Kerncentrale Fukushima I

De kernreactoren

De kernreactoren voor de eenheden 1, 2 en 6 werden geleverd door General Electric, die voor de eenheden 3 en 5 door Toshiba, en eenheid 4 door Hitachi. Het architectonisch ontwerp voor de eenheden van General Electric werd verzorgd door Ebasco. Alle bouwwerkzaamheden werden uitgevoerd door Kajima. Sinds september 2010 wordt eenheid 3 gevoed met MOX-brandstof (gemengd-oxide (MOX)). De eenheden 1-5 hadden/hebben een Mark 1 type (gloeilampvormige torus) insluitingsstructuur, eenheid 6 heeft een Mark 2 type (over/onder) insluitingsstructuur.

Eenheid 1 is een 439 MW kokend-waterreactor (BWR3) die in juli 1967 is gebouwd. De commerciële elektriciteitsopwekking begon op 26 maart 1971 en de sluiting was gepland voor maart 2011. Hij werd beschadigd tijdens de aardbeving en tsunami van 2011 in Sendai. Toen de reactor werd gebouwd, had hij hoge veiligheidsniveaus op atoom- en aardbevingsgebied, maar nu is hij zowel oud als verouderd. Niemand wist dat zo'n zware aardbeving in Japan kon gebeuren. Eenheid 1 was ontworpen voor een piekgrondversnelling van 0,18 g (1,74 m/s2) en een seismisch reactiespectrum gebaseerd op de aardbeving van Kern County in 1952. Alle eenheden werden geïnspecteerd na de aardbeving van 1978 in Miyagi, toen de seismische grondversnelling gedurende 30 seconden 0,125 g (1,22 m/s2) bedroeg, maar er werd geen schade aan de kritieke delen van de reactor ontdekt.

Eenheid	Type	Eerst ging atomisch 'kritisch'	Opgewekt elektrisch vermogen	Reactor geleverd door	Ontworpen door	Gebouwd door
Fukushima I - 1	BWR-3	Oktober 1970	460 MW	General Electric	Ebasco	Kajima
Fukushima I - 2	BWR-4	18 juli 1974	784 MW	General Electric	Ebasco	Kajima
Fukushima I - 3	BWR-4	27 maart 1976	784 MW	Toshiba	Toshiba	Kajima
Fukushima I - 4	BWR-4	12 oktober 1978	784 MW	Hitachi	Hitachi	Kajima
Fukushima I - 5	BWR-4	18 april 1978	784 MW	Toshiba	Toshiba	Kajima
Fukushima I - 6	BWR-5	24 oktober 1979	1.100 MW	General Electric	Ebasco	Kajima
Fukushima I - 7 (gepland)	ABWR	Oktober 2016	1.380 MW
Fukushima I - 8 (gepland)	ABWR	Oktober 2017	1.380 MW

Een typisch panning type BWR Mark I Containment, zoals gebruikt in eenheden 1 tot 5.

2011 Fukushima kernramp

Zie ook: Kernramp in Fukushima

In maart 2011, kort na de aardbeving en tsunami in Sendai, ontruimde de Japanse regering mensen uit de omgeving van de centrale en startte met lokale noodwetten in Fukushima I. Ryohei Shiomi van de Japanse nucleaire veiligheidsraad maakte zich zorgen over de kans op een meltdown bij eenheid 1. De volgende dag zei de kabinetschef, Yukio Edano, dat een gedeeltelijke meltdown bij eenheid 3 "zeer goed mogelijk" was.

De groep Nuclear Engineering International had gemeld dat de reactoren 1, 2 en 3 automatisch waren stilgelegd. De reactoren 4, 5 en 6 waren al stilgelegd voor onderhoud. Back-up generatoren waren beschadigd door de tsunami; zij startten eerst, maar stopten na een uur.

De Japanse regering zei dat er sprake was van een nucleaire noodsituatie toen de koelingsproblemen optraden doordat de back-up dieselgeneratoren het begaven. De koeling is nodig om vervalwarmte te verwijderen, zelfs wanneer een centrale is stilgelegd, als gevolg van de atoomreacties op lange termijn. Honderden Japanse troepen zouden generatoren en batterijen naar de locatie hebben getransporteerd.

Schaderapporten reactor en generatoren (09.53 UTC, 16-3-2011)

Nadat de pompen van de back-up dieselgeneratoren het begaven, raakten de noodbatterijen na ongeveer acht uur leeg. Accu's van andere kerncentrales werden naar de locatie gestuurd en mobiele elektrische en dieselgeneratoren arriveerden binnen 13 uur, maar de werkzaamheden om draagbare generatoren aan te sluiten om de waterpompen van stroom te voorzien, waren om 15.04 uur op 12 maart nog aan de gang. De dieselgeneratoren worden normaal aangesloten door middel van schakelapparatuur in een kelderruimte van de gebouwen van de centrale, maar die was door de tsunami onder water gelopen.

Gegevens geraamd door JAIF (Japan Atomic Industrial Forum).

Status van reactoren om 22:00 21 maart JST	1	2	3	4	5	6
Elektrisch vermogen (MWe)	460	784	784	784	784	1100
Type reactor	BWR-3	BWR-4	BWR-4	BWR-4	BWR-4	BWR-5
Bedrijfstoestand bij aardbeving	In dienst	In dienst	In dienst	Uitval (zonder brandstof)	Uitval (gepland)	Uitval (gepland)
Brandstof schade niveau	70% beschadigd	33% beschadigd	Beschadigd	Niet beschadigd	Niet beschadigd	Niet beschadigd
Primair inperkingsschadeniveau	Niet beschadigd	Schade vermoed	Zou kunnen zijn "Niet beschadigd"	Niet beschadigd	Niet beschadigd	Niet beschadigd
Kernkoelsysteem 1 (ECCS/RHR)	Niet functioneel	Niet functioneel	Niet functioneel	Niet nodig	Niet nodig, wisselstroom beschikbaar	Niet nodig, wisselstroom beschikbaar
Kernkoelsysteem 2 (RCIC/MUWC)	Niet functioneel	Niet functioneel	Niet functioneel	Niet nodig	Niet nodig	Niet nodig
Schadeniveau gebouw (secundaire insluiting)	Zwaar beschadigd door explosie	Licht beschadigd door explosie	Zwaar beschadigd door explosie	Zwaar beschadigd door explosie	Ontluchtingsgaten in het dak geboord	Ontluchtingsgaten in het dak geboord
Milieueffect (gemeten ten noorden van het dienstgebouw)	2019 µSv/uur om 15:00 uur, 21 maart
Drukvat, waterpeil	Gedeeltelijk of volledig blootgestelde brandstof	Gedeeltelijk of volledig blootgestelde brandstof	Gedeeltelijk of volledig blootgestelde brandstof	Veilig	Veilig en in koude uitschakeling	Veilig en in koude uitschakeling
Drukvat, druk	Stabiel	Onbekend	Onbekend	Veilig	Veilig	Veilig
Druk van de insluitingseenheid	Stabiel	Stabiel	Vermindering van	Veilig	Veilig	Veilig
Werd er zeewater in de reactorkern geïnjecteerd	Doorgaan	Doorgaan	Doorgaan	Niet nodig	Niet nodig	Niet nodig
Werd er zeewater geïnjecteerd in het primaire insluitingsvat	Doorgaan	Nog te beslissen	Doorgaan	Niet nodig	Niet nodig	Niet nodig
Insluitingseenheid ontluchting	Ja, maar tijdelijk gestopt	Ja, maar tijdelijk gestopt	Ja, maar tijdelijk gestopt	Niet nodig	Niet nodig	Niet nodig
Schadeniveau van verbruikte splijtstof	Onbekend, waterinjectie wordt overwogen	Onbekend, zeewaterinjectie werd uitgevoerd op 20 maart	Waterpeil SFP laagZeewaternevel houdt aan, Schade aan splijtstofstaven vermoed	Waterpeil SFP laagZeewaternevel houdt aan, Schade aan splijtstofstaven vermoed	SFP koelcapaciteit is teruggewonnen	SFP koelcapaciteit is teruggewonnen
Evacuatiezone's radius	20 km van NPS
INES	Niveau 5 (geraamd door de Japanse NISA en aanvaard door de internationale IAEA); Niveau 6 (geraamd door de Franse nucleaire autoriteit en de Finse nucleaire autoriteiten); de facto Niveau 5 (insluiting van de reactorkern is verbroken)

Later werd eenheid 4 van de nabijgelegen kerncentrale Fukushima II ook door de veiligheidssystemen stilgelegd. Nu is er een externe energiebron beschikbaar, maar de schade in de centrale is groot.

Voorgestelde veiligheidsactiviteit op lange termijn

Borium

Ambtenaren hebben overwogen om stralingsdodend boorzuur, met boor behandelde plastic korrels of boriumcarbidekorrels in de bassins met verbruikte splijtstof te plaatsen of vanuit de lucht te laten vallen om neutronen te absorberen. Frankrijk heeft op 17 maart 2011 95 ton boor naar Japan gevlogen. Neutronen worden geabsorbeerd door boorzuur, dat in de reactorkernen is geïnjecteerd, maar het is onduidelijk of boor ook is meegenomen bij het sproeien van SFP's met slangen en brandweerwagens.

Een 'Sarcophagus tombe' en vloeibaar metaal

Op 18 maart meldde het persbureau Reuters dat Hidehiko Nishiyama, een woordvoerder van het Japanse nucleaire agentschap, gevraagd naar het begraven van de reactoren in een zand- en betonnen graftombe, zei: "Die oplossing zit in ons achterhoofd, maar we concentreren ons op het afkoelen van de reactoren."

Na de ramp in Tsjernobyl hebben de atoomveiligheidswerkers 1.800 ton zand en klei gebruikt om de centrale te bedekken. Dit veroorzaakte een probleem omdat ze warmte-isolerend waren en de warmte binnenin vasthielden. Dus moet er eerst een niet-verdampend koelmiddel, zoals een vloeibaar metaal, op worden aangebracht. Nadat alles is afgekoeld komt er een constructie zoals de "sarcofaaggraf" van de kerncentrale van Tsjernobyl.

Watertoren van het brandweerkorps van Tokio; andere "watertoren"-brandweerwagens zijn ingezet in Fukushima.

Implicaties

De nucleaire noodsituaties in Fukushima Daiichi en andere kerncentrales hebben vragen doen rijzen over de toekomst van kernenergie. Volgens Platts heeft "de crisis in de Japanse kerncentrales van Fukushima de belangrijkste energieverbruikende landen ertoe aangezet de veiligheid van hun bestaande reactoren opnieuw te bekijken en twijfel doen rijzen over de snelheid en omvang van geplande uitbreidingen overal ter wereld". Na de kernramp in Fukushima heeft het Internationaal Energieagentschap zijn raming gehalveerd van de extra nucleaire opwekkingscapaciteit die tegen 2035 zal worden gebouwd.