Авария на аэс фукусима-1 Последствия

Содержание

ВВЕДЕНИЕ
1 Авария на АЭС Фукусима-1
2 Последствия
3. Влияние аварии на АЭС Фукусима-1 на экономику Японии и Китая
4.Предварительные оценки степени тяжести

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Введение

Авария на АЭС Фукусима-1 — крупная радиационная авария максимального 7-го уровня по Международной шкале ядерных событий, произошедшая 11 марта 2011 года в результате сильнейшего в истории Японии землетрясения и последовавшего за ним цунами. Землетрясение и удар цунами вывели из строя внешние средства электроснабжения и резервные дизельные генераторы, что явилось причиной неработоспособности всех систем нормального и аварийного охлаждения и привело к расплавлению активной зоны реакторов на энергоблоках 1, 2 и 3 в первые дни развития аварии. За месяц до аварии японское ведомство одобрило эксплуатацию энергоблока № 1 в течение последующих 10 лет.
В декабре 2013 года АЭС была официально закрыта. На территории станции продолжаются работы по ликвидации последствий аварии. Японские инженеры-ядерщики оценивают, что приведение объекта в стабильное, безопасное состояние может потребовать до 40 лет.
Финансовый ущерб, включая затраты на ликвидацию последствий, затраты на дезактивацию и компенсации, оценивается в 100 миллиардов долларов. Поскольку работы по устранению последствий займут годы, сумма увеличится.

1. Авария на АЭС Фукусима-1

Авария на АЭС Фукусима-1 — крупная радиационная авария произошедшая 11 марта 2011 года в результате сильнейшего землетрясения в Японии и последовавшего за ним цунами. По заявлению официальных японских лиц авария достигала 7-ого уровня по шкале INES.

Данная АЭС имеет шесть энергоблоков, общей мощностью 4,7 ГВт. Реакторные установки для первого, второго и шестого энергоблоков были сооружены американской корпорацией General Electric, для третьего и пятого — Toshiba, для четвёртого — Hitachi. Все шесть реакторов спроектированы в General Electric.

Тип реакторов всех энергоблоков - кипящий водо-водяной реактор (Boiling Water Reactor, BWR). Особенностью такого типа реактора является то, что пар генерируется непосредственно в активной зоне, после чего направляется на турбину.
В момент землетрясения (11 марта) три работающих энергоблока были остановлены действием системы аварийной защиты, которая сработала в штатном режиме. Однако спустя час было прервано электроснабжение (в том числе и от резервных дизельных электростанций), предположительно из-за последовавшего за землетрясением цунами.
Очевидно, что наличие пассивной системы охлаждения, значительно смягчила бы дальнейшее развитие аварии, так как подобные системы не зависят от электроснабжения. Однако пассивных элементов на АЭС Фукусима-1 не было.
Электроснабжение необходимо для отвода остаточного тепловыделения реакторов. Остаточное тепловыделение - специфическая особенность ядерного топлива, заключающаяся в том, что, после прекращения цепной реакции деления и обычной для любого энергоисточника тепловой инерции, выделение тепла в реакторе продолжается ещё долгое время. Остаточное тепловыделение является следствием β- и γ-распада продуктов деления, которые накопились в топливе за время работы реактора, а также α-распада и β-распада актиноидов. Ядра продуктов деления вследствие распада переходят в более стабильное или полностью стабильное состояние с выделением значительной энергии. Выделяемая после остановки мощность зависит от количества накопленных продуктов деления, для её расчёта используются различные формулы. Наибольшее распространение получила формула Вэя — Вигнера.
Необходимо отметить, что на практике мощность остаточного тепловыделения рассчитывается индивидуально для каждой топливной нагрузки. [4]
Без достаточного охлаждения во всех трёх работавших до аварийного останова энергоблоках начал снижаться уровень теплоносителя и стало повышаться давление, создаваемое образующимся паром. Первая серьёзная ситуация возникла на энергоблоке № 1. Для недопущения повреждения реактора высоким давлением пар сбрасывали в гермооболочку (массивное сооружение особой конструкции, в котором располагается основное оборудование реакторной установки), в которой давление возросло до 840 кПа при расчётном значении в 400 кПа. Чтобы гермооболочка не разрушилась, пар пришлось сбрасывать в атмосферу, при этом TEPCO и МАГАТЭ заявили, что он будет фильтроваться от радионуклидов. Давление в гермооболочке удалось сбросить, однако при этом, в обстройку реакторного отделения проникло большое количество водорода, образовавшегося в результате оголения топлива и окисления циркониевой
оболочки тепловыделяющих элементов паром (так называемая пароциркониевая реакция).
Пароциркониевая реакция — это экзотермическая химическая реакция между цирконием и водяным паром, которая идет при высоких температурах. Реакция протекает в соответствии с уравнением:

Zr + 2H2O = ZrO2 + 2H2 + Q,

где Q — выделяющаяся теплота 6530 кДж/кг.
Реакция начинается примерно при 900—950 °C, а при 1200 °C начинает развиваться очень быстро (так как выделяющаяся теплота дополнительно разогревает цирконий) и становится самоподдерживающейся. Кинетика реакции описывается уравнением Бейкера - Джаста:
где, - число молей водорода;
- площадь поверхности циркония, контактирующая с паром;
- константа скорости;
t — время в секундах.
Константа равна 3,33·107·e(-45500/R*Tk), где Tk - температура в топливной сборке, R — универсальная газовая постоянная. При расчёте принимается, что температура изменяется по закону Tk = Т0 + a·t, где а — коэффициент, характеризующий скорость нарастания температуры в К/с, Т0 — номинальная температура в топливной сборке.
В момент землетрясения три работающих энергоблока были остановлены действием системы аварийной защиты, которая сработала в штатном режиме. Однако спустя час было прервано электроснабжение (в том числе и от резервных дизельных электростанций), предположительно из-за последовавшего за землетрясением цунами.
Электроснабжение необходимо для отвода остаточного тепловыделения реакторов, которое, согласно формуле Вэя — Вагнера, в первые секунды составляет около 6,5 % от уровня мощности до остановки, через час — примерно 1,4 %, через год — 0,023 %. Сразу после потери резервных дизельных электростанций владелец станции, компания TEPCO, заявила правительству Японии об аварийной ситуации. С этого момента работа на площадке АЭС была сфокусирована на решении проблемы электроснабжения аварийных систем, для чего на станцию решили доставлять мобильные силовые установки для замещения неработающих дизелей.
2015
По состоянию на первую половину 2015 года, высокий уровень излучения (несколько зиверт в час) делает невозможной работу людей в реакторных зданиях. Использование роботов столкнулось с препятствиями, так как роботы застревают в развалинах, возникших после взрыва.
...