Ава́рия на АЭС Фукуси́ма-1 — радиационная авария максимального, 7-го уровня по Международной шкале ядерных событий (INES), произошедшая в пятницу 11 марта 2011 года в результате сильнейшего в истории Японии землетрясения и последовавшего за ним цунами. Затопление подвальных помещений, где располагались распределительные устройства, резервные генераторы и батареи, привело к полному обесточиванию станции и отказу систем аварийного охлаждения. Произошли расплавление ядерного топлива в реакторах энергоблоков № 1—3, накопление водорода в результате пароциркониевой реакции и взрывы гремучей смеси на энергоблоках № 1, № 3 и № 4. В окружающую среду попали в основном летучие радиоактивные элементы, такие как изотопы йода и цезия, объём выброса которых составил до 20 % от выбросов при Чернобыльской аварии.
Несмотря на то, что не было зарегистрировано ни одного случая острой лучевой болезни, повышенное облучение аварийных работников увеличивает среди них риск возникновения онкологических заболеваний, являющихся отдалёнными последствиями облучения. Правительством Японии было подтверждено несколько случаев таких заболеваний, и одно из них привело к смерти человека в 2018 году. С загрязнённых территорий было эвакуировано около 164 тысяч человек. При этом в ходе эвакуации из больниц вследствие недостатка ухода погибло 50 тяжелобольных пациентов. В течение нескольких лет после эвакуации из-за физического и психологического стрессов и плохого медицинского обслуживания и ухода наступили 2304 преждевременные смерти, в основном среди эвакуированных людей пожилого возраста. В декабре 2013 года АЭС была официально закрыта. На территории станции продолжаются работы по ликвидации последствий аварии. По оценке Токийской электроэнергетической компании (TEPCO), на приведение объекта в стабильное, безопасное состояние может потребоваться до 40 лет. Прогнозируемые затраты на весь комплекс мероприятий, включая компенсации эвакуированным, составят, по официальным оценкам, до 22 триллионов иен.
Характеристика АЭС
АЭС Фукусима-1 (, «дайити» в переводе с японского означает «номер один») расположена в 220 км к северу от Токио, в одноимённой префектуре, на границе посёлков Футаба и Окума. Станция была одной из первых построенных в Японии АЭС и первой, возведённой по заказу Токийской электроэнергетической компании (TEPCO). В составе АЭС работали шесть энергоблоков с кипящими реакторами. В 2011 году TEPCO являлась одной из крупнейших компаний в своём секторе и производила одну треть от всей электроэнергии в Японии. +Блок № 1Блок № 2Блок № 3Блок № 4Блок № 5Блок № 6Модель реакторной установкиBWR3BWR4BWR4BWR4BWR4BWR5Тип контайнментаMARK IMARK IMARK IMARK IMARK IMARK IIЭлектрическая мощность460 МВт784 МВт784 МВт784 МВт784 МВт1100 МВтНачало эксплуатации26.03.197118.07.197427.03.197612.10.197818.04.197824.10.1979Поставщик реакторной установкиGeneral ElectricGeneral Electric,ToshibaToshibaHitachiToshibaGeneral Electric,Toshiba
Первые дни аварии на блоках № 1—4
11 марта
11 марта 2011 года в 14:46 местного времени произошёл основной толчок Великого восточно-японского землетрясения магнитудой 9 единиц с эпицентром, расположенным в 180 км от АЭС Фукусима-1. В это время энергоблоки № 1—3 работали на номинальной мощности, а энергоблоки № 4—6 были остановлены на перегрузку топлива и обслуживание. Землетрясение привело к немедленной автоматической остановке работавших реакторов. Вызванные землетрясением разрушения высоковольтного оборудования и опор линий электропередачи привели к потере внешнего энергоснабжения станции, после чего были автоматически запущены резервные дизельные электрогенераторы. Анализ работы станции до прихода волны цунами показал, что АЭС в целом выдержала воздействие сейсмических толчков.
В результате смещения горных пород произошла деформация морского дна с его подъёмом на 7—10 метров, что вызвало несколько волн цунами. Первая волна высотой 4 метра достигла станции через 40 минут после основного толчка, а в 15:35 пришла вторая волна высотой 14—15 метров, что превысило высоту защитной дамбы, рассчитанной на волну в 5,5 метров, и уровень самой площадки АЭС. Волна цунами смыла стоявшие снаружи тяжёлые резервуары, оборудование и автомобили и дошла до удалённых от берега зданий, оставив после себя множество обломков конструкций. Затопление привело также и к человеческим жертвам: два сотрудника TEPCO, находившиеся в турбинном здании четвёртого энергоблока, были настигнуты нахлынувшей водой и погибли.
Станция никак не была защищена от удара стихии такого масштаба, в результате чего пострадало критически важное оборудование, обеспечивавшее безопасное расхолаживание реакторов. Вышли из строя береговые насосы морской воды, которая являлась конечным поглотителем тепла как для самих реакторов, так и для резервных дизельных генераторов. Вода затопила подвальные помещения турбинных зданий, в которых располагались дизель-генераторные установки, распределительные устройства переменного и постоянного тока, а также аккумуляторные батареи. Два резервных генератора с воздушным охлаждением, расположенные на первом этаже общестанционного хранилища отработанного топлива, не были затоплены, однако вода повредила их распределительное электрооборудование. В подобной ситуации быстрое восстановление электроснабжения было невозможно. Из всех источников резервного электропитания в распоряжении персонала остались батареи постоянного тока энергоблоков № 3, 5, 6 и дизель-генератор блока № 6, имевший воздушное охлаждение. По мнению парламентской комиссии, TEPCO была абсолютно не готова к аварии такого масштаба и судьба станции была уже предрешена.
На блочных щитах управления погасло освещение, и пропала индикация приборов. Информация о состоянии станции также перестала отображаться на мониторах защищённого пункта управления, в котором располагался кризисный центр во главе с управляющим станции Масао Ёсидой. Основное средство связи на АЭС — мобильная PHS-телефония — не работала, и единственным способом коммуникации осталась проводная телефонная связь. Персоналу на энергоблоках пришлось в свете карманных фонарей перечитывать аварийные инструкции, однако в них не оказалось никаких указаний, относящихся к полному обесточиванию. Более того, документация была составлена исходя из того, что будут доступны все критически важные показания приборов. К персоналу станции и управляющему Ёсиде пришло осознание того, что сложившаяся ситуация превосходит все ранее предполагавшиеся сценарии тяжёлых аварий. При отсутствии относящихся к делу процедур персонал был вынужден действовать большей частью исходя из собственного понимания ситуации.
Изначально наиболее тяжёлое положение сложилось на блоке № 1, однако это далеко не сразу было осознано. До прихода цунами отвод теплоты остаточного энерговыделения от реактора осуществлялся при помощи двух независимых конденсаторов режима изоляции (Isolation Condencer — IC). Система IC способна охлаждать реактор в течение примерно 10 часов за счёт естественной циркуляции теплоносителя. При работе системы пар от реактора проходит по теплообменным трубкам, расположенным под водой в баке конденсатора, где, охлаждаясь, конденсируется, и конденсат сливается обратно в реактор. Чистая вода из бака постепенно выкипает, и пар сбрасывается в атмосферу. При работе система не потребляет электроэнергию, однако для запуска циркуляции необходимо открыть электроприводную арматуру. Так как инструкциями ограничивается скорость охлаждения реактора, операторы практически сразу отключили один конденсатор и до прихода цунами несколько раз запускали и останавливали второй. После потери электропитания и, соответственно, индикации на панели управления персонал не смог однозначно определить состояние системы.
Как показало расследование, система IC не функционировала уже с момента полного обесточивания станции. Согласно анализу TEPCO, подтверждённому правительственной комиссией и МАГАТЭ, из-за особенностей логики системы управления при перебоях питания вся арматура в контуре IC автоматически закрылась, включая и ту, которая должна быть постоянно открыта. Никто из персонала на момент аварии не знал о такой возможности.
Не зная точного состояния системы IC, операторы тем не менее полагали, что она всё ещё отводит тепло от реактора. Однако в 18:18, при самопроизвольном восстановлении питания некоторых приборов, на панели управления загорелись индикаторы закрытого положения арматуры. После поворота соответствующих ключей управления над реакторным зданием на некоторое время показался и затем исчез след пара из бака конденсатора IC. По всей видимости, активировать систему было уже поздно, так как циркуляция в ней была заблокирована образовавшимся при пароциркониевой реакции водородом. Эта ключевая информация не была адекватно передана руководству кризисного центра, где по-прежнему полагали, что реактор охлаждается. Только после того, как в 21:51 радиационный фон рядом с реакторным зданием достиг значения 1,2 мЗв/ч и в 23:53 было зарегистрировано повышенное давление в гермооболочке, опасность ситуации на первом энергоблоке стала очевидна.
12 марта
По мнению Масао Ёсиды, ни один из описанных в аварийных инструкциях методов подачи воды в реакторы не мог быть применён в сложившейся ситуации. Для большинства противоаварийных мероприятий требовалось электропитание, а возможность использования стационарного дизельного насоса системы пожаротушения вызывала сомнения, так как баки, из которых он забирал воду, располагались на улице и, скорее всего, были повреждены стихийным бедствием. Предложенный Ёсидой способ состоял в использовании обычных пожарных машин, рукава которых можно было подключить к выводам системы пожаротушения, расположенным снаружи турбинных зданий.
Возможность подачи воды в реактор от стационарной системы пожаротушения не была предусмотрена в оригинальной конструкции станции и была реализована в 2002 году, путём установки перемычек между соответствующими трубопроводами. Дополнительные выводы системы пожаротушения на наружных стенах турбинных зданий были смонтированы в 2010 году, всего за 9 месяцев до аварии. Выводы предназначались только для пополнения запасов воды, и применение пожарных машин для подпитки реактора не рассматривалось инструкциями, так как считалось, что пожарный насос с дизельным приводом не зависит от источников питания и доступен при любом развитии событий. Таким образом, решение Ёсиды было импровизацией, заранее не был установлен порядок действий и не распределены обязанности персонала, что в конечном счёте привело к значительной задержке подачи воды в реактор.