vzdálenosti 10 km doporučeno zůstávat doma. Toto doporučení bylo odvoláno druhý den.

Tato nehoda byla důsledkem fatálního selhání bezpečnostního režimu v daném podniku. Je však třeba zdůraznit, že nic takového se nemůže stát v podnicích připravujících palivo pro jaderné elektrárny. Tam je práce i dávkování plně automatizované, používá se daleko nižší obohacení uranu a při výrobě se nepoužívá mokrý proces přípravy, jako v uvedeném případě.

Nejaderná nehoda v jaderné elektrárně v Mihana

V pondělí 9. srpna 2004 se na třetím bloku jaderné elektrárny Mihana stala nehoda, při které horká pára zabila čtyři pracovníky a sedm jich zranila. Vlastníkem a provozovatelem elektrárny je společnost KEPCO. Nehoda byla způsobena prasknutím roury parovodu, ke které došlo při pravidelné údržbě zařízení. Tato roura z uhlíkové oceli měla průměr 56 cm a během dvaceti sedmi let provozu nebyla ani jednou kontrolována z hlediska možnosti ztenčení vlivem koroze. Z původních 10 mm se tak v místě prasknutí ztenčila zhruba na milimetr jeden. Navíc se objevilo ještě před nehodou několik varování týkajících se těchto rour, které však byly provozovatelem elektrárny ignorovány.

Reaktory elektrárny Mihana jsou tlakovodní. Roura se nacházela v sekundárním okruhu, takže v nejaderné části. Tam nebyla pravidelná kontrola povinná. Nehoda tak ukázala na problémy v bezpečnostních pravidlech nejaderné části jaderných elektráren a na nutnost jejich zlepšení. Je však třeba zároveň připomenout, že nehoda neměla nic společného s jaderným reaktorem. Zároveň, že podobné nehody parovodů se stávají i u elektráren na fosilní paliva a biomasu či jiných podnicích, které páru využívají. Jen se v těchto případech o nich tolik nepíše.

Zemětřesení a jaderná elektrárna Kashiwazaki-Kariwa

Dne 16. července 2007 zasáhlo velmi silné zemětřesení elektrárnu Kashiwazaki-Kariwa, která má sedm reaktorů. Z nich dva jsou nejnovější varné reaktory ABWR. Epicentrum zemětřesení bylo ve vzdálenosti 16 km na sever od elektrárny, tedy opravdu kousek. Jeho velikost byla 6,8 stupně. V době zemětřesení byly v provozu čtyři reaktory (tři byly odstaveny kvůli pravidelným kontrolám). Bezpečnostní systém u pracujících reaktorů v okamžiku zaregistrování zemětřesení (při překročení povolených hodnot zrychlení při otřesech) reaktory okamžitě zastavil.

Reaktory přestály zemětřesení bez úhony, což bylo opravdu obdivuhodné, když bylo možné vidět úplně rozlámané silnice s velkými trhlinami v areálu elektrárny. Jedinou větší havárií byl požár jednoho z transformátorů venku, který praskl a vytékající olej zapálily jiskry. Při zemětřesení došlo k relativně velice malým únikům slabě radioaktivní vody (její radioaktivita byla pod úrovní pozadí). Ty se zjišťovaly až postupně po hlubší analýze následků zemětřesení. Jejich přehled je například i na anglické Wikipedii. Podrobnější popis této události jsem uvedl v přehledu japonské jaderné energetiky.

Protože pohyby reaktorů při zemětřesení byly větší než se předpokládalo, bylo potřeba znovu analyzovat a zlepšit jejich odolnost proti zemětřesení. Na vypracování přehledu potřebných úprav se podíleli právě i odborníci Mezinárodní agentury pro atomovou energii. Opatření byla různě náročná pro různé ze sedmi reaktorů a tak se znovu spouštějí postupně. Postup spouštění jsem popsal zde. V současnosti tak běží reaktory číslo 1, 5, 6 a 7. Reaktor číslo 3 je už naplněn palivem a chystá se jeho spuštění a na blocích číslo 2 a 4 probíhají ještě úpravy. Protože elektrárna patří společnosti TEPCO, která vlastní i elektrárny Fukušima I a Fukušima II, je otázka, jak ovlivní nehoda ve Fukušimě I postup prací v této elektrárně.

Závěr

Z přehledu nehod je vidět, že pouze jedna nehoda byla vlastně spojená s radiací a ta se vlastně ani netýkala přímo jaderné energetiky. Zároveň je třeba připomenout, že Japonsko má přes padesát energetických jaderných reaktorů. Jedná se tedy o hodně silné průmyslové odvětví. Přehled nehod pokrývá téměř dvacetileté období. Mám dojem, že pokud by se mělo provést srovnání s nehodami a jejich důsledky u jiných stejně rozvinutých průmyslových odvětví, tak by nejspíše jaderná energetika dopadla velice dobře.

Na druhé straně je však třeba otevřeně říci, že došlo k velkým bezpečnostním selháním a je třeba je v budoucnu vyloučit. Vzhledem k riziku, které u jaderné energetiky jsou, je třeba na toto průmyslové odvětví také klást mnohonásobně vyšší nároky v oblasti bezpečnosti. Zvýšení bezpečnosti a reálné posouzení příčin a důsledků havárií i nalezení cesty k jejich vyloučení jsou možné jedině při práci s reálnými fakty a jejich analýzou. A to se týká i událostí, které stále ještě probíhají v jaderné elektrárně Fukušima I. O podrobnější rozbor průběhu prvních dvou týdnů jsem se pokusil zde a analýzu možných dopadů na jadernou energetiku zde. Nutnost posouzení proporcí u radiace i energetiky jsem pro zájemce popsal zde a poslední vývoj radiační situace v okolí Fukušimy I pak zde.

V Řeži 6. 4. 2011