211service.com
Vad vi lärde oss om kärnsäkerhet från Fukushima
Ett år efter att Japans största jordbävning och mest destruktiva tsunamin ledde till kärnkraftsolyckan i Fukushima, säger experter att industrin har gått bortom alla anspråk på absolut säkerhet. Som hände efter oljeutsläppet från BP 2010 i Mexikanska golfen, inser experter nu att all teknik – oavsett om det är djupvattensborrning eller kärnklyvning – kan och kommer att misslyckas, och operatörerna måste förbereda sig på det värsta.
Fukushima Daiichi … berodde inte bara på en otillräckligt stor strandvall – det är fel sätt att se på det, säger Edward Blandford, professor i kärnsäkerhet vid University of New Mexico och postdoktor vid Stanford Universitys Centrum för internationell säkerhet och samarbete . Händelserna i Fukushima Daiichi berodde på en rad misslyckanden, inklusive misslyckanden i anläggningens defensiva åtgärder, begränsningsinsatser och nödåtgärder. Om reservutrustning hade förvarats i vattentäta valv eller högre höjder hade olyckan med största sannolikhet undvikits.
Kärnkraftsoperatörer och tillsynsmyndigheter säger att de omfamnar behovet av att förutse det värsta. Kärnkraftsföretag i USA lanserade i vinter ett program för att lagra bärbar reaktorkylutrustning vid regionala depåer, och förra veckan godkände US Nuclear Regulatory Commission (NRC) nya mandat som kräver att operatörerna förbereder sig för händelser som är värre än vad en reaktor är designad för att hantera – eller bortom designbaserade evenemang, på branschspråk.
Reaktorer och radioaktivt material vid Fukushima Daiichi destabiliserades av händelser som inte var baserade på design. Först var jordbävningen på magnituden 9,0 som fällde anläggningens kraftledningar och utlöste dieselgeneratorer för att upprätthålla kylning av dess reaktorhärdar och använda bränslestavar. Mindre än en timme senare var generatorerna tillsammans med några av anläggningens sista utväg batterikraftsbackup borta, slogs ut av en 14 meter lång tsunamivåg som krönte anläggningens strandvägg.
Mänskliga fel och designbegränsningar förvärrade snabbt effekten av förlusten av kraft. Operatörer stängde av misstag av batteridriven kylning på en reaktor i tre timmar, till exempel. Inom 24 timmar efter tsunamin smälte kärnbränslet i tre reaktorer ner, och överhettat bränsle genererade vätgas, vars antändning skulle blåsa upp tre reaktorbyggnader under de kommande dagarna, vilket hindrade insatserna och exponerade förhöjda pooler med använt kärnbränsle.
Även om inga dödsfall ännu har tillskrivits Fukushimas trefaldiga härdsmältningar, ledde radioaktiviteten de släppte ut en massevakuering och förorenade ett område som sträcker sig över 8 000 kvadratkilometer.
Kärnkraftsexperter säger att nyckeln till att kontrollera framtida incidenter och därmed återställa tron på kärnenergi är ett djupgående försvar för reaktordesign och nödberedskap – precis vad som saknades i Fukushima. Att lokalisera reservluftkylda dieselgeneratorer i källare, till exempel, var ett tecken på att Fukushima inte var helt förberedd för en tsunami, säger Tony Irwin, lektor i kärnteknik vid Australian National University som deltog i en granskning efter Tjernobyl. driftpraxis vid ryska reaktorer. Även om sjöväggen inte var tillräckligt hög skulle en ordentlig riskbedömning ha identifierat behovet av vattentäta rum, reservpumpar på högre mark, etc., säger Irwin.
Den senaste generationen av reaktorer har fler backup-försvar, konstaterar Irwin. Förra månaden godkände NRC tillstånd för konstruktion av två reaktorer vid Southern Companys kärnkraftsstation i Vogtle, Georgia, med hjälp av Westinghouse AP1000-designen, som har en passiv kylkapacitet: en förhöjd reservoar som kan matas genom gravitation för att hålla reaktorn sval i tre dagar utan el. Dessa 72 timmar skulle ha hjälpt mycket [i Fukushima], vilket gör det möjligt för operatörer att rikta välbehövliga personalresurser till att återställa reservkraft på plats, säger Blandford.
AP1000:s passiva kylning kan naturligtvis inte fungera efter en orkan, tornado eller annan katastrof som är större än ingenjörerna på Westinghouse och NRC har räknat med. I så fall skulle en AP1000 behöva falla tillbaka på konventionella motordrivna pumpar, säger Edwin Lyman, en kärnsäkerhetsexpert med Union of Concerned Scientists . Problemet, säger Lyman, är att sådan backup-utrustning har visats för att minska kostnaderna. Om du har en seismisk händelse, till exempel, kanske den backupen inte är tillgänglig när du behöver den, föreslår Lyman.
Andra experter säger att branschens nya frivilliga nödberedskapsprogram kommer att fylla sådana luckor genom att placera utrustning som bärbara pumpar i regionala depåer, förhoppningsvis utom räckhåll för de händelser som drabbar en kärnreaktor. Vi vet inte vad nästa sällsynta fenomen kommer att bli, men vi kommer att vara beredda att ge vatten till kärnan, säger Andrew Kadak, professor i kärnvetenskap och teknik vid MIT.
Men Lyman säger att NRC:s granskningar av frivilliga säkerhetsuppgraderingar som gjorts av kärnkraftsindustrin efter attackerna den 11 september avslöjade att mycket av den tillagda utrustningen var av kommersiell kvalitet, i motsats till utrustning av högre kvalitet som är certifierad för användning i ett kärnkraftverk. Vi ifrågasätter om det skulle vara effektivt i hettan av ett evenemang som Fukushima, säger Lyman. Utan större tillsyn från NRC, säger han, kan industrins regionala depåer på samma sätt inte hålla vad de lovar.
I Japan, där kärnkraft tills nyligen har underbyggt nationens energistrategi, har de otillräckliga katastrofförberedelserna som lades fram förra året underblåst en antinukleär motreaktion. Om resultatet blir en kärnkraftsutfasning kommer kärnkraftsindustrin att ha sin egen propaganda att skylla på, enligt en rapport om Fukushima-olyckans orsaker som utfärdades förra veckan av en oberoende kommission ledd av Koichi Kitazawa , en expert inom materialvetenskap och supraledning och tidigare president för Japans vetenskaps- och teknikbyrå.
Som kommissionens sammanfattning noterar, förstod Tepcos kärnenergiavdelning redan 2006 att vissa tsunamiforskare trodde att en tsunami år 869 e.Kr. skulle ha krönts långt ovanför Fukushima Daiichis strandvallar. Men branschen bedömde att höjning av sjöväggar och andra sådana högprofilerade säkerhetsuppgraderingar skulle ifrågasätta myten om absolut säkerhet. Som rapporten uttrycker det: Kraftbolag befann sig i sin egen fälla.