Klávesové zkratky na tomto webu - základní­
Přeskočit hlavičku portálu

Když dorazila druhá vlna. Co se stalo (a dnes děje) ve Fukušimě

aktualizováno 
Před pěti lety zpustošila velkou část pobřeží Japonska a zabila tisíce lidí obří přílivová vlna. Připravila o všechny zdroje energie elektrárnu Fukušima a způsobila tak havárii, která se bude napravovat ještě desítky let. Jak probíhala a kde se stala chyba, připomíná tento článek.

Vlna tsunami dorazila k japonskému pobřeží odpoledne 11. března 2011 a v nejhůře postižených oblastech poměrně lehce překonala uměle vybudované ochranné prvky. Zabíjela i v místech, která byla určena jako bezpečné úkryty před podobnými vlnami. Záběr je z města Mijako v prefektuře Iwato. | foto: Mainichi ShimbunReuters

Vlna tsunami, která před pěti lety zaplavila východní pobřeží Japonska, byla jednou z největších přírodních pohrom v moderní historii Japonska. Zabila téměř 20 tisíc lidí a způsobila ohromné materiální škody. A také zavinila druhou nejhorší havárii na atomové elektrárně všech dob.

Po pěti letech

Začněme v roce 2016. Situace v samotné elektrárně je dnes stabilizovaná, ale základní problémy se zatím daří spíše „konzervovat“, než přímo řešit - zároveň je ovšem nutné dodat, že přesně to je cíl odborníků. Některé problémy se prostě jednoduše a rychle zvládnout nedají. Řeší se situace kolem bazénů s vyhořelým palivem, ale vyzvednutí paliva z nich a umístění na lépe zabezpečené místo je ještě nejméně několik let vzdálené.

Ze srovnání získaného obrazu rozborem detekce mionů s modelem vytvořeným z konstrukčních plánů je vidět, že v oblasti, kde by měl být stín vytvořený palivem v aktivní zóně, se žádný stín nenachází.

Ze srovnání získaného obrazu rozborem detekce mionů s modelem vytvořeným z konstrukčních plánů je vidět, že v oblasti, kde by měl být stín vytvořený palivem v aktivní zóně, se žádný stín nenachází.

Zatím není ani zcela jasné, jaký je stav samotného „jádra“ reaktorů (tedy především paliva v tzv. aktivní zóně). Výsledky zkoumání detektory z kosmu však naznačují, že dobrý nebude - vnitřek reaktoru, včetně paliva, se roztavil a hmota zřejmě stekla ke dnu reaktorů a ochranných vrstev okolo něj.

Další odpovědi mají přinést exkurze robotů, ale zatím neexistují žádné stroje, které by extrémní podmínky v reaktorech mohly vydržet. Na jejich vývoji se nyní pracuje a měly by být k dispozici letos či možná příští rok.

Nejnaléhavějším problémem je stále podzemní voda, která se dostává do kontaminované oblasti blízko reaktorů. Tam se „obohacuje“ o nadlimitní množství radioaktivních prvků a stává se nebezpečnou. Areál už je plný nádrží s vodou obsahující příliš mnoho tritia (radioaktivního izotopu vodíku) a stále jich přibývá. Postupně by mělo být k dispozici zařízení, které umožní separaci tritia a odpouštění vody, ale zatím hotové není, a protože jde o zařízení v podstatě experimentální, není jisté, kdy bude funkční a jak rychle dokáže ohromné množství vody zpracovat.

Pohled na areál Fukušimy s viditelným množstvím nádrží na radioaktivní vodu. A to je snímek už z roku 2013, od té doby vody v areálu přibývá.

Pohled na areál Fukušimy s viditelným množstvím nádrží na radioaktivní vodu. A to je snímek už z roku 2013, od té doby vody v areálu přibývá.

Naštěstí se voda přibývá stále pomaleji. O největší pokles (ze 400 na 100 tun denně) se postaralo zprovoznění čerpadel, které velkou část přitékající podzemní vody zastaví ještě před areálem. O další pokles o řád (na méně než 10 tun denně) by mělo objemy snížit vybudování podzemní ledové stěny, tedy v podstatě vytvoření oblasti uměle zmrazené půdy kolem reaktorů. Pásmo má celkovou délku zhruba 1,5 kilometru a dosahuje hloubky kolem 30-35 metrů.

Ve většině areálu už se lze pohybovat bez ochranných pomůcek, jsou ale samozřejmě místa, kam se člověk ještě velmi dlouho zřejmě nepodívá (především vnitřky reaktorových budov). V elektrárně funguje od letoška také jeden obchod s potravinami pro zaměstnance. Život se ovšem do okolí kolem elektrárny vrací jen velmi pomalu a zhruba sto tisíc lidí se stále nemůže nebo nechce (třeba kvůli nedostatku práce) vrátit do svých domovů. A řada z nich stále trpí psychickými i medicínskými problémy spojenými s tímto zážitkem.

Postupně se snižují i naměřené radiační hodnoty prostředí - proti hodnotám naměřeným zhruba půl roku po havárii se radiace v průměru snížila o dvě třetiny. Loňský rok byl také první, kdy v provincii Fukušima nebyla při kontrolách objevena v rýžové sklizni nadlimitně radioaktivní rýže a letos by měla být zrušena všechna omezení na pěstování a prodej rýže s výjimkou nejhůře zasaženého pásma kolem elektrárny.

Podrobný pohled na současnou technickou a radiační situaci ve Fukušimě nastiňuje ve svém článku na Osel.cz Vladimír Wagner, jehož článek zájemcům rádi doporučujeme. Stejně jako všechny předchozí díly jeho podrobného seriálu, který tématu věnoval. Z něj také postupně vyrostla i jeho kniha „Fukušima I poté“. Nabízíme vám z ní ukázku shrnující dramatické události ve Fukušimě z 11. března a následujících dní a týdnů, ale rozsah samotné knihy je podstatně větší a zahrnuje i události let následujících, třeba vliv havárie na představy Japonců o podobě energetiky či na zdraví obyvatel v oblasti.

Drtivý náraz

Obálka kniha „Fukušima I poté“

Obálka kniha „Fukušima I poté“

V okamžiku zemětřesení 11. března 2011 bylo v areálu elektrárny 6 413 pracovníků. První, druhý a třetí blok byly v provozu na plný výkon a ostatní tři v odstávce. V důsledku otřesů vše, co nebylo uchyceno, popadalo. Naštěstí se v elektrárně uchycuje téměř vše. Automatické vypnutí pracujících bloků, jako reakce na zemětřesení, zapracovalo přesně podle očekávání. Všechny reaktory byly odstaveny během minuty téměř ideálním způsobem. Zároveň se otřesy přerušilo elektrické vedení firmy TEPCO do elektrárny. Existovalo ještě záložní vedení s napětím 66 kV, to však kvůli nekompatibilitě připojovacích prvků nebylo možné propojit s elektrickou sítí prvního bloku. V té době naskočilo dvanáct náhradních dieselových zdrojů elektřiny. Po krátkou chvíli, než naskočily, zajistily světlo ve velínech baterie. Během následujících minut zasáhlo oblast několik sekundárních otřesů, které dosahovaly magnituda až k 7,2. S fungujícími dieselovými generátory probíhalo dochlazování reaktorů podle předpokladů. Nebylo potřeba pouštět vysokotlaké chlazení HPCI.

Velká část pracovníků opustila elektrárnu a zbývající se většinou přesunuli do krizového centra. V tomto centru byl i ředitel elektrárny Masao Jošida, když se dozvěděl, že se zvýšil odhad rizika i velikosti tsunami. Ovšem i v tomto odhadu se mluvilo o výšce tsunami dosahující tří metrů a více. Nikdo tak neočekával, že by přesáhla více než dvojnásobek tohoto odhadu.

A vlny tsunami opravdu přišly. První vlna dorazila k elektrárně v čase 15:27 místního času. Byla vysoká pouhé čtyři metry a vlnolam ji lehce odrazil. Druhá vlna přišla v 15:35, měla už skoro patnáct metrů a zaplavila areál elektrárny. V některých místech prvního až čtvrtého bloku dosáhla hloubka vody v maximu až pěti metrů. Zničila čerpadla mořské vody, elektrické rozvody a zdroje stejnosměrného proudu u bloku jedna, dvě a čtyři. Prorazila si cestu do strojoven, kde zaplavila a úplně zničila náhradní dieselové generátory v suterénu i elektrické rozvody. V těchto místech také zabila dva pracovníky, jejichž těla byla nalezena až po řadě dnů. Byly to jediné oběti této události v elektrárně.

Schéma ukazuje, jaké výšky dosáhla tsunami v březnu 2011 a co v elektrárně bylo zatopeno.

Schéma ukazuje, jaké výšky dosáhla tsunami v březnu 2011 a co v elektrárně bylo zatopeno.

Výsledkem byla ztráta všech zdrojů energie s výjimkou venkovního, vzduchem chlazeného dieselagregátu u šestého bloku, který tak mohl být využit pro 5. a 6. blok. Souhrnně, bloky 1, 2 a 4 ztratily veškeré zdroje, blok 3 ztratil veškeré zdroje střídavého proudu a jeho baterie dodávající stejnosměrný proud vydržely pouze do úsvitu 13. března. I tak hodně pomohlo, že zajistily osvětlení a napájení v kontrolní místnosti pro 3. a 4. blok v kritických prvních hodinách. Blok 5 ztratil veškeré zdroje střídavého proudu.

Tsunami nevyřadilo jenom zdroje energie. Zničilo a spláchlo pryč auta, těžkou techniku, nádrže na naftu a štěrk na zpevněných cestách. Poškodilo budovy a v nich nejen elektroinstalaci, ale i další vybavení. Mořská voda zaplavila celou plochu, na které se nacházely budovy elektrárny. Velice intenzivně zasáhla i hermeticky uzavřené prostory třetího a čtvrtého bloku a společných zařízení (budova společného bazénu). Po opadnutí vody byly všude rozházeny trosky, které velice ztěžovaly pohyb pracovníků. Samotné zemětřesení také vytvořilo trhliny venku na volných prostorách i cestách. V budovách pak zpřeházelo část neupevněného zařízení. Dříve průchodná místa byla zatarasena, v cestách zely nebezpečné díry. V budovách byla tma a i na známých místech vzniklo riziko nečekaných překážek.

Schéma kontejnmentu MARK 1, tedy typu, které používají čtyři poškozené fukušimské reaktory.

Schéma kontejnmentu MARK 1, tedy typu, které používají čtyři poškozené fukušimské reaktory.

Výpadek elektřiny způsobil, že nefungovala monitorovací zařízení a také komunikace v samotné elektrárně i s okolím byla velmi ztížena. Situaci tak musel řešit personál bez odpovídajících prostředků a manuálů. Zmíněné zničení komunikací extrémně znesnadnilo dopravu náhradních zařízení potřebných k zajištění havarijního chlazení reaktorů, jako byly hasičské stříkačky či náhradní zdroje elektřiny. A hlavně znemožňovalo jejich rychlé a účinné zapojení do záchranných prací. Situace byla komplikována ještě tím, že personál musel reagovat na sekundární otřesy, které po hlavním zemětřesení následovaly, a neměl jistotu, zda nepřijdou další velké zemětřesení či tsunami. Potřebné dieselové agregáty z oblastí mimo elektrárnu by v principu byly dostupné, ale pro dopravu helikoptérami byly příliš těžké a doprava po silnici byla v danou chvíli prakticky znemožněna dopady zemětřesení a tsunami. Obnova rozvodu elektřiny vyžadovala položení velkého množství kabelů. Ty byly také k dispozici, ale byly velice těžké a pro manipulaci s nimi nebyla k dispozici fungující těžká technika. Každá činnost tak potřebovala příliš mnoho času.

To byly hlavní důvody, které vedly k řadě dílčích technologických havárií způsobujících v konečném důsledku únik velkého množství radioaktivity. V krátkém přehledu tyto události vypadají takto:

Dne 11. března 2011 v 14:46 japonského času nastalo zemětřesení a došlo k havarijnímu vypnutí tří pracujících reaktorů. Ve zmíněných 15:35 zasáhla elektrárnu hlavní vlna tsunami a elektrárna ztratila zdroje elektřiny. Za normálních podmínek mají operátoři ve velínech širokou škálu informací o stavu reaktorů a hlavně o jejich kritických systémech. Jakmile však všechny obrazovky zhasly, informace o procesech v reaktorech se staly nedostupnými. Nebylo tak možné kontrolovat, zda funguje havarijní chlazení, případně i upravovat jeho parametry. U prvního a druhého bloku, které mají společný velín, byla ztráta úplná. U třetího bloku, který měl společný velín se čtvrtým, některé akumulátory fungovaly a bylo možné odečíst hodnoty tlaku a stav vodní hladiny. Jak bylo zmíněno, čtvrtý blok byl mimo provoz a s vyvezeným palivem. Zde se tak operátoři mohli plně soustředit na třetí blok. V 16:00 se u tohoto bloku podařilo restartovat systém chlazení poháněný parou RCIC a přivádět vodu, aby se neobnažila aktivní zóna.

Přibližný přehled vývoje událostí na jednotlivých blocích elektrárny Fukušima I. Časy jsou pouze přibližné - už proto, že do nitra poškozených reaktorů jsme zatím nemohli nahlédnout.

Přibližný přehled vývoje událostí na jednotlivých blocích elektrárny Fukušima I. Časy jsou pouze přibližné - už proto, že do nitra poškozených reaktorů jsme zatím nemohli nahlédnout.

Když se vypne chlazení příliš brzy

Operátoři u prvního bloku se snažili získat nějaké zdroje energie. Prakticky jedinou možností byly akumulátory z aut a autobusů, které nespláchlo tsunami. Jejich hledání mezi troskami nebylo jednoduché. I když se našly, nebylo snadné najít vhodné místo v elektroinstalaci, které by nebylo poškozené vodou a umožňovalo přivedení proudu k potřebným zařízením. Všechny práce navíc většinou probíhaly v úplné tmě. Kromě akumulátorů bylo nutné získat i potřebné kabely a případně konektory. Nakonec se podařilo získat dva akumulátory s napětím 22 V z autobusů.

Právě u prvního reaktoru nastala nejkritičtější situace. Nebylo zde totiž chlazení RCIC, ale pouze jednodušší kondenzátor s malým objemem vody IC. Navíc tento systém, který začal automaticky pracovat ihned po prvním otřesu a zastavení řetězové štěpné reakce, pracovníci před zasažením elektrárny vlnou tsunami vypnuli. Pracoval totiž příliš dobře a příliš rychlé ochlazování reaktoru jej mohlo poškodit. Hrozilo tam tak největší riziko, že hladina vody rychle kriticky poklesne. Proto bylo důležité zjistit u tohoto reaktoru výšku hladiny vody. Když se tak po zapojení získaných akumulátorů systém měření hladiny vody v reaktorech rozběhl, byl to malý zázrak. Než opět zhasl, ukázal, že hladina u prvního bloku opravdu klesla.

Bylo jasné, že je potřeba co nejdříve začít do reaktoru vstřikovat novou vodu zvnějšku. K tomu se daly použít mobilní stříkačky poháněné dieselovým agregátem nebo tři hasičská auta, která byla v areálu. Ovšem tato zařízení byla určena pro hašení požáru a ne pro vstřikování vody do reaktorové nádoby. Tlak, který dokázala vyvinout, tak byl mnohem nižší, než tlak páry v reaktoru. Dokud se tedy nepodařilo odpustit páru z tlakové nádoby, nemohly se stříkačky použít. K jistému snížení tlaku pomohla komora potlačení, ovšem odvod tepla z ní nebyl možný. Zbývala tak jediná možnost. Vypustit část páry do ovzduší havarijními ventily, které obsahoval kontejnment. (kontejnment je hermetická ochranná vrstva kolem reaktoru, která má jak bránit úniku látek z reaktoru ven, tak chránit reaktor před nežádoucími vlivy zvenčí, pozn. red.)

Ventily se dají ovládat z velínu a pára pak může proudit pomocí speciálního ventilačního zařízení s výškou devadesát metrů do vzduchu. Nepočítalo se však, že to bude potřeba udělat v situaci kompletního výpadku elektřiny, kdy nelze ventily z velínu otevřít. Takže je bylo potřeba otevřít manuálně, na což ovšem neexistovaly návody. Bylo však jasné, že bez vypouštění páry z kontejnmentu se nelze obejít.

Vypouštění páry z kontejnmentu bylo spojeno nejen s popsanými technickými problémy. Dochází při něm také k úniku radioaktivních látek. To, jak je únik velký, závisí na stupni poškození aktivní zóny a efektivitě filtrování páry při průchodu vodou v komoře potlačení. Před ventilací tak bylo nutné, aby byla provedena evakuace obyvatel z okolí, a bylo třeba povolení a nutná koordinace z nejvyšších míst.

V 18:00 se vydala pracovní četa na čtvrté patro prvního bloku, aby prozkoumala stav havarijního chlazení pomocí IC. Její členové nebyli vybaveni ochranným oblečením a maskami. Když prošli dvojitými dveřmi do budovy reaktoru, údaje jejich dozimetrů vylétly mimo rozsah a skupina se rychle vrátila do velínu. I podle odhadů analýzy firmy TEPCO už v té době byla nejméně částečně obnažena aktivní zóna prvního reaktoru. V souvislosti s tím došlo rychle i k jejímu poškození. Krátce po deváté hodině večer stoupla radiace v budově prvního bloku tak, že vstup do ní byl zakázán, což silně zhoršilo podmínky pro případné nutné opravy. I to bylo známkou, že došlo k odhalení paliva a nejspíše i k tavení aktivní zóny. V té době už probíhala evakuace obyvatel z tříkilometrového okolí elektrárny.

Ve 23:00 dorazily první kamiony, které přivezly mobilní generátory, a zaměstnanci začali pracovat na tom, aby je připojili k nepoškozeným částem elektrických rozvodů. Těsně před půlnocí se podařilo pomocí přenosného generátoru zprovoznit odečítání tlaku v kontejnmentu a zjistilo se, že přesahuje limitní hodnoty. V 00:49 druhého dne Masao Jošida rozhodl, že je tlak příliš vysoký a je třeba uskutečnit vypouštění páry. Tlak, který přesahoval dvojnásobně projektované maximální hodnoty, byl opravdu příliš velký.

Pracovník pověřený změřením radiace v budově prvního bloku po otevření dveří uviděl bílou páru a kouř. Bylo jasné, že dochází k únikům radioaktivní páry, takže bez měření rychle utekl. Po čtvrté hodině poskočil dávkový příkon měřený u hlavní brány elektrárny téměř o řád, což znamenalo, že kontejnment prvního bloku už vypouští páru sám přes svou suchou část. Aby však byla pára filtrována a zbavena alespoň části radioaktivních látek, musela ventilace probíhat kontrolovaně přes komoru potlačení. K tomu bylo potřeba manuálně otevřít dva ventily v různých místech. První se nacházel v druhém patře reaktorové budovy a bez elektřiny jej bylo nutné otevřít ručně. Druhý se nalézal v suterénu; i ten bylo potřeba otevřít ručně.

Zatímco se hledaly možnosti ventilace části páry z kontejnmentu, pracovalo se současně na tom, aby se podařilo alespoň nějakou vodu do reaktoru dostat. Ve dvě hodiny po půlnoci se podařilo obnovit pomocí dodatečně získaných akumulátorů odečítání tlaku v kontejnmentu a zjistilo se, že tlak samovolně silně poklesl, pravděpodobně právě kvůli zmíněným únikům ze suché části kontejnmentu. Na jedné straně to byla dobrá zpráva, protože tlak byl dostatečně nízký na to, aby se mohla začít vstřikovat voda do kontejnmentu. Na druhé straně to byla zpráva velmi špatná, protože ukazovala, že radioaktivní pára uniká z kontejnmentu do budovy bloku. To už bylo poznat i ve společném velínu prvního a druhého bloku, kde museli operátoři pracovat v ochranných oblecích a maskách, i když se přesunuli do části dále od prvního bloku, kde byla úroveň radiace přece jen nižší.

Systém využívaný k vyvětrávání (ventilaci) v jaderné elektrárně Fukušima I. Označení hlavních částí reaktoru je: RPV – tlaková nádoba reaktoru, D/W – suchá část kontejnmentu, S/C – mokrá část kontejnmentu, SRV – bezpečnostní pojistný ventil sloužící k otevření odtlakování tlakové nádoby reaktoru do komory potlačení.  (1) Hlavní parovod k turbíně / (2) trasa pro vstřikování vody do tlakové nádoby (3) systém pro snížení tlaku v tlakové nádobě pomocí ventilace do komory potlačení / systém pro ventilaci kontejnmentu (4, jeho suché části) a (5, jeho mokré části) / (6) tlaková zábrana (prorazitelný disk) / (7) ventilační komín (společný pro dva bloky) Pro uskutečnění ventilace je potřeba otevřít ventil A buď u linie z komory potlačení (preferováno), nebo ze suché části kontejnmentu. Dále ventil M. Pokud je dostatečný tlak, otevře se tlaková zábrana (6). Tu se nedařilo dlouho otevřít u druhého bloku.

Systém využívaný k vyvětrávání (ventilaci) v jaderné elektrárně Fukušima I. Označení hlavních částí reaktoru je: RPV – tlaková nádoba reaktoru, D/W – suchá část kontejnmentu, S/C – mokrá část kontejnmentu, SRV – bezpečnostní pojistný ventil sloužící k otevření odtlakování tlakové nádoby reaktoru do komory potlačení. (1) Hlavní parovod k turbíně / (2) trasa pro vstřikování vody do tlakové nádoby (3) systém pro snížení tlaku v tlakové nádobě pomocí ventilace do komory potlačení / systém pro ventilaci kontejnmentu (4, jeho suché části) a (5, jeho mokré části) / (6) tlaková zábrana (prorazitelný disk) / (7) ventilační komín (společný pro dva bloky) Pro uskutečnění ventilace je potřeba otevřít ventil A buď u linie z komory potlačení (preferováno), nebo ze suché části kontejnmentu. Dále ventil M. Pokud je dostatečný tlak, otevře se tlaková zábrana (6). Tu se nedařilo dlouho otevřít u druhého bloku.

Ve čtyři hodiny po půlnoci se podařilo propojit požárními hadicemi hasičskou stříkačku s místem ve strojovně, kudy bylo možné vstřikovat vodu do aktivní zóny reaktoru. Druhý den ráno v 5:46 tak bylo zahájeno pumpování čerstvé vody do tohoto reaktoru. Zhruba po patnácti hodinách od zemětřesení se tak poprvé podařilo dostat chladicí vodu do těchto míst. Bohužel to však bylo příliš pozdě. Proud vody byl navíc příliš slabý a jen v omezené míře se dostal na ta nejdůležitější místa.

Kolem deváté hodiny dostalo vedení elektrárny informaci, že byla dokončena evakuace obyvatelstva z okolí elektrárny. První tým byl následně vyslán v ochranných oblecích na druhé patro. Tam se mu přes náročné podmínky ve tmě za svitu baterek podařilo ventil otevřít. Během akce, která probíhala již v silně radioaktivním prostředí, obdrželi pracovníci dávku okolo 25 mSv (roční limit třeba pro pracovníky v jaderných elektrárnách je 50 mSv, takže jde o zcela mimořádnou dávku, pozn. red.) Druhý tým se vypravil do suterénu, kde však narazil na tak silnou radiaci, že nebylo možné se k ventilu dostat. Během neúspěšné akce obdrželi pracovníci dávku okolo 10 mSv.

Bylo potřeba najít náhradní řešení. Tím bylo otevření jiného ventilu na dálku z velínu. K tomu však byla potřeba nejen elektřina z náhradního zdroje, který by spustil ovládání ventilu z velínu, ale i mobilní kompresor, který by do systému vehnal stlačený vzduch. Vše potřebné se podařilo zajistit zhruba ve dvě hodiny po poledni a ve 14:30 byla zahájena ventilace kontejnmentu přes komoru potlačení. Její úspěch ukazoval i bílý oblak páry nad ventilační věží. Tlak v kontejnmentu a reaktorové nádobě poklesl a pumpovat vodu bylo možné s daleko vyšší efektivitou.

V té době začala docházet technická voda a bylo nutné připravit možnost jejího nahrazení vodou mořskou. To vyžadovalo čerpání vody z moře, její dopravu hadicemi do stříkaček a konečně vstřikování vody dalšími požárními hadicemi do reaktoru. V 15:30 byla trasa téměř hotová. V tu dobu, tedy zhruba asi hodinu po zahájení vypouštění páry, nastala na prvním bloku vodíková exploze. Ta zničila horní část budovy a trosky se rozlétly široko po okolí.

Výbuch zranil pět lidí a narušil průběh záchranných prací zde i u druhého bloku. Dopadající trosky zničily provizorní vedení, které mělo přivést elektřinu k prvnímu a druhému bloku. Poškodily také požární hadice, jejichž účelem bylo zajistit dodávky mořské vody pro chlazení prvního reaktoru. Pracovníci se i přes silné zvýšení radioaktivity prostředí a nutnost vypořádat se s hromadami radioaktivních trosek pustili do oprav. I kvůli těžkým podmínkám se teprve 12. března v 19:04 podařilo začít pumpovat mořskou vodu do prvního reaktoru. V té době už byla technická voda delší dobu spotřebována. Jedinou, ale důležitou pozitivní zprávou bylo, že nedošlo ke změně tlaku v kontejnmentu, což ukazovalo na to, že výbuch nastal v horní části budovy a nedošlo k narušení integrity kontejnmentu.

U třetího reaktoru vydrželo chlazení pomocí systémů RCIC a HPCI, které využívají parní turbíny s komorou potlačení a obejdou se bez elektřiny (až na elektřinu z akumulátorů pro kontrolní systémy) až do začátku 13. března, konkrétně do 2:42. Tehdy pracovníci vypnuli toto chlazení, aby bylo možné vstřikovat vodu do reaktoru zvnějšku stříkačkami. To se však nepodařilo zajistit a nepodařilo se ani obnovit funkci systému chlazení HPCI. Ztratilo se tak havarijní chlazení třetího bloku. Teplota a tlak v reaktorové nádobě i v kontejnmentu začaly růst. Bylo potřeba přikročit k manuálnímu otevření ventilů a uskutečnění havarijního vypouštění páry z kontejnmentu.

Podle odhadů se aktivní zóna třetího bloku začala obnažovat 13. března v 9:10. Pravděpodobně v 10:40 došlo podle analýz společnosti TEPCO k poškození aktivní zóny. Je však třeba zdůraznit, že tyto časy jsou pouhými odhady a u různých autorů se liší. Teprve potom se začalo s efektivní ventilací reaktoru. Tlak v reaktorové nádobě poklesl a zahájilo se pumpování užitkové vody. Známkou intenzivního vypouštění páry s radioaktivními látkami byl i skok v hodnotách dávkového příkonu na hranicích elektrárny. Při ventilaci se zároveň kvůli propojenému systému dostal vodík i do čtvrtého bloku. Poté, co došla zásoba technické vody, se i na třetím bloku v 13:12 začalo s pumpováním vody mořské.

Další den, 14. března, pak došlo při havarijním vypouštění páry v 11:01 k vodíkové explozi v reaktorové budově třetího bloku, která tentokrát zranila jedenáct pracovníků a poškodila zařízení a hadice dodávající mořskou vodu do třetího reaktoru. Zničeny byly dvě stříkačky a několik generátorů. Exploze také negativně ovlivnila postup prací na druhém bloku. Hodiny náročné a nebezpečné práce byly opět ztraceny. Navíc se začala výrazně zhoršovat radiační situace uvnitř i okolo tohoto bloku. Dlouhodobější pobyt v části společného velínu třetího a čtvrtého bloku se stal kvůli radiaci nebezpečným. To dále ztížilo možnost kontroly stavu bloku. Zhoršená radiační situace vedla k tomu, že vláda v té době přistoupila ke zvýšení povoleného limitu na obdrženou dávku u pracovníků ze 100 mSv na 250 mSv. Hrozilo totiž, že by klíčoví odborníci s potřebnými znalostmi museli elektrárnu v kritické fázi opustit.

Je třeba zmínit, že v té době už byli téměř všichni pracovníci, kteří se přímo nepodíleli na záchranných pracích, evakuováni. Naopak do elektrárny přijely posily zkušených expertů, kteří se do snah o stabilizaci situace zapojili.

U druhého bloku vydrželo chlazení RCIC využívající parní turbínu a komoru potlačení až do 14. března v 13:25. To bylo dost neočekávané, protože se nepředpokládalo, že baterie tohoto systému vydrží tak dlouho. Pak však začala hladina vody i v této reaktorové nádobě rychle klesat. V té době strávili pracovníci v extrémních podmínkách a s minimem spánku již tři dny a měli další blok, který se vydal cestou do záhuby. Opět bylo potřeba zajistit dodávky vody zvnějšku do kontejnmentu a předtím provést havarijní vypouštění páry. Pro druhý blok bylo vše připraveno, jen se nepočítalo s tím, že exploze třetího bloku zničí jak připravenou cestu pro havarijní ventilaci, tak tu pro dodávku vody do reaktoru. Opět se museli pracovníci pustit do oprav a hledání náhradních improvizovaných řešení. Potýkali se navíc stále s nedostatkem akumulátorů a dalšího vybavení.

Dne 14. března v 17:00 pak podle analýzy firmy TEPCO začalo obnažování aktivní zóny druhého reaktoru a v 19:20 její tavení. Teprve v sedm hodin večer se snížil tlak v reaktorové nádobě tak, že se v 19:54 mohlo přistoupit k pumpování mořské vody do reaktoru. Ovšem tato voda se měnila v páru a tlak uvnitř se zvyšoval, vysoký tlak zabraňoval vstřikování vody. Bylo třeba napřed dosáhnout snížení tlaku a teprve poté opět dostat novou vodu do reaktoru. Ventilaci se však v tomto případě nepodařilo uskutečnit.

Průmyslová kamera zachytila výbuch vodíku na prvním bloku elektrárny Fukushima I 12. března 2011.

Průmyslová kamera zachytila výbuch vodíku na prvním bloku elektrárny Fukushima I 12. března 2011.

Teprve následující den 15. března ráno se podařilo najít způsob, jak provést havarijní vypuštění páry z kontejnmentu. V šest hodin pak došlo k výbuchu v oblasti komory potlačení a tlak v ní prudce poklesl. Došlo k masivnímu úniku radioaktivních látek do budovy a poté do ovzduší. To byl také hlavní zdroj radioaktivního zamoření, se kterým se nyní okolí Fukušimy I potýká. Při explozi u prvního bloku vznikla díra v budově druhého bloku a vodík mohl volně unikat a nekoncentroval se v budově. To byl asi hlavní důvod, proč v budově druhého bloku vodíková exploze nenastala a budova nebyla zničena.

I zde je však přesný časový průběh událostí nejistý. Podle pozdější zprávy vládní komise mohlo ke ztrátě těsnosti komory potlačení druhého bloku začít docházet už o den dříve, než se předpokládalo, dne 14. března, kdy v ní byl mezi 13:30 až 18:00 pozorován pomalý pokles tlaku. Tedy ne až 15. března, kdy u ní nastala dramatická ztráta tlaku a také došlo k razantnímu úniku radioaktivity z druhého bloku.

Zhruba ve stejné době, tedy 15. března ráno, také došlo k výbuchu vodíku v reaktorové budově čtvrtého bloku. Tam se vodík dostal společným ventilačním systémem třetího a čtvrtého bloku. To potvrdilo i zkoumání rozmístění trosek a míry poškození v různých místech čtvrtého a pátého patra čtvrtého bloku, které proběhlo v pozdější době. Z něho se dalo dokázat, že exploze nesouvisela s palivem v bazénu, ale s průnikem vodíku právě přes společný větrací systém třetího a čtvrtého bloku. To ovšem v dané době pracovníci nevěděli a tento výbuch je vyděsil asi nejvíce. Mohl totiž znamenat problém s bazénem na tomto bloku.

V té době se také na přechodnou dobu evakuovalo 650 zaměstnanců do elektrárny Fukušima II a ve Fukušimě I zůstalo jen 70 pracovníků klíčových pro kontrolu a nejnutnější záchranné práce. Část evakuovaných odborníků se však vrátila již kolem poledne. Později se pak podle potřeby do záchranných prací zapojovali další experti.

Hodnocení úrovně prací v elektrárně parlamentní komisí

Podívejme se však nyní, jak právě popsaný průběh událostí a chování jednotlivých účastníků v prvních dnech po tsunami hodnotila parlamentní komise. Pokud jde o činnost pracovníků přímo v elektrárně, komise konstatovala, že pokud by byli předem vyškoleni a měli podrobnější instrukce, jak se chovat v případě souběžného průběhu více přírodních katastrof a vzniku úplného výpadku elektřiny v elektrárně, mohli reagovat lépe. To se týkalo hlavně situace na prvním bloku, kde bylo potřeba rychle ovládat systém chlazení kondenzátorem (IC), ale po ztrátě stejnosměrného proudu to nebylo možné. Pokud by byli dopředu správně proškoleni a na situaci připraveni, mohly by se události vyvíjet příznivěji.

Na druhou stranu byla činnost při souběžně probíhajících haváriích, kdy zaměstnanci pracovali v úplné tmě za svitu baterek a museli manuálně ovládat čerpadla a další zařízení, extrémně náročná. To vše v podmínkách stálých sekundárních otřesů, hrozby nových tsunami, hrozících a probíhajících vodíkových výbuchů a zhoršující se radiační situace. Komise konstatovala, že v některých případech zapůsobily negativní či pozitivní shody okolností. V takové situaci se však jen těžko dal běh událostí příliš změnit.

Nepoškodilo elektrárnu zemětřesení?

Zajímavou otázkou je, zda k jistému poškození elektrárny nedošlo už při zemětřesení. V analýzách společnosti TEPCO se tvrdí, že nejsou žádné příznaky toho, že by nějaké škody před zásahem cunami vznikly. Společnost tím sice možnost nějakého takového poškození úplně nevylučuje, ale spíše se kloní k názoru, že elektrárna přežila zemětřesení v pořádku.

Parlamentní komise rovněž připouštěla, že nejsou žádné důkazy poškození elektrárny před příchodem tsunami, k takové možnosti však byla daleko otevřenější. Ve svých úvahách se soustřeďovala na první blok. Tam sice nebyl v hodině mezi zemětřesením a příchodem cunami pozorován žádný úbytek vody v reaktoru, takže nějaký rozsáhlejší únik chladiva určitě nenastal. Ovšem drobnější únik by nemusel být zpozorován. Komise upozorňovala na svědectví pracovníků, že se následků zemětřesení právě u tohoto bloku obávali. Tato věc se měla podle členů komise v budoucnu intenzivněji prošetřit. Problém ovšem byl, že ještě dlouho trvalo, než byla dostupná příslušná zařízení, která bylo třeba zkontrolovat.

Později, začátkem června 2013, se uskutečnilo fotografování a snímání nádrží na čtvrtém patře prvního bloku. Tam se objevila podle svědků voda ještě před tsunami. Podle odborníků z firmy TEPCO voda vystříkla z bazénu během zemětřesení a do daného místa se dostala klimatizačním systémem. To potvrdil i zmíněný fotografický průzkum. Svědkové navíc vypovídali, že voda byla chladná a ne horká, jak by to bylo v případě, že by pocházela z poškozeného chladicího systému reaktoru. Zdá se tak, že je tato otázka vyřešena, a dnes víme, že k poškození reaktorů při zemětřesení nedošlo.

Našla se však řada pochybení v řízení. A to v činnosti vlády, vedení společnosti TEPCO i činnosti pracovníků v elektrárně. Zjistilo se například, že vedení elektrárny nebylo informováno o vypojení havarijního systému chlazení u třetího reaktoru v časných ranních hodinách 13. března, o kterém se psalo v předchozí části. Byl vypnut pracovníky z obav, aby se nevyčerpala používaná baterie. Chtěli jej nahradit hasičskými stříkačkami. To se však nezdařilo, protože kvůli vypnutí nebylo možné bez elektrického proudu z baterie otevřít příslušný ventil a snížit tlak tak, aby šlo vodu dovnitř stříkat. Restartovat systém havarijního chlazení se nedařilo. Vše se podařilo vyřešit až po sedmi hodinách otevřením ventilu pomocí autobaterií a zahájení vstřikování vody do reaktoru. I to přispělo k poškození a tavení aktivní zóny. Vedení bylo informováno opožděně až v průběhu událostí.

Úřad premiéra Naota Kana, který nedůvěřoval vedení společnosti TEPCO, se snažil získávat informace přímo od pracovníků v elektrárně a pohoršoval se nad jejich pomalou reakcí. Problém ovšem byl, že tito odborníci v dané chvíli řešili velké množství krizových situací a byli pod velkým časovým tlakem. Komunikace přímo s úředníky, kteří neměli nejen o odborných problémech žádné znalosti, jim situaci jen ztěžovala.

Velmi kritická tak byla komise ke způsobu organizace záchranných prací. V tomto ohledu se velmi ostře vyslovila jak proti politickému vedení, regulačnímu úřadu i vedení společnosti TEPCO. A hlavně zdůrazňovala nepřipravenost koordinace a organizace při takovém souběhu katastrof a havárie. Právě v této oblasti měla komise nejvíce výhrad a doporučení pro změny.

Stabilizace

Popsané vodíkové exploze vedly k dramatickému zhoršení radiační situace v areálu elektrárny, které pochopitelně velmi ztížilo podmínky pro práci záchranných týmů. Bylo třeba provádět pečlivé dozimetrické sledování a kontrolovat efektivní dávku radiace, kterou každý pracovník obdržel, aby nepřekročila nebezpečnou hodnotu. Muselo tak být zajištěno efektivní střídání a včasná evakuace při zvýšení radiace. A to i v situaci, kdy byla povolena zvýšená hodnota limity efektivní dávky pro pracovníka v hodnotě 250 mSv.

Vladimír Wagner

Je český jaderný fyzik. Pracuje na oddělení jaderné spektroskopie v Ústavu jaderné fyziky AVČR v Řeži u Prahy. Zabývá se výzkumem horké a husté jaderné hmoty pomocí srážek relativistických těžkých iontů a možnosti transmutace jaderného odpadu intenzivními toky neutronů

Byl členem Nezávislé energetické komise II, která pod vedením Václava Pačesa a Dany Drábové připravovala pro Ministerstvo průmyslu a obchodu analýzu stavu a perspektiv vývoje české energetiky.

V seismicky odolné budově krizového štábu se ředitel Masao Jošida a jeho spolupracovníci museli spoléhat na informace skupin, které vyrážely na krátké výpravy, a z jejich informací se skládal obraz kritické situace v elektrárně. Během jednoho z výbuchů bubnovaly trosky na střechu budovy a podle svých slov Jošida v té době opravdu cítil, že smrt může být blízko. Podmínky pro pracovníky se zde dramaticky zhoršovaly. Ubývaly on-line dozimetry, kterým docházely baterie, a také ochranné obleky a pomůcky. Vším včetně vody bylo potřeba šetřit pro pracovníky, kteří vyráželi ven. K jídlu měli pouze sušenky a další sušené potraviny. Spali na chodbách. Ale přesto v jednom z mála rozhovorů, které Masao Jošida poskytl, zdůraznil, že od začátku věděli, že nemohou utéct a že musí udělat vše, aby havárii zvládli. Je třeba také připomenout, že řada pracovníků měla své domovy a rodiny v evakuované oblasti i v oblastech zasažených a zničených tsunami. A často nevěděli, jestli jsou jejich blízcí naživu nebo zahynuli při tsunami.

Kromě chlazení reaktorů nastaly komplikace i u bazénů s vyhořelým palivem. Zvláště kritická byla situace u čtvrtého bloku, kde se nalézalo nejvíce čerstvých palivových souborů a navíc tam došlo k vodíkovému výbuchu. Bylo potřeba do nich doplnit vodu a zároveň celkově zchladit jednotlivé komponenty celého systému. Pracovní podmínky komplikovala vysoká radiace v blízkosti bazénů.

Zničené horní části budov umožňovaly v principu doplňovat vodu shora. Prvním pokusem bylo 17. března 2011 zalévání mořskou vodou pomocí přelétající helikoptéry. To se příliš neosvědčilo, ale další dny už se téměř každý den pomocí stále výkonnějších pozemních hasičských stříkaček doplňovala voda do vodních bazénů třetího a čtvrtého bloku i z velké vzdálenosti. Dne 22. března se podařilo dopravit speciální pumpu, jejíž stříkací rameno bylo až padesát metrů dlouhé. Dokázala velice přesně umístit až 120 m3 mořské vody za hodinu do určeného místa. Po zaparkování mohlo být stříkání řízeno na dálku z místa, kde nebyla radiace tak vysoká.

Důležité bylo co nejrychlejší přivedení elektrického vedení a obnovení zásobování elektřinou. Po opravě vedení a obnovení dodávky proudu k elektrárně 20. března se podařilo položit kabely a přivést elektrickou energii i k transformátorům u bloků. Nejdříve se podařilo vyřešit situaci u bloků pět a šest, kde už bylo zajištěno chlazení jak reaktorů, tak i bazénů s vyhořelým palivem. V úterý 22. března pak již bylo elektrické vedení přivedeno ke všem blokům. O den později, ve středu 23. března, se rozsvítila kontrolní světla ve velínu třetího reaktoru. V té době se však už ukázalo, že čerpadla a další zařízení jsou zdevastována natolik, že bude potřeba značný čas, než se podaří provést potřebné opravy, které umožní zajistit cirkulované chlazení. Kromě velínů jednotlivých bloků se pak postupně podařilo osvětlit i strojovny.

Text byl převzat z knihy Vladimíra Wagnera Fukušima I poté (Novela bohemica 2015) a redakčně krácen. Jejím autorovi i vydavateli tímto děkujeme za svolení ke zveřejnění.





Najdete na iDNES.cz



mobilní verze
© 1999–2016 MAFRA, a. s., a dodavatelé Profimedia, Reuters, ČTK, AP. Jakékoliv užití obsahu včetně převzetí, šíření či dalšího zpřístupňování článků a fotografií je bez souhlasu MAFRA, a. s., zakázáno. Provozovatelem serveru iDNES.cz je MAFRA, a. s., se sídlem
Karla Engliše 519/11, 150 00 Praha 5, IČ: 45313351, zapsaná v obchodním rejstříku vedeném Městským soudem v Praze, oddíl B, vložka 1328. Vydavatelství MAFRA, a. s., je součástí koncernu AGROFERT ovládaného Ing. Andrejem Babišem.