INES - nemzetközi eseményskála 14. elıadás Atomerımővek biztonsága A csernobili és a fukushimai baleset Paks, 2003. április 10. Dr. Aszódi Attila egyetemi docens Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 1 Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 2 INES - nemzetközi eseményskála Csernobil, USSR -- 1986 ElızetesINES-7 besorolás: Fukushima, Japán, 2011. március. A csernobili atomerımő balesetének okai és lefolyása A nyomottvizes reaktorok és az RBMK közötti fı különbségek Az RBMK típus jellemzıi A baleset lefolyása A baleset következményei A fı okok összefoglalása Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 3 Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 4
Nyomottvizes reaktorral szerelt atomerımővek (PWR) RBMK - Nagy teljesítményő, csatorna típusú reaktor 1 Reaktortartály 6 Gızfejlesztı 11 Kisnyomású turbina 16 Tápvíz szivattyú 2 Főtıelemek 7 Fı keringtetı szivattyú 12 Generátor 17 Tápvíz elımelegítı 3 Szabályozó rudak 8 Frissgız 13 Gerjesztıgép 18 Betonvédelem 4 Szabályozórúd-hajtás 9 Tápvíz 14 Kondenzátor 19 Hőtıvíz szivattyú 5 Nyomástartó edény 10 Nagynyomású turbina 15 Hőtıvíz 1 Urán üzemanyag 7 Cseppleválasztó/gızdob 13 Hıelvezetés 18 Keringtetı szivattyú 2 Hőtıcsı 8 Gız a turbinához 14 Tápvíz szivattyú 19 Vízelosztó tartály 3 Grafit moderátor 9 Gızturbina 15 Tápvíz elımelegítı 20 Acélköpeny 4 Szabályozórúd 10 Generátor 16 Tápvíz 21 Betonárnyékolás 5 Védıgáz 11 Kondenzátor 17 Víz visszafolyás 22 Reaktorépület 6 Víz/gız 12 Hőtıvíz szivattyú Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 5 Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 6 RBMK - Nagy teljesítményő, csatorna típusú reaktor Az RBMK típus elınyei és hátrányai Elınyök: Hátrányok: Elérhetı egységteljesítménynek nincs felsı határa Üzemanyagcsere lehetséges a reaktor leállítása nélkül (Gazdaságosan alkalmazható lenne fegyverminıségő plutónium termelésére) Nehézkes szabályozás a nagy méret miatt Inherens biztonság feltételeit nem elégíti ki Nincs nagy nyomásra méretezett reaktortartály Nincs baleseti szituációkra méretezett védıépület Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 7 A Szovjetunió a katonai plutónium-termelı reaktorokkal szerzett tapasztalatait felhasználva kifejlesztette az RBMK típust. Az USA az 50-es évek elején (többek között Teller Ede javaslatára) megtiltotta a típus civil alkalmazását. Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 8
A PWR és az RBMK közötti fizikai különbségek Moderátor anyagok H 2 O D 2 O Grafit jellemzıi termikus úthossz [cm] 5,74 10,93 19,7 neutronabszorpciós hatáskeresztmetszet [barn] 0,66 0,0026 0,0045 Az üregeffektus és a pozitív visszacsatolás A vízhőtéső-grafit moderálású rendszerben a víz-gız keverék neutronméregként viselkedik. Ha a keverék átlagos sőrősége csökken (pl. erısebben forr), csökken az általa elnyelt neutronok száma. Kevesebb neutron nyelıdik el, megbomlik a láncreakció egyensúlya, a teljesítmény növekedni kezd víz urán víz urán víz víz urán víz grafit víz urán víz A növekvı teljesítmény erısebben forralja a vizet, nı a gız aránya, tovább csökken a hőtıvíz átlagos sőrősége víz urán víz urán víz Nyomott vizes reaktor víz urán grafit víz víz urán víz Csernobili típusú reaktor Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 9 Eredmény: pozitív visszacsatolás, öngerjesztı folyamat! Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 10 A csernobili atomerımő-baleset Elızmények (1986. 04. 25., péntek) A csernobili atomerımő-baleset Elızmények (1986. 04. 25., péntek) Tervezett karbantartási leállás a Csernobil-4 blokkban, egybekötve az egyik turbógenerátor kifutási próbáival. 01:06 - elkezdik csökkenteni a reaktor teljesítményét 13:47 - a reaktor teljesítménye 53%-on stabilizálódik Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 11 14:00 - zóna üzemzavari hőtırendszer bénítása 14:00 - a teherelosztó utasítja az erımővet a további teljesítménycsökkentés elhalasztására - Xenonmérgezıdés! Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 12
A csernobili atomerımő-baleset Elızmények (1986. 04. 25., péntek) A csernobili atomerımő-baleset Felkészülés a kísérletre (1986. 04. 26., szombat) 23:10 - a teherelosztó engedélyt ad a leállásra 24:00 - mőszakváltás 00:05 - a reaktor teljesítménye 24%-on - ezen teljesítmény alatt pozitív a visszacsatolás! Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 13 00:28 - a reaktor teljesítménye 17%-on 00:30 - operátori vagy mőszerhiba miatt a reaktor teljesítménye 1%-ra esik Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 14 A csernobili atomerımő-baleset Felkészülés a kísérletre (1986. 04. 26., szombat) A csernobili atomerımő-baleset Felkészülés a kísérletre (1986. 04. 26., szombat) 00:32 - az operátor a teljesítménycsökkenés ellensúlyozására szabályozórudakat húz ki a zónából Az engedélyezettnél kevesebb rúd van a zónában! 01:00 - a reaktor teljesítménye 7%-on stabilizálódik Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 15 01:03, 01:07 - a 6 mőködı mellé további két fı keringetı szivattyút kapcsolnak be, vízszint csökken a gızdobban 01:15 - gızdob vízszint alacsony jelre az üzemzavari védelem bénítása Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 16
A csernobili atomerımő-baleset Felkészülés a kísérletre (1986. 04. 26., szombat) A csernobili atomerımő-baleset A kísérlet (1986. 04. 26., szombat) 01:22 - az operátor további szabályozórudakat húz ki a zónából, hogy növelje a gızdobban a nyomást 01:22 - az operátor észleli, hogy a reaktivitás-tartalék a megengedett fele Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 17 01:23 - második turbina gyorszáró zár jelre az üzemzavari védelem bénítása 01:23:04 - lezárják a második turbina gyorszáróit 01:23:10 - az automatika szabályozórudakat húz ki a zónából Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 18 A csernobili atomerımő-baleset A kísérlet (1986. 04. 26., szombat) A csernobili atomerımő-baleset A kísérlet (1986. 04. 26., szombat) 01:23:35 - a zónában a gızfejlıdés szabályozhatatlanná válik 01:23:40 - az operátor megnyomja a vészleállító gombot Az abszorberek alatti grafit vizet szorít ki a csatornákból A pozitív visszacsatolás hatására a reaktor megszalad Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 19 01:23:44 - a reaktor teljesítménye a névleges érték százszorosára nı 01:23:45 - a főtıelempálcák felhasadnak 01:23:49 - az üzemanyagcsatornák fala felnyílik Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 20
A csernobili atomerımő-baleset A kísérlet (1986. 04. 26., szombat) A balesethez vezetı okok összefoglalása 01:24 gızrobbanás gázrobbanás grafittőz Konstrukciós hibák: pozitív üregegyüttható; nagy mérető zóna bonyolult szabályozással; a reaktorban alkalmazott anyagok szerencsétlen kombinációja (víz-grafit-cirkónium); nem építettek védıépületet; fontos biztonsági rendszereket az operátorok kikapcsolhattak. Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 21 Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 22 Társadalmi okok: ilyen konstrukciós hiányosságok mellett a típus építését más országban aligha engedélyezték volna; a kísérlet terve nem volt engedélyeztetve a megfelelı szakértıi intézetekkel és a hatósággal; az operátorok még a rossz tervtıl is el mertek térni (üzemeltetıi fegyelem és biztonsági kultúra hiánya); sok fontos technológiai korlátot csak a szabályzat rögzített, technikai berendezés nem akadályozta meg a korlát átlépését; reaktorbiztonsági kutatások nem megfelelı szintje; USA - Szovjetunió párbeszéd hiánya. A balesethez vezetı okok összefoglalása Ilyen erımővet sehol a világon nem lenne szabad építeni és üzemeltetni! Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 23 Az RBMK reaktorokon a csernobili atomerımő-baleset után végrehajtott módosítások Új zónatervezési módszerekkel, az üzemanyag összetételének módosításával mérsékelték illetve megszüntették az öngerjesztı jelleget. Jelentısen megnövelték a biztonságvédelmi (vészleállító) rendszer beavatkozási sebességét. A névleges teljesítményt az egyes blokkokon 50-300 MWe értékkel csökkentették. A korábbiakhoz képest javított üzemzavari elemzések, számítógépes szimulációk készültek. Üzemviteli kultúrát érintı és vezetési módosításokat vezettek be. Szimulátoros gyakorlatokkal, korszerő oktatási módszerek bevezetésével növelték az üzemeltetık képzési színvonalát. Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 24
Az RBMK és a könnyővizes reaktorok közötti legfıbb különbségek RBMK A reaktivitás teljesítménytényezıje pozitívvá válhat, azaz öngerjesztı folyamatok indulhatnak be. Nincs védıépület. A hőtés elvesztése nem vonja maga után a láncreakció leállását. A grafit moderátor gyúlékony és vízzel érintkezve éghetı gázokat termel (CO, H2). PWR,BWR,VVER A reaktivitás teljesítménytényezıje minden üzemmódban negatív, a folyamatok önszabályozóak. Néhány régebbi egység (VVER-440/230) kivételével van lokalizációs torony vagy konténment. A hőtés elvesztésekor leáll a láncreakció. A víz nem éghetı, az üzemanyagpálcák burkolatának oxidációjából keletkezı hidrogén esetleges felrobbanását kibírja a konténment. Egyéb reaktortípusokban az RBMK-nál fennálló mőszaki hiányosságok nincsenek meg, így a csernobilit megközelítı mérető és hatású baleset más reaktorokban nem képzelhetı el! Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 25 A csernobili baleset egészségügyi következményei A kikerült radioaktív anyagok összes aktivitása a becslések szerint 1-2 EBq lehetett. A robbanások és az azokat követı grafittőz az üzemanyag kb. 3,5-4%-át szétszórta a környezetben. A környezetbe került: a nemesgázok 100 %-a, I, Te, Cs 10-20 %-a, üzemanyag és a kevésbé mozgékony izotópok (Sr, Zr) 3,5 %-a. Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 26 A csernobili baleset egészségügyi következményei A csernobili baleset egészségügyi következményei A radioaktív anyagok két nagyobb hullámban jutottak ki a reaktorból: közvetlenül a robbanás után: szétszóródott üzemanyag, és a nemesgázok; a baleset utáni 7-10. napon a reaktorban fellépı magas hımérséklet miatt; A legszennyezettebb területek: az oroszországi Brjanszk, és a fehérorosz Gomel és Mogilev régió. Ezekben a körzetekben a Cs-137 aktivitás-koncentrációja az 5000 kbq/m 2 -t is elérte. (Portugáliában 0,02 kbq/m 2 -t mértek.) Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 27 Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 28
A csernobili baleset egészségügyi következményei A balesetet követıen a radioaktív felhı elıször északnyugati irányba indult, (Skandinávia, Hollandia, Belgium, Nagy-Britannia). Ezután megfordult a szél iránya, és a felhıt Dél- és Közép-Európa fölé fújta. Ahol a felhı átvonulása csapadékkal párosult, nagyobb aktivitás-koncentrációk (Ausztria, Svájc, Magyarország nyugati része). A déli féltekén nem lehetett kimutatni a baleset hatását. Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 29 A csernobili baleset egészségügyi következményei Baleset legelsı közvetlen áldozata 3 fı (1 szívinkfartus, 2 épület ráomlás miatti elhalálozás) Összesen 237 embert (erımővi dolgozót és tőzoltót) szállítottak akut sugárbetegség miatt kórházba. Közülük: Becsült dózis (Gy) 6-16 4-6 2-4 <2 Betegek száma 21 21 55 140 A közvetlen áldozatok zöme tőzoltó volt. Halálesetek száma Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 30 20 7 1 0 Összesen: 237 28 2005. szeptemberi NAÜ Csernobil konferencia fı üzenete A korábbi 28 helyett összesen 50 ember halálát hozták közvetlen összefüggésbe a baleset utáni nagy sugárdózisok determinisztikus hatásával (zömük tőzoltó volt). 2004 decemberéig 4000, a baleset idején gyermek vagy serdülı korú személynél diagnosztizáltak pajzsmirigyrákot. Közülük 9-en haltak meg. Korai diagnózis esetén a pajzsmirigyrák jól gyógyítható (99% fölötti gyógyulási arány). A 150 msv fölötti dózist kapott likvidátorok között megduplázódott a leukémia gyakorisága (összesen néhányszor tíz eset). Egyéb daganatos betegségeknél statisztikailag nem kimutatható a gyakoriság növekedése! Genetikai hatást az érintett emberek utódjaiban nem tudtak kimutatni! Új információk 2011-ben, a baleset 25. évfordulóján: 2011 év elejéig 6000, a baleset idején gyermek vagy serdülı korú személynél találtak pajzsmirigyrákot, közülük 15-en haltak meg. (Vagyis a 2005-2011 idıszakban a korábbi 4000 után további 2000 pajzsmirigyrákos esetet találtak). A 28 fı, sugárbetegség következtében meghalt személyen túl (ld. elızı oldali táblázat) további személyeknél nem tudták kimutatni, hogy haláluk és az elszenvedett nagy dózis között összefüggés lett volna. További információk: http://nukinfo.reak.bme.hu/index.php?option=com_content&view=article&id=2562:az-uj-csernobiliensz-jelentes-megersiti-a-korabbi-adatokat&catid=5:tanulm 2005. szeptemberi NAÜ Csernobil konferencia fı üzenete Összesen 340 000 embert telepítettek ki a legszennyezettebb területekrıl. Összesen 5 000 000 ember él ma olyan területen, ahol az effektív dózistöbblet a csernobili kihullásból (37 kbq/m 2 fölötti 137 C szennyezıdés) kevesebb, mint 1 msv/év (normál természetes háttér +40%-a). Ma 100 000 olyan lakos van még, akik 1 msv/év fölötti csernobili eredető többletdózist kapnak. Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 31 Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 32
2005. szeptemberi NAÜ Csernobil konferencia fı üzenete A nemzetközi felmérések szerint a legterheltebb 200 000 likvidátor, a 116 000 legterheltebb kitelepített lakos és a legerısebben szennyezett területen élı lakosság (mindösszesen 600 000 ember) 70 éves élettartama alatt kb. 4000 többlet rákos haláleset várható a többlet dózis következtében. Ez statisztikailag aligha lesz kimutatható, hiszen a nem érintett népességben is 25% a rákos megbetegedések részaránya. Ebben a magas alapban a 4000 többlet eset nem lesz látható, az csak statisztikai alapon becsülhetı. A tényleges szám bizonytalan, kb. 4000±1000. A csernobili baleset egészségügyi következményei A Szovjetunión kívül: A baleset utáni elsı hetekben leginkább a jód-131 miatt (tej). A gyermekek átlagos pajzsmirigy-dózisa Európában 1-20 msv, Ázsiában 0,1-5 msv, Észak-Amerikában 0,1 msv körül volt. A felnıtteké ennek az ötödrésze. A késıbbiekben a Cs-134 és Cs-137 izotópok voltak a felelısök, külsı és belsı terhelésként egyaránt. A baleset utáni egy év során kapott egésztest-dózis Európában 0,05-0,5 msv, Ázsiában 0,005-0,1 msv, Észak- Amerikában 0,001 msv volt. Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 33 Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 34 A csernobili baleset magyarországi következményei Magyarország: Az átlag magyar lakos várhatóan egész élete során összesen 0,23 msv külsı és 0,09 msv belsı terhelésbıl származó effektív egyenértékdózist kap. Ez összesen 0,3-0,4 msv-et jelent. (A természetes sugárzás évente átlagosan 2-3 msv.) Európai viszonylatban ez a "középmezınybe esik. Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 35 A csernobili baleset egészségügyi magyarországi következményei Az elmúlt négy-öt évtizedben folyamatosan növekszik a rákbetegségek hazai gyakorisága. Hazánkban nem észlelték a daganatos megbetegedések számának a csernobili eredető sugárterheléssel összefüggı növekedését. Nem mutatható ki sem a gyermekkori pajzsmirigy-rák, sem a gyermekkori leukémiás megbetegedések számának Csernobil miatti növekedése. A veleszületett rendellenességek gyakorisága sem emelkedett a csernobili baleset következtében. Jelenlegi tudásunk szerint tehát Magyarországon nem mutatható ki a csernobili atomerımő baleset káros egészségügyi hatása. Az Ukrajnában járt magyar kamionsofıröknél gyakorlatilag kizárt, hogy a csernobili balesetben kikerült radioaktivitás miatt haltak volna meg (nem tudunk arról, hogy a baleset helyszínén vagy egyéb nagy szennyezettségő területen jártak volna). Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 36
Halálozási statisztikák Magyarországon (2001) Halálozás a 2001. év során: 132 183 Ebbıl daganatok miatt: 33 757 hörgı, légcsı, tüdı 7 902 vastagbél 3 014 emlı 2 342 gyomor 2 166 végbél 1 838 ajak, szájüreg, garat 1 737 prosztata 1 372 fehérvérőség 1 104 csont, kötıszövet, bır 894 Keringési betegség miatt: 67 423 Öngyilkosság miatt: 3 979 Közlekedési baleset miatt: 1 352 Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 37 Rákhalálozás dinamikája Magyarországon Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 38 Daganatos megbetegedések Magyarországon Daganatos megbetegedések Magyarországon Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 39 Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 40
Daganatos megbetegedések Magyarországon A Magyar Nukleáris Társaság tudományos expedíciója Csernobilba, 2005. május 28. június 4. Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 41 Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 42 Feladatmegosztás, csoportok Célok: saját tapasztalatok, hiteles mérések, fiatalok oktatása, film- és fotókészítés Feladatok, szakmai csoportok, csoportvezetık és a résztvevık beosztása: 1. TLD Apáthy István, KFKI AEKI, Pázmándi Tamás, Kulacsy Kati, Kassai Zsuzsa, 2. Terepi mintagyőjtés, forrórészecskék lokalizálása, elemzése Dr. Vajda Nóra, BME NTI, Surányi Gergı, Petıfi Gábor, Hadnagy Lajos, Yamaji Bogdán, Dombó Szabolcs, Silye Judit, 3. In-situ gamma spektroszkópia Dr. Zombori Péter, KFKI AEKI, Dr. Bódizs Dénes, Treszl Gábor, Betlehemi Sz., Dombó Szabolcs, 4. Ökológiai hatásfelmérés Dr. Tarján Sándor, FM Vér Nóra, Vörös Csaba, Csapó József, Szabó Lídia, Defend Szabolcs, Kocsy Gábor, Kassai Zsuzsa, Beregnyei Miklós, Aszódi Attila, 5. Sugárvédelem Dr. Sági László, KFKI AEKI C. Szabó István, Nényei Árpád, Kulacsy Kati (GPS), Légrádi Gábor, 6. Épület és technológia állapotfelmérése Hadnagy Lajos, PARt Betlehemi Szabolcs, Szerencse Tibor, Légrádi Gábor, Beregnyei Miklós, Silye Judit, 7. Dokumentálás, kommunikáció Dr. Aszódi Attila, BME NTI, TV-stáb (Horkai Pál, Markiel János), Pázmándi Tamás, Silye Judit, Fotó: Dombó Szabolcs, Légrádi Gábor, Beregnyei Miklós, Yamaji Bogdán, Aszódi Attila, Szerencse Tibor, Helyszíni ügyintézés: Hadnagy Lajos, Kassai Zs., A szakmai munkát koordinálja és a csoportot vezeti: Dr. Aszódi Attila. Sugárvédelmi ellenırzés Felkészülés a szennyezett területen való munkára. Belsı sugárterhelés meghatározása egésztest számlálás az út elıtt és azután, az esetleges inkorporáció és dózisterhelés ellenırzésére (AEKI) Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 43 Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 44
Sugárvédelmi ellenırzés Belsı sugárterhelés nem lépett fel Csernobilban (2 napig dolgoztunk a zónában és ott is étkeztünk) Impulzus Aszódi Attila egésztest számlálás eredménye 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 0 25 50 75 10 0 12 5 15 0 17 5 20 0 22 5 25 0 elsı mérés elsı háttér második mérés második háttér Sugárvédelmi ellenırzés Külsı sugárterhelés meghatározása TLD minden résztvevı számára (őrdozimetria, AEKI) hatósági film- és TL dózismérık elektronikus személyi doziméterek Csatornaszám Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 45 Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 46 Sugárvédelmi ellenırzés Külsı sugárterhelés ellenırzése Sugárvédelmi ellenırzés nagy pontosságú OMH hitelesített kézimőszerek az út fontosabb szakaszain folyamatos, GPS-szel szinkronizált dózisteljesítmény regisztrálás Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 47 Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 48
Felkeresett helyszínek szennyezettsége Szlavutics, az üzemeltetık városa Csernobili atomerımő Szarkofág látogatóközpont Pripjaty, a kitelepített város Vörös-erdı Csernobil, az élı város Elhárításban használt jármővek roncstelepe Akkreditált terepi referencia mérıhely Nemzetközi Csernobil Központ szlavuticsi laboratóriuma Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 49 Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 50 Folyamatos dózisteljesítmény-mérés Sugárvédelmi ellenırzés Dózisteljesítmény (nsv/h) Dózisteljesítmény (nsv/h) 120 100 80 60 40 20 Dózisteljesítmény a 2. mérési nap útvonalán Budapest, indulási szint Indulás Szlavuticsból 0 5:09:36 5:16:48 5:24:00 5:31:12 5:38:24 5:45:36 5:52:48 100000 10000 1000 100 Idı (GMT) Ukrán- Belorusz határ Dózisteljesítmény a 2. mérési nap útvonalán Emlékmő az erımő mellett Idı (GMT) Budapest, indulási szint 10 Indulás a kalibrált Érkezés a Vörös Indulás a terepi mérıhelytıl erdı bejáratához Vörös erdıtıl 1 9:07:12 10:19:12 11:31:12 12:43:12 Dózisteljesítmény (nsv/h) Dózisteljesítmény (nsv/h) 250 200 150 100 Dózisteljesítmény a 2. mérési nap útvonalán Budapest, indulási szint 50 Belépés a lezárt zónába 0 6:36:00 6:43:12 6:50:24 6:57:36 7:04:48 7:12:00 160 140 120 100 80 60 40 20 Idı (GMT) Érkezés a kalibrált terepi mérıhelyhez Dózisteljesítmény a 2. mérési nap útvonalán Csernobil város, étterem 0 14:06:43 14:09:36 14:12:29 14:15:22 14:18:14 14:21:07 14:24:00 Idı (GMT) Budapest, indulási szint Kilépés a lezárt zónából Mért külsı sugárterhelés TLD és elektronikus személyi doziméterek alapján a zónában töltött 2 nap alatt a budapesti háttérbıl származó dózis 2-4-szeresének megfelelı dózist szenvedtünk el (10-20 µsv), az átlagos dózisteljesítmény 200-400 nsv/h (budapesti referencia érték: 100 nsv/h) Ez messze az egészségügyi határértékek alatti. Egy 10 órás repülıút dózisjáruléka 20-25 µsv. Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 51 Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 52
A csernobili atomerımő A csernobili atomerımő Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 53 Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 54 Mérések Pripjatyban Csernobil városa Vesd össze! A Csernobil táblánál a dózisviszonyok teljesen normálisak (a dózisintenzitás akkora, mint Budapesten) és a növényzet is ép. Maszk alkalmazása itt teljesen indokolatlan! Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 55 Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 56
Csernobil városa Dr. Aszódi Attila, BME NTI Terepi mérések és mintavétel #14 / 57 Terepi mérések és mintavétel Dr. Aszódi Attila, BME NTI Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 58 Terepi mérések és mintavétel #14 / 59 Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 60
Terepi mérések és mintavétel Vörös-erdı pereme Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 61 Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 62 Vörös-erdı pereme Vörös-erdı pereme Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 63 Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 64
Vörös-erdı pereme a nagy zsákmány Labormérések Szlavuticsban Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 65 Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 66 Összefoglalás, tanulságok Az RBMK atomerımő típus felépítésénél és fizikai tulajdonságainál fogva sokkal alacsonyabb biztonságú, mint ami akár Magyarországon, akár Nyugat-Európában elfogadott. A 20 évvel ezelıtti csernobili reaktorbaleset hatása az erımő 30 km-es környezetében jól mérhetı, de a radioaktivitás szintje mára a legtöbb helyen jól kezelhetı. A csernobili erımő körül lezárt zóna fenntartása hosszú távon is indokolt. A lezárt zónában nagyon szép, zavartalan környezet alakult ki, amiben a biodiverzitás nagyobb, mint az ember által intenzíven használt területeken. Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 67 In-situ gamma spektroszkópia A Cs-137 izotóptól származik a külsı gamma-sugárzás dózisterhelésének praktikusan 100%-a. A kalibrációs mezın végzett két mérés 387 kbq/m2 jelenlegi felületi szennyezettséget jelent (jó egyezésben a bizonylatolt 10,5 Ci/km2 ukrán adattal). Ennek dózisteljesítmény járuléka 390 nsv/h. A természetes háttérsugárzással (60-110 nsv/h) együtt 450-500 nsv/h számítható. Ez jól egyezik a mért dózisteljesítménnyel. A Vörös-erdı mellett végzett mérések kevesebb Cs-137 szennyezettséget (241 kbq/m2) és ezáltal kevesebb dózisteljesítmény-járulékot (244 nsv/h) mutattak. A Cs-137 mellett nyomokban és nem értékelhetı dózisteljesítmény járulékokkal a következı radionuklidok jelenléte állapítható meg a spektrumokból: Co-60, Cs-134, Eu-154, Am-241. Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 68
Összefoglalás, tanulságok A visszaköltözött népesség (kb. 400 fı) egy átlagos egyedének várható éves többletdózisa kb. 6 msv, aminek mintegy 60%-a a szennyezett talajfelszín külsı sugárzásából, 40%-a a szennyezett élelmiszer fogyasztásából származik! (A magyar lakosság normális éves természetes háttérterhelése 2,4 3 msv.) A lezárt zónában hatóságilag korlátozzák egyes helyi termesztéső élelmiszerek fogyasztását. Kijevben ellenırzés céljából vásárolt tejben és kenyérben nem találtunk a szokásostól vagy elfogadhatótól eltérı izotóp-összetételt. A szarkofág A szarkofágot emberpróbáló körülmények között, nagyon gyorsan kellett felépíteni. Az építés során nem volt cél a hermetikusság. Jelenleg mind a szarkofág, mind az azon belüli roncsolódott szerkezetek mutatnak bizonyos instabilitást. Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 69 Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 70 A szarkofág makettje A szarkofág A szarkofág vagy azon belüli elemek sérülése során csak nehéz porok szabadulhatnának fel, amelyek nem tudnak a 30 km-es lezárt zónán túlra terjedni. Egy ilyen feltételezett esemény nem érinthetné Magyarországot. Az ukrán állam intenzíven dolgozik egy új, hermetikus szarkofág tervezésén és megépítésén. Az új szarkofág felépítését követıen a most instabilitást mutató épületelemeket el kívánják bontani. 2011. áprilisában a csernobili baleset 25. évfordulójára rendezett nemzetközi ún. donor konferencián további pénzügyi támogatásokat győjtöttek a szarkofág építésre. Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 71 Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 72
További részletek Csernobil Tények, okok, hiedelmek SZATMÁRY Zoltán, ASZÓDI Attila ISBN: 963 9548 68 5 http://www.typotex.hu/ Megjelent: 2005 november + további cikkek (pl. Fizikai Szemle, 2006. április) + 45 perces film (DVD és internet verzió) + fotókiállítás, írott anyagok Nukleáris biztonsági kérdések a fukushimai atomerımő balesete kapcsán http://www.reak.bme.hu/aszodi/ Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 73 Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 74 Földrengés 9-es földrengés március 11. 14:46-kor Honshutól keletre Cunami kialakulása Cunami keletkezése Forrás: emsc-csem.org Partot érve nagyobb hullámok Max 2.7g recorded at station MYGO4. Dr. Aszódi Attila, BME NTI Forrás: http://www.japanquakemap.com/ #14 / 75 Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 76
2011. március 11. Cunami károk 2011. április 11-én: 13.100 megerısített haláleset köztük többezer azonosítatlan holttest 14.000 ember eltőnt halottak összes száma ~27.000 125.000 épület sérült meg vagy dılt teljesen össze 2.100 út, 56 híd, 31 vasútvonal sérült Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 77 Dr. Aszódi Attila, BME NTI Forrás: Kyodo News #14 / 78 Cunami károk NHK World: Rikuzentakata egy km-re a partvonaltól 13 m magas volt a szökıár A helyi gimnáziumban sok ember fulladt meg, mivel oda menekültek a földrengés után, a hullám pedig a 2. emeletet is elérte 40 km/h sebességgel haladt a cunami a parton kb. 100 cunami óvóhely semmisült meg Forrás: http://www3.nhk.or.jp/daily/english/27_22.html Cunami károk Forrás: http://english.kyodonews.jp/ Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 79 Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 80
Cunami károk Cunami károk Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 81 Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 82 A cunami kb. 10 km mélyen hatolt be a szárazföldre, jelentıs pusztítást okozva ezeken a területeken Cunami károk A földrengés által érintett atomerımővek Onagawa 3 BWR blokk (524 MW, 825 MW, 825 MW) Automatikusan leállt a földrengés után Tőz a turbinacsarnokban Fukushima Daini 4 BWR5 blokk (4*1100 MW) Automatikusan leállt a földrengés után Nukleáris veszélyhelyzet az 1., 2., 4. blokkokon a nyomáscsökkentı medence funkcióvesztése miatt Március 15-re minden blokk hideg leállított állapotban Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 83 Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 84
A földrengés által érintett Fukushima I. atomerımő Fukushima Daiichi 6 blokkos, forralóvizes Forralóvizes reaktor (BWR) 1. blokk 2. blokk 3. blokk 4. blokk 5. blokk 6. blokk Típus / Konténment GE BWR3 Mark I GE BWR4 Mark I GE BWR4 Mark I GE BWR4 Mark I GE BWR4 Mark I GE BWR5 Mark II Teljesítmény 460 MW 784 MW 784 MW 784 MW 784 MW 1100 MW Üzemanyag UO2 UO2 MOX UO2 UO2 UO2 Állapot a földrengéskor Normál üzem Normál üzem Normál üzem Leállítva, teljes zóna kirakva! Leállítva Leállítva Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 85 Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 86 Földrengés-védelem Forrás: Tepco Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 87 Maximális talajgyorsulás értékek a földrengés során a Fukushima Daiichi atomerımőnél: 0,517 g a 3. blokknál, 0,44 g a 6. blokknál. A blokkok a földrengést követıen rendben leálltak Tervezési földrengés (SSE) 0,45 g ill. 0,46 g ezekre a blokkokra! Az országos villamosenergia-hálózat kiesése miatt a biztonsági hőtıvízrendszereket dízelgenerátorok látják el, ezek el is indultak. Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 88
Cunami-védelem a Fukushima I-en Fukushima atomerımő: történelmi cunamik alapján (+ modellezéssel): Az üzemi szint fölött 5,7 m-es tervezési cunami Épületek földszintje 10-13 m magasan Forrás: M. Takao, TEPCO http://www.jnes.go.jp/seismic-symposium10/index.html A Fukushima atomerımő földrengés- és cunami-állósága A földrengés jelenlegi tudásunk szerint nem tett jelentısebb kárt az érintett atomerımővekben (Onagawa, Tokai, Fukushima), noha több helyen a tervezési értéket kissé meghaladta a vízszintes gyorsulás A cunami magassága meghaladta a tervezési értékeket minden telephelyen Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 89 Forrás: Tatsuhiro Yamazaki, Japan Nuclear Technology Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 90 Institute, 2011.4.13, IAEA ISSC EBP WA3 A Fukushima atomerımő földrengés- és cunamiállósága A Daiichi (I) és a Daini (II) kiépítéseknél eltérı a dízelgenerátorok elhelyezése! A cunami minden turbinacsarnokot elárasztott, reaktorépületet csak egyet. A tervezési cunamimagasság 5,7 m volt (ez már módosított, növelt érték) Daiichi Daini Az Onagawa atomerımő földrengés- és cunami-állósága Tervezési cunami magasság: 9,1 m (a megfigyelt magasság +13 m) Kisebb meghibásodások és szivárgások Forrás: Tatsuhiro Yamazaki, Japan Nuclear Technology Institute, 2011.4.13, IAEA ISSC EBP WA3 Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 91 Forrás: Tatsuhiro Yamazaki, Japan Nuclear Technology Institute, 2011.4.13, IAEA ISSC EBP WA3 Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 92
Szökıár a Fukushima I-en Cunami a Fukushima I-en Forrás: TEPCO, http://www.tepco.co.jp/en/press/corp-com/release/11041304-e.html 15 m magas szökıár, ami nagy impulzussal érte el az erımővet. A képen látható, szikláknak csapódó hullámok több, mint 20 méter magasra csaptak fel. A turbinacsarnok 5 m víz alá került. Forrás: TEPCO; NHK, http://www3.nhk.or.jp/daily/english/09_30.html Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 93 Dr. Aszódi Forrás: Attila, TEPCO, BME http://www.tepco.co.jp/en/press/corp-com/release/betu11_e/images/110409e9.pdf NTI #14 / 94 A fı kiinduló ok BWR nyomáscsökkentı konténment Hálózat -A földrengéskor az összes üzemelı blokk automatikusan leállt -Az üzemzavari dízelgenerátorok az elvártnak megfelelıen mőködtek a cunamiig 1 Földrengés miatt leszakadás a villamos hálózatról Szökıár (becsült magasság > 10m) Turbinacsarnok Dízelgenerátor Reaktor épület Tengerszint Vízkivételi szivattyú Magasság: kb. 10m 2 Az üzemzavari dízelek elromlanak a cunami miatt 1+2 Teljes feszültségvesztés Station Black Out Egyik aktív rendszer (beleértve az üzemzavari zónahőtést ECCS) sem üzemeltethetı Szárazakna és nedvesakna Nyomáscsökkentés nagy kondenzációs térfogatok segítségével Csıtöréses üzemzavari (LOCA) esetekre és egyéb üzemzavari körülményekre is, pl. a biztonsági lefúvató szelepek (SRV) nyitásakor Dr. Aszódi Attila, BME NTI Forrás: NISA, 2011. április 4. #14 / 95 Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 96
A Fukushima Daiichi erımő felépítése Épület szerkezet Beton épület Acélszerkezetes üzemi terület Konténment Körte alakú dry-well Tórusz alakú wet-well en.wikipedia.org/wiki/browns_ferry_nuclear_power_plant Testvér erımő: Browns Ferry, USA nucleartourist.com Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 97 Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 98 Forrás: TVA, Browns Ferry NPP, http://www.tva.com/news/pix/index.htm A fukushimai atomerımő felépítése Reaktorcsarnok üzemi terület (acélszerkezet) Beton reaktorépület (szekunder konténment) Aktív zóna Reaktortartály Frissgız-vezeték Tápvíz-vezeték Konténment (dry-well) Konténment (wet-well) / kondenzációs kamra Pihentetı medence Remanens hıteljesítmény [%] 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Maradékhı a besugárzott üzemanyagból 0 2 4 6 8 10 12 Leállítás óta eltelt idı [óra] Atomreaktorok remanens hıteljesítményének változása a leállítás után eltelt idı függvényében Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 99 Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 100
Feedwater Line BWR-4 üzemzavari hőtırendszerei (ECCS) ADS Main Steam Line Reacto r Core D/G HPCI CS CS LPCI LPCI LPCI LPCI RCIC D/G Nagynyomású ZÜHR - High Pressure Emergency Core Cooling Systems HPCI: független, nincs szüksége kisegítı villamos betáplálásra, az erımő levegırendszerére vagy külsı hőtésre. Kis és közepes csıtörések esetén Az automatikus nyomáscsökkentı rendszer (ADS) redundáns logikával rendelkezik, mely különbözı szelepek nyitásával szükség esetén csökkenti a nyomást a reaktortartályban kis és közepes mérető csıtörések esetén, amennyiben a HPCI nem elérhetı, vagy nem képes pótolni a vízveszteséget. CS Pump HPCI Pump RCIC Pump LPCI Pump Standby Diesel Generators External Power Source CS Pump HPCI : High Pressure Coolant Injection System (Turbine Driven) CS : Core Spray System LPCI : Low Pressure Coolant Injection System D/G : Standby Diesel Generator ADS : Automatic Depressurization System RCIC : Reactor Core Isolation Cooling System (Turbine Driven, Non ECCS) Forrás: Prof. Yoshiaki Oka Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 101 Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 102 Az esemény lefolyása Az esemény lefolyása 2011. március 11. 14:46 - Földrengés 9-es magnitudó Japán északi részén a villamos hálózat összeomlik A reaktorok sértetlenül vészelik át SCRAM - vészleállás A hasadási hıtermelés leáll Idıben csökkenı remanens hıtermelés a radioaktív hasadási termékek bomlása miatt Leállás után ~6% 1 nap múlva ~1% 5 nap múlva ~0.5% Konténment izoláció Nem-biztonsági átvezetések lezárása Gépház lezárása Sikeres konténmentizolációval elkerülhetı a jelentıs korai kibocsátás Dízelgenerátorok indulása Üzemzavari zónahőtést látja el Az erımő stabil biztonságos állapotban Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 103 Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 104
Március 11. 15:41 A cunami eléri az erımővet Méretezés max. 6,5 méteres magasságra A mostani cunami >15m Elárasztotta a dízelgenerátorokat és / vagy a generátorok hőtését biztosító épületeket Station Blackout teljes feszültségvesztés Az energiaellátás közös okú meghibásodása Csak az akkumulátorok elérhetık Egy kivételével minden üzemzavari zónahőtés kiesik Az esemény lefolyása Elérhetı maradt a zóna-izolációs hőtırendszer (Reactor Core Isolation Cooling RCIC) A gız a reaktorból egy külön turbinára jut, ami egy szivattyút hajt A gız a turbina után a wetwellben kondenzálódik Szükséges hozzá a szünetmentes táp (akkumulátor) és 100 C alatti wet-well hımérséklet Nincs hıelvonás az épületbıl, így az RCIC elıbb-utóbb leáll Az esemény lefolyása Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 105 Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 106 RCIC szivattyú leáll 1. blokk: március 11. 16:36 (akkumulátor lemerült) 2. blokk: március 14. 13:25 (szivattyú meghibásodott) 3. blokk: március 13. 2:44 (akkumulátor lemerült) A bomláshı továbbra is gızt termel a reaktortartályban Nyomás emelkedik Lefúvató szelepek nyitása Gız kieresztése a wet-wellbe Csökkenı folyadékszint a reaktortartályban Az esemény lefolyása RCIC szivattyú leáll 1. blokk: március 11. 16:36 (akkumulátor lemerült) 2. blokk: március 14. 13:25 (szivattyú meghibásodott) 3. blokk: március 13. 2:44 (akkumulátor lemerült) A bomláshı továbbra is gızt termel a reaktortartályban Nyomás emelkedik Lefúvató szelepek nyitása Gız kieresztése a wet-wellbe Csökkenı folyadékszint a reaktortartályban Az esemény lefolyása Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 107 Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 108
RCIC szivattyú leáll 1. blokk: március 11. 16:36 (akkumulátor lemerült) 2. blokk: március 14. 13:25 (szivattyú meghibásodott) 3. blokk: március 13. 2:44 (akkumulátor lemerült) A bomláshı továbbra is gızt termel a reaktortartályban Nyomás emelkedik Lefúvató szelepek nyitása Gız kieresztése a wet-wellbe Csökkenı folyadékszint a reaktortartályban Az esemény lefolyása RCIC szivattyú leáll 1. blokk: március 11. 16:36 (akkumulátor lemerült) 2. blokk: március 14. 13:25 (szivattyú meghibásodott) 3. blokk: március 13. 2:44 (akkumulátor lemerült) A bomláshı továbbra is gızt termel a reaktortartályban Nyomás emelkedik Lefúvató szelepek nyitása Gız kieresztése a wet-wellbe Csökkenı folyadékszint a reaktortartályban Az esemény lefolyása Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 109 Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 110 RCIC szivattyú leáll 1. blokk: március 11. 16:36 (akkumulátor lemerült) 2. blokk: március 14. 13:25 (szivattyú meghibásodott) 3. blokk: március 13. 2:44 (akkumulátor lemerült) A bomláshı továbbra is gızt termel a reaktortartályban Nyomás emelkedik Lefúvató szelepek nyitása Gız kieresztése a wet-wellbe Csökkenı folyadékszint a reaktortartályban Az esemény lefolyása A mért folyadékszint az összeroppantott vízszintet jelenti, amelynél a valós szint magasabb a gızbuborékok miatt. Zóna ~50%-a szárazon Burkolat hımérséklet emelkedik, de nincs jelentıs zónasérülés Zóna ~2/3-a szárazon Burkolat hımérséklet meghaladja a 900 C-ot Burkolat felfúvódás / törés Hasadási termékek kijuthatnak a pálcarésekbıl Az esemény lefolyása Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 111 Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 112
Zóna ~3/4e szárazon Burkolat hımérséklet meghaladja az 1200 oc-ot A burkolat Zr-tartalma gız atmoszférában oxidálódik Zr + 2H 2 0 ->ZrO 2 + 2H 2 Exoterm reakció, tovább főti a zónát Hidrogén termelıdik Az esemény lefolyása 1. blokk: 300-600kg 2-3. blokk: 300-1000kg A hidrogén a gızzel együtt a wet-wellbe kerül, majd a vacuum breaker -en keresztül a dry-wellbe. Az esemény lefolyása ~1800 C körül [1,2,3 blokkok] Burkolat megolvadása Acélszerkezetek megolvadása ~2500 C körül [1,2 blokkok] Üzemanyag-pálca törése Törmelékágy a zónában ~2700 C körül [1. blokk] U-Zr eutektikum megolvadása A vízellátás visszaállítása megállítja a helyzet súlyosbodását mindhárom blokkon 1. blokk: március 12, 20:20 27 óra szárazon 2. blokk: március 14, 20:33 7 óra szárazon 3. blokk: március 13, 9:38 7 óra szárazon Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 113 Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 114 Hasadási termékek kibocsátása az olvadás során Xe, Cs, I Urán/plutónium a zónában marad A hasadási termékek a levegıben található aeroszolokra kondenzálódnak Kibocsátás szelepeken keresztül a kondenzációs kamra vizébe Az aeroszolok egy része kimosódik a vízben Xe és a többi aeroszol a drywellbe jut Az aeroszolok kiülepedése a felületeken tovább szennyezi a levegıt Az esemény lefolyása Konténment (tartály) Az utolsó gát a hasadási termékek és a környezet között Fal vastagsága ~3 cm Tervezési nyomás 4-5 bar Nyomás 8 bar-ig nıtt Inert töltıgáz (nitrogén) Hidrogén a zóna oxidációból Forrás a kondenzációs kamrában Konténment nyomáscsökkentés 1. blokk: márc. 12. 4:00 2. blokk: márc. 13. 00:00 3. blokk: márc. 13. 8.41 Az esemény lefolyása Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 115 Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 116
Konténment nyomáscsökkentés elınyei és hátrányai Energiaelvitel a reaktorépületbıl (már csak így lehetett) Nyomás 4 bar-ra csökken Kis mennyiségő aeroszolkibocsátás (jód, cézium ~0.1%-a) Nemesgázok teljesen kijutnak Hidrogén-kibocsátás Az esemény lefolyása 1. és 3. blokkok A hidrogén a reaktorcsarnokban berobban Acélszerkezetes tetı megrongálódik Az elıfeszített beton reaktorépület épnek tőnik Látványos, de biztonsági szempontból nem jelentıs esemény Az esemény lefolyása A gáz a reaktorcsarnokba kerül A hidrogén gyúlékony Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 117 Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 118 Az esemény lefolyása 2. blokk 2. blokk A hidrogén a reaktorépületen belül robban be A kondenzációs kamra (szennyezett vízzel tele) feltehetıen sérült Nem ellenırzött gázkibocsátás a konténmentbıl Hasadási termékek kibocsátása Erımő ideiglenes evakuálása A magas telephelyi dózisteljesítmények akadályozzák az elhárítást Nem világos, miért viselkedett másként a 2. blokk Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 119 Az esemény lefolyása Reaktorok jelenlegi állapota 1., 2., 3. blokk zónasérülés Japán becslés: (2011.04.28-i módosítás) 1. blokk: 70% 55% 2. blokk: 30% 35% 3. blokk: 25% 30% USA (NRC) becslés 1. blokk: 67% 2. blokk: 44% 3. blokk: 30% Különbözı fokú épületsérülés minden blokkok Reaktortartály minden blokkon 1. blokk konténment biztosan elárasztva Komoly radioaktív víz kibocsátás volt a 2. blokki turbina csarnokon keresztül Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 120
Esemény lefolyása pihentetı medencék Kiégett üzemanyagot a reaktorcsarnokban levı pihentetı medencékben tárolják 4. blokkon karbantartás miatt az egész zóna kirakva A medencék kiszáradása 4. blokk: 10 nap alatt 1, 2, 3, 5, 6 blokkok: néhány hét alatt Esetleges szivárgás a földrengés miatt? Következmények Zóna a szabadban Hasadási termékeket szinte semmi sem tartja vissza Nagy kibocsátás Esemény lefolyása pihentetı medencék Kiégett üzemanyagot a reaktorcsarnokban levı pihentetı medencékben tárolják 4. blokkon karbantartás miatt az egész zóna kirakva A medencék kiszáradása 4. blokk: 10 nap alatt 1, 2, 3, 5, 6 blokkok: néhány hét alatt Esetleges szivárgás a földrengés miatt? Következmények Zóna a szabadban Hasadási termékeket szinte semmi sem tartja vissza Nagy kibocsátás Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 121 Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 122 Esemény lefolyása pihentetı medencék Kiégett üzemanyagot a reaktorcsarnokban levı pihentetı medencékben tárolják 4. blokkon karbantartás miatt az egész zóna kirakva A medencék kiszáradása 4. blokk: 10 nap alatt 1, 2, 3, 5, 6 blokkok: néhány hét alatt Esetleges szivárgás a földrengés miatt? Következmények Üzemanyag a szabadban Hasadási termékeket szinte semmi sem tartja vissza Nagy kibocsátás 2011.04.30. víz alatti videó és a vízminták összetétele alapján csak kis mértékő üzemanyag sérülés (?) Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 123 Forrás: Digital Globe Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 124
2011. március 28. 2011. április 8. Tengervíz-aktivitás az erımőnél Gondok a talajvízben: április 6-án vett talajvíz mintában a Cs-137 aktivitás-koncentráció 72 Bq/m 3 volt, ami április 13-ra 400 Bq/m 3 -re emelkedett. Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 125 Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 126 2011. március 29. - április 10. Sugárzási helyzet idıbeli alakulása 2011.04.12. a kormány kibıvíti az evakuációs zónát azon területekig, ahol az éves dózis 20 millisievert fölé mehet. Új lezárt települések: Katsurao Village, Namie Town, Iitate Village, some parts of Kawamata Town and Minami Soma City. [104]: Katsurao (~30 km) [62]: Iitate (50 km) Minamisoma (30 km) [78]: Kawamata (60 km) Namie (10 km) Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 127 Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 128
Sugárzási helyzet Tokióban néhány napra meghaladta a gyermekekre vonatkozó határértéket a csapvíz I-131 tartalma (mért 210 Bq/l 100 Bq/l határérték) Sugárszennyezett friss zöldségek Fukushima és Ibaraki prefektúrában (Cs: 82 000 Bq/kg, a határérték 50 Bq/kg) Tengervíz I-131 határérték fölött még 10 km-re az erımőtıl is (határérték: I-131: 40 Bq/l Cs-137: 90 Bq/l) Sugárzási helyzet Április közepére javult a helyzet: április 14-én a Fukushima prefektúra üzletei újra árusítani kezdték a helyi tejet. A Fukushima prefektúra Aizu régiójának (100 km-re nyugatra az atomerımőtıl) 7 városában található farmokon a tej újra biztonságosnak bizonyult, így megkezdték a forgalmazását. A Fukushima prefektúra 30 további településének 500 farmján a tej továbbra sem bocsátható forgalomba. Iwaki város közelében, az erımőtıl délre kifogott apró halban: 12 500 Bq/kg cézium (25*limit), 12 000 Bq/kg (6*limit) jód. De a környezı 2 prefektúrában nem mőködik a halászat a cunami rombolása miatt, ez a hal nem kerül a piacokra. A tengeri sün és a kagyló halászatát is felfüggesztették. A hatóságok mérnek és kommunikálnak, a japán emberek pedig bíznak bennük! Forrás: http://www3.nhk.or.jp/daily/english/14_22.html Forrás: http://www3.nhk.or.jp/daily/english/14_03.html Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 129 Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 130 Gamma dózisteljesítmény ( mikrosv/h) március 14 április 6. Jól vizsgázott-e az erımő? Jócskán a tervezési alapon túli szökıár (a telephelyen 15 m) Dilemma: a cunami elleni méretezés csak pénzkérdés? (látva a civil példákat) A konténment-filozófia igazolása (TMI után másodszorra) Az acél belsı konténmentek kibírták: földrengés + cunami + hısugárzás + hideg vizes befecskendezés + robbanások Az üzemanyag-leltár nagy része bent maradt Korlátozott kibocsátás Teljes feszültségvesztéses baleset a nagy mumus Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 131 Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 132
Jól vizsgázott-e az erımő? A védelemi rendszerek további megerısítése Dízelgenerátorok meghibásodásának pontos oka még mindig nem ismert (zárlat, üzemanyag, hőtés?) Vízkivételi mő súlyos sérülése Pihentetı medencék hőtésének és fizikai védelmének átgondolása Hidrogénkezelés nem volt megfelelı Kommunikáció Nem világos, hogy tudták-e a TEPCO-nál az elsı 2-3 napban, hogyan is kommunikáljanak Sokáig csak minimális információ, szakmai tájékoztatás hiányos volt Ma már bıséges és lelkiismeretes kommunikáció INES-7 Április 12-én a japán hatóságok 7-re emelték az esemény INES-besorolását Korábban: 3 db 5-ös besorolás az 1-3 blokkoknak, 3-as besorolás a 4. blokki pihentetı medencének Most: 1-3 blokkok összevonva (1 db 7-es besorolás), a 4. blokki pihentetı medence továbbra is 3-as besorolású Indoklás: összesített környezeti aktivitás-kibocsátás I-131 ekvivalensben eléri a több tízezer TBq-t (INES manual) Izotóp 28 gramm I-131 Cs-137 1900 gramm Üzemanyag törmelék Összesen Fukushima kibocsátás (NISA) 1,3*10 17 Bq 6,1*10 15 Bq? (eddigi adatok szerint elhanyagolható) 3,7*10 17 Bq Csernobil kibocsátás 1,8*10 18 Bq 8,5*10 16 Bq Üa. ~1,5%-a ~ 7*10 17 Bq 5,2*10 18 Bq Fukushima / Csernobil arány (%) 7,22% 7,18%? 3-7% Összes csernobili kibocsátás, (NAÜ-1239) Total 12 060 PBq Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 133 Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 134 INES-7: Csernobil = Fukushima? NEM! Csernobili áldozatok 800 000 likvidátor legterheltebb csoportjában: 237 sugárbetegség, ebbıl 50 halott Kb. 2 200 többlet rákos eset (200 leukémia) Lakosság: 6 000 gyermeknél pajzsmirigyrák (15 halott) 116 000 legszennyezettebb területrıl kitelepített lakos között 1 800 többlet rákos megbetegedés várható, de egyénenként nem kimutatható Nagyon sok alfa- és béta sugárzó került ki az erımő környezetébe Fukushimai hatások A dolgozókat eddig jól védték. Nincs 250 msv fölötti egyéni dózis. Ha így marad, nem lesz áldozat. Sugársérült kezelési gyakorlat Chiba-ban (Kyodo News) Lakosság: Kitelepítés nagyon korai fázisban, elhanyagolható lakossági dózisok. Tej és egyéb élelmiszerek folyamatos mérése, a hatóságok idıben avatkoztak be, jó a lakossági kommunikáció. Ha így marad, nem lesz lakossági áldozat a sugárzás miatt. Mérsékelt alfa- és béta sugárzó kibocsátás. Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 135 IRSN légköri terjedés szimuláció USÁ-t eléri: március 16-17. (mérés: március 18.) Mérési eredmények: USA, Calif.: I-131: 0,165 mbq/m 3 Cs-137: 0,002 mbq/m 3 Martinique (Karib-tenger): március 21., <1 mbq/m 3, ND Európa: március 22-23. (irsn.fr - l Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire) Globális légköri terjedés A légkörben a terjedés globális, de a hígulás is jelentıs, Japántól távol már alig mérhetı Dr. Aszódi Attila, BME NTI Forrás: ctbto.org #14 / 136
Magyarországi mérések További információk Magyar on-line sugárzási adatok: http://omosjer.reak.bme.hu/ Forrás: Országos Katasztrófavédelmi Fıigazgatóság, 2011. április 20. http://www.katasztrofavedelem.hu/index2.php?pageid=monitor_nbiek_izotop A magyarországi mérések során több napig vesznek levegımintát, majd a szőrıt lemérik nagyérzékenységő detektorral mostanra mikrobq/m 3 nagyságrendő értékek (0,000001 Bq/m 3 ), csúcsértékek 03. 28-31.: 690-1650 mikrobq/m 3 (=0,69-1,65 mbq/m 3 ) http://www.reak.bme.hu/aszodi http://www.reak.bme.hu/index.php?id=768 nukleraj.blog.hu A fukushimai telephelyen további nukleáris események várhatóak OM OSJER, Budapest, BME, 2011. 03. 10.-2011. 04. 10. http://omosjer.reak.bme.hu/ Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 137 Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 138 Fıbb ellenırzı kérdések 1. Az RMBK reaktor felépítése 2. Az RBMK típus fıbb elınyei és hátrányai 3. Az inherens biztonság hiánya az RBMK típusnál, üregeffektus, pozitív visszacsatolás 4. Az RBMK és a nyomottvizes reaktorok közötti legfıbb különbségek 5. A csernobili baleset lefolyása 6. A csernobili baleset fı konstrukciós okai 7. A csernobili baleset fıbb társadalmi okai 8. A csernobili baleset következményei: a kibocsátások 9. A csernobili baleset egészségügyi következményei: a közvetlen áldozatok 10. A csernobili baleset egészségügyi következményei: BEL, UKR, RUS 11. A csernobili baleset egészségügyi következményei a Szovjetunión kívül 12. A csernobili baleset egészségügyi következményei Magyarországon 13. A jelenlegi helyzet az erımő környezetében 14. A szarkofág állapota 15.. Fıbb ellenırzı kérdések 15. A fukushimai atomerımő telephelyének felépítése 16. A fukushimai atomerımő BWR blokkjainak felépítése, mőködésük 17. A konténment és az üzemzavari hőtırendszerek a GE BWR blokkokon 18. A fukushimai blokkok földrengés és cunami védettsége 19. A 2011 márciusi fukushimai baleset kiinduló eseményei 20. Az 1-4. blokki balesetek lefolyása, technikai részletei 21. A fukushimai környezeti kibocsátás és annak környezeti hatásai Japánban 22. A fukushimai környezeti kibocsátás és annak környezeti hatásai Japánon kívül 23. A csernobili és a fukushimai baleset összehasonlítása 24.. Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 139 Dr. Aszódi Attila, BME NTI #14 / 140