Energetyka jądrowa Japonii - seren.org. ?· Katastrofa elektrowni jądrowej Fukushima w Japonii, spowodowana…

  • View
    212

  • Download
    0

Embed Size (px)

Transcript

STOWARZYSZENIE EKOLOGW NA RZECZ ENERGII NUKLEARNEJ

Energetyka jdrowa Japonii

Katastrofa w elektrowni jdrowej Fukushima

Krzysztof Rzymkowski

2015-03-17

Przebieg awarii w elektrowni jdrowej Fukushima Daichii wywoanej fal tsunami i usuwanie jej skutkw

1

Spis treci

1. Wstp

2. Energetyka Jdrowa w Japonii

2.1. Pocztki rozwoju energetyki jdrowej

2.2. Przyczyny, rozwj i prognozy energetyki jdrowej w Japonii

2.3. Prace badawcze

2.4. Japoska sie elektrowni jdrowych

2.5. Elektrownia Fukushima Daiichi

2.6. Zasady pracy reaktora BWR w elektrowni Fukushima Daiichi

3. Zasig, przyczyny i przebieg awarii

3.1. Bezporednie skutki awarii

3.2. Przebieg wydarze

3.3. Podsumowanie

4. Analiza bezporednich skutkw awarii

4.1. Skaenie radioaktywne

4.2. Podsumowanie

5. Usuwanie skutkw awarii w elektrowni jdrowej Fukushima

5.1. Oczyszczanie wody

5.2. Usuwanie skutkw katastrofy ekologicznej wywoanej fal

tsunami

6. Perspektywy energetyki jdrowej

2

Dr in. Krzysztof Rzymkowski

Od ukoczenia Politechniki Warszawskiej zwizany z technik jdrow. (Zakad

Dowiadczalny Biura Urzdze Techniki Jdrowej pniej POLON, Zjednoczony Instytut

Bada Jdrowych w Dubnej, Comitato Nazionale per lEnegia Nucleare Centro Ricerche

della Casaccia, Instytut Bada Jdrowych wierk oraz PAA). Przez 15 lat by inspektorem

Midzynarodowej Agencji Energii Atomowej. Jego rejonem inspekcyjnym by tzw. daleki

wschd (Department of Safeguards Operation A), a w szczeglnoci Japonia (w ktrej

sumujc okresy inspekcji spdzi 5 lat), Korea Pnocna, Indonezja. Aktualnie jest

sekretarzem generalnym SEREN Stowarzyszenia Ekologw na Rzecz Energii Nuklearnej

oraz redaktorem naczelnymi Kwartalnika EKOATOM

Muzeum techniki w Tamioce (miejscowo pomidzy elektrowniami Fukishima Daiichi i Daini z kopi fasady domu

narodzin M. Curie- Skodowskiej ze Starego miasta w Warszawie)

1. Wstp

Obecnie energetyka jdrowa (cznie okoo 440 pracujcych reaktorw, kolejnych 60

w budowie) pokrywa 16% rosncego wiatowego zapotrzebowania na energi elektryczn.

Stosowane nowoczesne rozwizania technologiczne zapewniaj wiksz niezawodno,

opacalno, bezpieczestwo ludnoci i lepsz ochron rodowiska. Nie ma te w dajcej si

przewidzie przyszoci zagroenia wyczerpania si zapasw paliwa jdrowego. Te fakty, jak

rwnie duszy okres braku powaniejszych incydentw sprawi, e dotychczas wiadomo

spoeczna i akceptacja tego sposobu pozyskiwania energii rosa.

Katastrofa elektrowni jdrowej Fukushima w Japonii, spowodowana fal tsunami,

staa si pocztkiem szerokiej dyskusji o bezpieczestwie energetyki jdrowej ze

szczeglnym uwzgldnieniem sprawdzenia stosowanych i planowanych rozwiza

technicznych, opacalnoci, perspektywach dalszego jej rozwoju. Podejmowano te temat

ochrony rodowiska, m.in. z punktu widzenia tzw. idei zrwnowaonego rozwoju,

zakadajcej oszczdn gospodark zasobami naturalnymi. Analiza przyczyn katastrofy w

elektrowni w Japonii, zastosowanych rozwiza konstrukcyjnych, wymaga bezpieczestwa i

wdraania procedur dziaa awaryjnych rozpocza si niemal zaraz po trzsieniu ziemi i

bdzie jeszcze dugo przedmiotem rozwaa i wszechstronnych bada organizacji

midzynarodowych, orodkw badawczych, a przede wszystkim konstruktorw reaktorw.

3

2. Energetyka Jdrowa w Japonii

2.1. Pocztki rozwoju energetyki jdrowej

Japonia bya pierwszym krajem, ktry bezporednio dowiadczy ogromnej siy

niszczcej energii jdrowej. W wyniku bombardowania w czasie II wojny wiatowej

cakowitej zagadzie ulegy dwa wielkie miasta i orodki przemysowe (Hiroszima -

06.08.1945 bomba uranowa U-235, Nagasaki - 09.08.1945 bomba plutonowa Pu-239), a

pne skutki wybuchw jdrowych byy odczuwalne przez kolejne lata. Mona wic byoby

si spodziewa, e spowoduje to rezygnacj na zawsze z wszelkiego rodzaju dziaalnoci

zwizanej z wykorzystaniem energii jdrowej.

A jednak w roku 1954 rozpoczto w Japonii wdraanie kompleksowego

dugoterminowego programu bada, rozwoju i wykorzystania energii jdrowej (Programm

for Research, Development and Utilisation of Nuclear Energy) w oparciu o prawo atomowe.

Japoskie prawo atomowe obowizujce od 1955 r. ogranicza zakres bada energii jdrowej

tylko do zastosowa pokojowych. Regulacje prawne maj zapewni demokratyczne

podejmowanie decyzji w zakresie wykorzystania energii jdrowej, niezaleno i

przejrzysto bada naukowych oraz wszelkich dziaa zwizanych z energi jdrow,

wczajc w to wspprac midzynarodow.

W roku 1956 powoano Komisj Energii Atomowej (Atomic Energy Comission),

ktrej zadaniem bya realizacja opracowanego programu i promowanie energetyki jdrowej

dla celw pokojowych. Zgodnie z prawem atomowym, w tym samym roku powoano rwnie

inne instytucje zajmujce si badaniami i wprowadzaniem energetyki jdrowej:

- Agencj Naukowo Techniczn (Science & Technology Agency),

- Japoski Instytut Bada Energii Atomowej (Japan Atomic energy Research Instytute

JAERI),

- Towarzystwo Paliwa Jdrowego (Atomic Fuel Corporation) przeksztacone pniej w

Towarzystwo Reaktorw Energetycznych i Rozwoju Paliwa Jdrowego (Power Reactor

and Nuclear Fuel Development Corporation) bardziej znane, jako PNC (Power Nuclear

Corporation).

W listopadzie 2000 r. Komisja Energii Atomowej potwierdzia, e energia jdrowa

bdzie odgrywa w XXI wieku dominujc rol w energetyce Japonii. Program

dugoterminowy z 1956 roku by wielokrotnie modyfikowany (7 razy). W maju 1999

zatwierdzono reorganizacj Komisji Energii Atomowej powoujc sekretariat planowania

dugoterminowego, ktrego zadaniem byo sformuowanie ostatecznej wersji programu. W

listopadzie 2000 roku Komisja Energii Atomowej potwierdzia, e energia jdrowa bdzie

odgrywa w XXI dominujc rol w energetyce Japonii.

Od pocztku wdraania programu na szerok skal prowadzone si badania naukowe

w licznych orodkach uniwersyteckich (najwiksze w Tokyo i Kyoto) oraz w wielu

korporacjach przemysowych (Hitachi, Mitsubishi, Toshiba) posiadajcych wasne reaktory

dowiadczalne, zastawy krytyczne i akceleratory.

Japonia naley obecnie do cisej czowki pastw prowadzcych prace nad rozwojem

i unowoczenieniem energetyki jdrowej

4

2.2. Przyczyny, rozwj i prognozy energetyki jdrowej w Japonii

Rozwijajca si dynamicznie gospodarka Japonii wymaga staych i stabilnych dostaw

energii.

Poniewa wasne naturalne zasoby pierwotnych rde energii (wgla, gazu, ropy,

uranu) s bardzo ograniczone, dla zaspokojenia niezbdnych potrzeb Japonia jest zmuszona

do importu okoo 80% potrzebnych materiaw. Dodatkowo, pooenie na wyspach

uniemoliwia sprowadzanie gotowej energii z pastw ssiednich. Dlatego te dc do

zapewnienia stabilnoci energetycznej zdecydowano si na intensywny rozwj energetyki

jdrowej ze szczeglnym uwzgldnieniem zamknitego cyklu paliwowego. Zalet

zamknitego cyklu paliwowego jest moliwo odzyskiwanie plutonu i niewypalonego uranu

do produkcji nowego paliwa tzw. MOX (Mixed Oxide mieszaniny tlenkw plutonu i uranu)

oraz zredukowanie odpadw wysoko radioaktywnych, stwarzajc pewnego rodzaju

dugoterminow samowystarczalno.

Pierwszy energetyczny reaktor jdrowy, importowany z Wielkiej Brytanii, o mocy 160

MW (grafitowy, chodzony gazem) by uruchomiony w lipcu 1960 roku w Tokai (na pnoc

od Tokyo) w prefekturze Ibaraki (elektrownia Tokai I). By on wykorzystywany do 1998

roku. Rejon Ibaraki od czasu uruchomienia tej pilotowej konstrukcji jest jednym z

najwikszych orodkw naukowo-badawczych w Japonii, skupiajcym instytuty, zakady

dowiadczalne, laboratoria dysponujce reaktorami, zestawami krytycznymi (w tym jeden z

dwch najwikszych na wiecie szybki zestaw krytyczny FCA Fast Critical Assembly)

dowiadczalnymi zakadami przetwarzania paliwa, jego produkcji, jak rwnie szeregu

przechowalnikw wypalonego paliwa.

Po uruchomieniu pierwszego reaktora rozpoczto budow reaktorw lekko wodnych

cinieniowych (PWR) i wrzcych (BWR). Pierwsze trzy w peni komercyjne reaktory

uruchomiono w 1970 r.

W kocu lat siedemdziesitych koncerny Mitsubishi Heavy Industry Co LTD, Toshiba

Co Ltd, Hitachi Co Ltd, posiaday ju ogromne dowiadczenie umoliwiajce samodzieln

budow elektrowni jdrowych, a nawet ich eksport do innych krajw.

Jednym z zada w programie dugoterminowego rozwoju energetyki jdrowej jest

wprowadzanie modernizacji elektrowni jdrowych.

Nad planow modernizacj energetyki jdrowej czuwa Ministerstwo Handlu

Midzynarodowego i Przemysu (Ministry of International Trade and Industry, MITI)

Zgodnie z opracowanymi przez MITI standardami zakada si modernizacj pracujcych

obecnie reaktorw lekko-wodnych w trzech etapach. W 1 i 2 etapie bd one modyfikowane

tak, aby poprawi ich parametry operacyjne np. skrci czas konserwacji elektronicznych

urzdze sterujcych, czas przeadunku rdzenia, modernizacj zespow automatyki,

modernizacj urzdze kontrolnych i pomiarowych. W trzecim etapie planuje si zwikszenie

mocy reaktorw do 1,3 1,4 MW przez zmiany konstrukcyjne rdzeni i paliwa.

Plany rozwoju energetyki Japonii d do zapewnienia bezpieczestwa