Poluarea radioactivă - Studiu de caz Fukushima

Introducere

Poluarea radioactivă este o poluare fizică a mediului, ale cărui componente, aerul, apa, solul si subsolul, sunt contaminate simultan.

De asemenea, biosfera, parțial sau în întregime, poate fi afectată sau distrusă prin intermediul elementelor ecosistemelor - abiotice și biotice - care au fost supuse în exces radiațiilor alfa, beta și gama.

Poluarea radioactivă este cea mai insidioasă formă de agresiune asupra mediului, ”aproape perfectă”, deoarece ea este invizibilă, incoloră, inodoră și nu produce durere imediat.

Accidentul nuclear este un eveniment nuclear care afectează instalația și provoacă iradierea și contaminarea populației ori a mediului, peste nivelurile admise de reglementările în vigoare.

Clasificarea accidentelor nucleare:

pierderea agentului de răcire;

accident cauzat de căldura de dezintegrare;

accident de transport;

accident cauzat de defectarea echipamentului;

accident cauzat de eroare umană;

accident cauzat de pierderea sursei radioactive;

accident neclasificabil. (Mahaffey, 2015)

11 martie 2011 va rămâne, probabil, în istorie drept ziua în care lumea s-a cutremurat: un puternic cutremur, de 9° pe scara Richter, s-a produs în Japonia, în largul coastelor provinciei Tōhoku, din nord-estul țării. Hipocentrul acestuia s-a aflat în largul coastei de est a regiunii Tōhoku, la o adâncime de 24,4 km. Cutremurul a fost atât de puternic încât a mișcat insula Honshu, principala insulă a Arhipelagului Nipon, cu 2,4 metri spre est și a deplasat axa pământului cu cel puțin 10 centimetri. Tsunamiul a lovit cu putere, la câteva minute după cutremur: valuri de până la 40 de metri înălțime au pătruns până la zece kilometri în interiorul Insulelor Nipone. Torente uriașe de noroi și rămășițe de clădiri, mașini, nave, vegetație, au măturat în cale tot. Trenuri de pasageri au fost spulberate de valurile seismice, mașinile au fost luate cu totul pe sus, vasele de pescuit au fost așezate pe acoperișul clădirilor de câteva etaje, iar avioanele au fost târâte kilometri buni departe de aeroporturi.

Dezastrul de la Fukushima a fost al doilea cel mai semnificativ incident nuclear, după cel din 26 aprilie 1986, de la Cernobîl, iar cel de-al doilea dezastru a primit clasificarea evenimentului la Nivelul 7 al Scalei Internaționale a Evenimentelor Nucleare.

Accidentul nuclear de la Fukushima a avut loc la data de 11 martie 2011, la centrala electrică atomică Fukushima din Japonia, ca urmare a cutremurului ce a avut magnitudinea de 9° pe scara Richter, din nord-estul țării, de la ora 14:46, urmat de un tsunami de mari proporții. Trei dintre reactoare au explodat și material radioactiv s-a răspândit în atmosferă și în ocean. Toți locuitorii, pe o rază de 20 de kilometri, au fost evacuați.

Construcția Centralei nucleare de la Fukushima a început în 1967, primul reactor fiind inaugurat la data de 26 martie 1971. În anii următori, între 1974 și 1978, au fost inaugurate Reactoarele 2, 3 și 4. Reactoarele 5 și 6, construite în 1978 și 1979, nu au fost avariate la cutremur, dar au fost oprite în 2013. Mai erau în faza de construcție Reactoarele 7 și 8, dar lucrările au fost anulate, după catastrofa din 2011. (Ishikawa, 2015)

Poziție geografică

Fig.1 Localizarea centralei Fukushima în cadrul Japoniei

Sursa: Klanten et al., 2013

Fig.2 Localizarea centralei Fukushima în cadrul regiunii Tōhoku

Sursa: Klanten et al., 2013

Modul de funcționare al centralei nucleare Fukushima

Fig.3 Componența centralei Fukushima

Sursa: Chomsky, 2013

Fig.4 Modul de funcționare al reactorului la centrala Fukushima

Sursa: Chomsky, 2013

Prezentarea generală a accidentului

Centrala nucleară de la Fukushima cuprindea șase reactoare cu apă fierbinte separate, proiectate inițial de General Electric (GE) și întreținute de Tokyo Electric Power Company (TEPCO). În momentul cutremurului de la Tōhoku, din 11 martie 2011, reactoarele 4, 5 și 6 au fost închise în vederea pregătirii pentru reîncărcare. Cu toate acestea, bazinele lor de combustibil uzat necesitau încă răcire.

Imediat după cutremur, reactoarele 1, 2 și 3, producătoare de electricitate, își închid automat reacțiile de fisiune susținute prin introducerea tijelor de control într-o procedură de siguranță mandatată legal, denumită SCRAM, care întrerupe condițiile de funcționare normale ale reactoarelor. Deoarece reactoarele nu au putut genera energie pentru a-și executa propriile pompe de răcire, generatoarele diesel de urgență au venit online, așa cum a fost proiectat, pentru a acționa sistemele electronice de răcire. Acestea funcționau normal până când tsunamiul a distrus generatoarele pentru Reactoarele 1-5. Cele două generatoare de răcire și Reactorul 6 au fost nedeteriorate și au fost suficiente pentru a răci Reactorul 5 învecinat împreună cu reactorul propriu, evitând problemele de supraîncălzire pe care Reactorul 4 le-a suferit.

Cel mai mare val de tsunami a fost de 13 metri înălțime și a lovit la 50 de minute după cutremurul inițial, urmat de încă unul de 10 metri înălțime. Apa a inundat repede camerele în care se găseau generatoarele de urgență. Generatoarele diesel inundate au eșuat, ducând la o pierdere de putere a pompelor de apă de răcire. După ce pompele secundare de urgență (rulate de baterii electrice de rezervă) au dispărut, la o zi după tsunami, 12 martie, pompele de apă s-au oprit și reactoarele au început să se supraîncălzească.

Între timp, în timp ce muncitorii s-au luptat să furnizeze sisteme de răcire reactoarelor și să-și restabilească puterea camerelor de control, au existat o serie de explozii chimice hidrogen-aer. Se estimează că reacția de răcire a zincului fierbinte în reactorii 1-3 a produs 800-1000 kg de hidrogen gazos fiecare. Gazul sub presiune a fost evacuat din vasul de presiune al reactorului în care a fost amestecat cu aerul înconjurător și, în cele din urmă, a atins limitele de concentrație explozivă în unitățile 1 și 3.

Nu au existat decese legate de supraexpunerea pe termen scurt la radiațiile raportate din accidentul de la Fukushima, în timp ce aproximativ 18.500 de persoane au decedat din cauza cutremurului și a tsunamiului. Mortalitatea maximă și morbiditatea la cancer în conformitate cu teoria liniară fără prag sunt de 1.500 și 1.800, dar cele mai multe estimări sunt considerabil mai mici în intervalul de câteva sute. În plus, rata de suferință psihologică în rândul persoanelor strămutate a crescut de cinci ori la media japoneză din cauza experienței de dezastru și de evacuare. (Lochbaum et al., 2014)