Härdsmälta inom 20 år i Sverige

Fukushima Washington Post

Vi kommer att få en härdsmälta vid något av våra åtta svenska kärnkraftverk inom 20 år. Tyvärr är det inte så mycket vi kan göra åt det. Fukushima hade före olyckan den 11 mars år 2011 sex reaktorer i drift och var därmed ett av de största kärnkraftverken i världen. Alla sex reaktorerna var av General Electrics design. Olyckan orsakades av en tsunami men förvärrades av mänskliga faktorn. Fukoshima I-I var i storlek och ålder som svenska Ringhals I och Ringhals II med sina 460 MW. De övriga fem reaktorerna var större och mer i storlek som svenska Ringhals 3 och Ringhals 4. Ingen av reaktorerna var dock lika stora som svenska Oskarshamn 3. De japanska reaktorerna var åldersmässigt ungefär lika gamla som våra svenska reaktorer vid Forsmark, Ringhals och Oskarshamn.

I Sverige tror vi av någon konstig anledning att vi är tekniskt duktigare än japaner, amerikaner, ryssar, kineser och tyskar. Tyvärr är det inte så. Vi har inte lika duktiga tekniker. Vårt tekniska övermod kommer att leda oss in i ett radioaktivt förgiftat samhälle för överskådlig framtid.

Foto Green Party

Orsaken till haverierna i Fukushima var strömavbrott, orsakat av tsunamin. Men Forsmark 1 drabbades 2006 av ett strömavbrott som så när också kunde ha lett till en liknande härdsmälta med svåra konsekvenser. Det var delvis ren tur att så inte blev fallet.

Man tycks i stället mer eller mindre ha lämnat anläggningen vind för våg. Så småningom sjunker då nivån i bassängerna så mycket att använt bränsle kommer att stå över vattenytan. Från och med då är situationen i och med enorma strålningsproblem katastrofal med på kort tid dödliga stråldoser för den som försöker närma sig.Inga arbeten är då möjliga ens för den som skulle kunna stå ut med mörker och ånga. Block 1, 2 och 3 i Fukushima I, liksom tre andra närliggande kärnkraftverk, stoppades automatiskt den 11 mars 2011, kl 14:46, vid jordbävningen i havet utanför Sendai. Intensiteten i skakningarna på platsen uppmättes till 6+ på en sjugradig skala. JordbävningenJ slog ut det allmänna elnätet. I och med detta snabbstoppades block 1, 2 och 3 vilka vid tillfället var i drift. En knapp timme senare, kl 15:42, slogs de dieseldrivna reservgeneratorerna ut av den tsunami som följde på skalvet. I och med att även generatorernas bränsleförråd spolades bort stod det klart att anläggningen skulle stå utan ström under längre tid. Läget var nu kritiskt. Till följd av den ännu ganska höga värmeutvecklingen krävs kylning under ganska lång tid. Man skulle med en gång ha behövt vidta ganska radikala åtgärder för att häva den destruktiva kedja händelser som nu i stället blev följden:

Nödkylningen hade arbetat i ungefär en timme när reservkraften försvann. Under ytterligare en timme lyckades man upprätthålla nödkylning med batterikraft. När även denna möjlighet försvann kunde man inget mer göra. Block 3 kunde upprätthålla sin nödkylning i ett och ett halvt dygn och i block 4 var hela härden urlyft i samband med revision och det nyligen använda bränslet stod i bränslebassängerna. Det som sedan händer på ett närmast ödesbestämt sätt upprepar sig i block efter block. Teknisk, materiell och kompetensmässig beredskap saknades tydligen helt för den situation man hamnat i.

Foto YouTube

Tidigt på morgonen den 12 mars förlorar man grundläggande instrumentering och vet via den därefter ganska litet om vad som händer. Resteffekten avtar successivt, men utgör ännu en ansenlig värmeeffekt (ca 15 MW, motsvarar avkokning av 20 ton vatten per timme). Trycket i reaktorerna började stiga så fort man förlorade kylning, säkerhetsventilerna öppnar och ånga strömmar sedan ned i inneslutningarnas nedblåsningsbassänger. I och med detta sjunker vattenståndet i reaktortankarna. Från högt vattenstånd till dess härden börjar torrläggas behöver ca 50 m3 koka av. Kontrollrumspersonalen behöver således ingen instrumentering för att inse när härden håller på att torrläggas.

När vattenståndet sjunkit en bra bit ned i härden börjar bränslet ta skada. Ganska snart uppnås kritisk kapslingstemperatur (1204 C) varvid kapslingen under bildning av vätgas reagerar med vattenånga. Denna följer med ångan ut genom säkerhetsventilerna, men kan till skillnad från ånga ej kondensera i inneslutningens nedblåsningsbassänger. Till följd av det börjar trycket i inneslutningen stiga, nu i betydligt snabbare takt än vad temperaturhöjningen ensam skulle bidra till.

Övergiven gård

Den 12 mars kl 14:30 blir man tvungen att lätta på trycket i inneslutningen hos block 1. Man låter gas och ånga från inneslutningen strömma ut i reaktorhallen för att slippa släppa ut det rakt ut – något som med facit i hand hade varit att föredra, i synnerhet som vinden blåste från land. En kort stund senare observerar man aktivitet från jod som är lättflyktigt och inte alldeles oväntat med tanke på eventuella bränsleskador men man observerar även cesium som indikerar ett mycket allvarligare tillstånd med förstört bränsle i en kraftigt överhettad härd.

Den utventilerade gasen innehåller även en ansenlig mängd vätgas. Även om reaktorhallen är stor uppstår en explosiv blandning och kl 15:36 sprängs väggar och tak bort i en kraftig vätgasexplosion. Samma sak händer två dagar senare i block 3. MOX-bränsle med något högre halt plutonium utgör här ett extra bekymmer[. Den stora mängden vätgas är ett direkt resultat av mycket omfattande härdskador. Till följd av sönderbränd kapsling måste stora delar av härdarna i detta skede helt har fallit samman. Allt vatten som inpumpas i härdar och inneslutningar blir i och med det högaktivt.

Lager för radioaktivt vatten Fukushima Foto Wired

Kraftverksägaren förstår efter hand att anläggningarna är utom räddning och först i och med det kan beslut om mer radikala åtgärder tas. Reaktorn i block 1 blir på kvällen den 12 mars föremål för inpumpning av havsvatten. Ett halvt dygn senare beslutar man att göra samma sak i block 3 och mitt på dagen den 14 mars är det dags för block 2. Trycken är ofta så höga att insatserna misslyckas – något man i flera fall nöjer sig med att konstatera men ej åtgärdar.

Under tiden har byggnadernas invändiga mörker kompletterats med hetta och kvävande fukt. I och med den avsiktliga men misslyckade användningen av reaktorhallarna som fördröjningsvolymer i samband med vädring av inneslutningarna har även en betydande höjning av strålningsnivåerna skett – något som i sin tur möjligen kan förklara varför åtgärder aldrig sätts in för att säkra bränslebassängerna. Denna enskilda omständighet är i sin tur vad som obevekligen för olyckan in i ett nytt, flera veckor långt, katastrofalt skeende med bränslebränder i det fria med enorma, helt okontrollerade utsläpp som följd:

Lager för radioaktiv jord i Fukushima

Utan kylning stiger temperaturen i bränslebassängerna obevekligt och till slut motsvarar ångbildningen hela resteffekten. Snart har bränslet i dem torrlagts och värst drabbad blir block 4 där bassängen innehåller en hel härd nyligen använt bränsle (med betydligt högre värmeutveckling). Den 15 mars bryter den första branden ut och efter ännu en brand är byggnadens överdel totalförstörd på samma sätt som block 1 och 3. Inför de oundvikliga följderna av detta klassar franska myndigheter olyckan som INES-6, men på plats vidhåller man ytterligare en tid klassningen INES-4 och klassar sedan upp den till INES-5.

När en vecka har gått har man försökt återfylla bränslebassängerna med havsvatten. Strålningen över det nu helt öppet liggande använda bränslet i bränslebassängerna innebär enorma strålningsproblem även på stort avstånd. Detta omöjliggör vidare flygningar och man övergår till begjutning med brandsprutor. Tillståndet i reaktor 1 och 3 kan man vid det här laget bara gissa. Man tror även, efter att ha hört en explosion på morgonen den 15 mars, att inneslutningen i block 2 är skadad].

Lager för radioaktivt vatten Fukushima Foto Safecast

Den 29 mars rapporterar man att man börjat mata färskvatten i block 1 och nu ökat flödet en smula. Mängden svarar dock nätt och jämnt emot avkokningen vid aktuell resteffekt två veckor efter ett snabbstopp. Med det nya vattenflöde (ca 200 l/min) kommer det därför ta mycket lång tid att fylla upp reaktortanken. På utsidan mäter man över 329 C. Man kommer att fortsätta att mäta denna temperatur och med ledning av den finjustera vattenflödet. I samma och föregående rapport ägnas stort utrymme åt de mängder radioaktiva vatten som ligger överallt i den söndersprängda och med brandsprutor tidigare havsvattenbegjutna anläggningen.

Olyckans gradering på INES-skalan

Den japanska strålsäkerhetsmyndigheten klassar kärnkraftsolyckan som sju, den högsta befintliga nivån på skalan.[

Japan har deklarerat undantagstillstånd och evakuering av närboende inom 20 km radie inför risken av en härdsmälta. Olyckan klassades den 15 mars som en sexa (”allvarlig olycka”) på den sju-gradiga INES-skalan av den franska kärnkraftsmyndigheten ASN. Den japanska kärnkraftsmyndighet vidhöll dock att olyckan var en klass fyra (”Olycka utan betydande risk för omgivningen”). Den 18 mars höjde den japanska kärnkraftsmyndigheten incidenten till en femma på INES-skalan, vilket motsvarar samma gradering som Harrisburgolyckan 1979.

Lagring radioaktivt vatten Fukushima Foto Safecast

Hur de radioaktiva utsläppen från kärnkraftverket drabbar omgivningen utanför kraftverksområdet beror på hur stort utsläppet är, vad det består av och vädret. Radioaktiva partiklar sprids med luftströmmarna från kärnkraftverket, fram till den 16 mars rådde förhärskande västvindar som förde partiklarna ut över Stilla Havet. Från den 16 mars fram till den 19 mars dominerades väderläget av ett kraftigt högtryck som förflyttade sig från Kina och strax söder om Japan på en nordvästlig bana, eftersom vindarna roterar medurs runt högtryck så medförde det övervägande västliga vindar över Fukushima som förde utsläppen ut över havet. Lördagen den 19 mars bildades ett lokalt lågtryck över Japans östkust, som rörde till i luftströmmarna. Medan lågtrycket låg över inlandet var vinden sydostlig, vilket medförde att eventuella utsläpp drev in över det japanska fastlandet väster och norr om kärnkraftverket. Till söndagen den 20 mars hade lågtrycket flyttat sig ut över havet öster om Fukushima, på grund av att vindarna blåser moturs runt ett lågtryck så vred vindriktningen till nordost. Det innebär att radioaktiva ämnen som släppts ut förs in över inlandet och ner mot Tokyo. I samband med lågtrycket finns flera regnområden, vid regn lakas luften ur från partiklar som förs ned och deponeras på mark och byggnader.[

Situationen för de olika reaktorerna

Situationen för de olika reaktorerna var kvällen den 16 mars enligt finska Strålsäkerhetscentralen följande:[

Lagring av radioaktivt material Fukushima Foto Nikkei

Bränslet i reaktor 1 är skadat. Reaktorn inneslutning är hel och delvis fylld med vatten; bränslet kyls genom att man pumpar in havsvatten. Överbyggnaden har skadats av en väteexplosion (andra källor anger att den är förstörd). Situationen är stabil, men förutsätter att man pumpar in vatten och släpper ut ånga då och då.

Bränslet i reaktor 2 är skadat. Det har två gånger blivit torrt. Inneslutningen är skadad. Bränslet kyls genom att man pumpar in havsvatten. Situationen är stabil, men förutsätter att man pumpar in vatten och lättar på trycket i reaktorn då och då.

Bränslet i reaktor 3 är skadat. Reaktorns inneslutning rapporteras vara hel, reaktorbyggnaden har skadats av en väteexplosion. Situationen är tillsvidare stabil, men förutsätter att man pumpar in vatten och lättar på trycket i reaktorn då och då. Man har sett ånga, som antas komma från att vattnet kokar i bassängen för använt atombränsle.

En trygg plats? Foto Kernenergi

Reaktorn 4 har inget bränsle, men det använda bränslet som förvaras i en bassäng har skadats. Bassängen har inte kunnat kylas ner och vatten har inte kunnat tillföras. Byggnaden har skadats av en väteexplosion. Svenska Strålsäkerhetsmyndigheten uppger att de har uppgifter om att inget vatten finns kvar i bassängen och att bränslet kan börja brinna, varvid stora radioaktiva utsläpp är att vänta.

Enheterna 5 och 6 har bränsle i reaktorerna och i bränslebassängerna. Nedkylningen fungerar med en dieselgenerator, som förblev funktionsduglig, men temperaturen i bränslebassängerna rapporteras en vecka efter olyckan alltjämt förhöjd och situationen noteras som allvarlig.

USA, Kanada och Mexiko fick smaka

Enligt rapporter den 16 mars hålls situationen i de tre reaktorer som var igång (nr 1–3) stabil genom att man pumpar in havsvatten, medan två andra reaktorer kyls med hjälp av en dieselgenerator som förblev funktionsduglig (nr 5–6). Bassängen för använt kärnbränsle i en reaktor (nr 4) kan ha blivit torr, då nedkylningen inte lyckats, varför stora utsläpp är möjliga och myndigheterna i bland annat Finland, Sverige och USA rekommenderar att personer inom 80 kilometers radie lämnar området.

Reaktortryckkärl och inneslutningar

Initialt föreföll alla åtgärder rapporterade via statusrapporter och kommunikéer från JAIF[ kännetecknas av en synbarlig försiktighet. Medan bränslet ännu var intakt skulle man utan några större konsekvenser kunna ha tryckavlastat såväl tryckkärl som inneslutningar. Så fort normala kylmöjligheter är utslagna är kylning via kokning enda återstående möjligheten. Den sammanlagda värmemängden är redan inom något dygn större än vad som är möjligt att omhänderta som sensibelt värme hos vatten i inneslutningens nedblåsningsbassäng.

Fukushima Foto The Independent

Man måste ifrågasätta att arbetet inriktats på att försöka fördröja oundvikliga men inledningsvis små utsläpp (fissionsproduktsgaser i ånga etc) varvid i stället en situation med sönderbränt bränsle skapats som i sig innebär flera gånger större och i vissa fall helt okontrollerade utsläpp: – I flera fall har arbetet med nedkylning hejdats av höga tryck. Mitt på dagen den 14 mars, flera dygn efter kraftbortfallet, rapporterades att tryckkärlet i reaktor 2 hade nått fullt driftstryck (70 bar) innan man via säkerhetsventilerna skulle försöka sänka trycket[. De flesta nödkylsystemen är avsedda att arbeta mot betydligt lägre tryck och detta, tillsammans med inventering av tillgängliga resurser, är vad som är och skall vara bestämmande för alla åtgärder i samband med snabbstopp.

Sent på kvällen den 18 mars publicerar JAIF en sammanställning av olycksförloppet där mycket av det som nämns om de första dygnens händelser inte redovisats i tidigare rapporter. Vad som observeras kl 14:49 den 12 mars pekar entydigt på härdsmälta i reaktor 1.

Bränslebassänger

Fukushima

Kraftbortfallet (vartill även eventuella problem med kylvattenkanaler kan ha bidragit) har även lett till utebliven kylning av reaktorhallarnas bränslebassänger. Temperaturen stiger då även där, om än betydligt långsammare än i reaktorkärl och inneslutningar. Bortsett från att allt arbete måste utföras i mörker och i oventilerade utrymmen, utgör fukt och värme från dessa inom kort kokheta bassänger snart mycket svåra arbetsmiljöproblem. I reaktor 4 som vid jordskalvet var avställd för revision var dessa problem enligt rapporter från JAIF värre än i de övriga två avställda reaktorerna.

Vattnet i bränslebassängerna har visserligen kylande funktion, men dess främsta uppgift är att skärma av strålningen från bränslet. Tyvärr lyckades man inte utnyttja det första dygnet till att via utrullning av brandslangar eller liknande förbereda en nödkylning i syfte att hålla nivån i bassängerna. Man tycks i stället mer eller mindre ha lämnat anläggningen vind för våg. Så småningom sjunker då nivån i bassängerna så mycket att använt bränsle kommer att stå över vattenytan. Från och med då är situationen i och med enorma strålningsproblem katastrofal med på kort tid dödliga stråldoser för den som försöker närma sig. Inga arbeten är då möjliga ens för den som skulle kunna stå ut med mörker och ånga.

Nuclear waste storage area in Iitate, Fukushima prefecture in Japan. Adopting a return to normal policy, the Japanese government undertook an unprecedented decontamination program for areas of Fukushima contaminated by the triple reactor meltdown in March 2011. Fukushima prefecture is 70 percent mountainous forest which has not and cannot be decontaminated, with decontamination efforts focused along roads and in towns, farmland and in narrow areas around people’s houses. Even so, the result has been that the Japanese authorities have produced a nuclear waste crisis, with over 13 million cubic meters of waste located in 147,000 locations (as of July 2017). The Japanese government is determined to force people back to their homes despite the on-going radiation risks and the vast volumes of nuclear waste.

Situationen i reaktor 4 gick till slut så långt att bränslet helt torrlades och sedan överhettats till så höga temperaturer (kapslingens smälttemperatur) att vätgas bildades med en brand till följd. Branden fick självslockna. På bilder från luften syns hur reaktorhallen på block 1, 3 och 4 är totalförstörda och hur tjock ånga ventileras ur reaktorhallen tillhörig block 2[. Genom öppningen efter de bortsprängda taken försöker man via helikopter och brandsprutor få så mycket vatten som möjligt till de torrlagda bassängerna.

Knapphändig information

Under den första veckan var rapporterna i tekniskt hänseende mycket knappa. Först den 18 mars redovisas via JAIF händelseförloppet under de första dygnen mer i detalj.

Av vad som kommit fram syns hur man om och om igen tvekar att på ett synligt sätt inse allvaret i olika omständigheter som exempelvis nivån i bränslebassängerna[. I beaktande av vilka åtgärder som satts in går det kanske inte att alldeles utesluta att problemen med information avspeglar en faktisk brist på praktisk, levande insikt i såväl vad som är på väg att ske som insikt i värdet att upprätthålla kylning och vattentillgång, om så till priset att detta endast kan ske om olika anläggningsdelar först tryckavlastas med vissa utsläpp som följd. I åtminstone ett fall har JAIF själva noterat hur anmärkningsvärda uppgifter om situationens allvar kommit fram först via massmedia[.

Öde gator i Fukushima

Framtiden

Så fort nivån i bränslebassänger (och därmed skärmning) återställs kvarstår dock en förhöjd strålningsnivå som har med nedfall från bränderna i torrlagda bränslebassänger att göra. I övrigt bör betydelsen av nedfall i närområdet kunna kvantifieras via av myndigheter observerat radioaktivt Cesium och Jod i spenat och mjölk. På lång sikt är endast Cesium av intresse och dess avklingande (initialt 15-16 års effektiv halveringstid i ekosystemet) bör så småningom kunna jämföras med våra erfarenheter av nedfallet från Tjernobyl.

Tepco har tvingats använda havsvatten för att kyla ner de tre reaktorerna för att undvika en katastrof, när all annan kylning fallerade. Havsvattnet är korrosivt för materialen inne i reaktorerna, som därmed förstörts för all framtid.

Vår framtid?

Till stora delar är bränslet i härdar och bränslebassänger helt sönderbränt. Uran- och blanddioxid uppblandat med klyvningsprodukter ligger fragmenterat i botten på bassänger och reaktortankar. I och med det blir allt vatten som använts för kylning högaktivt. Att till kylning därtill använts så stor mängd havsvatten som till 1/30 består av salt ökar mycket kraftigt den slutliga mängd avfall som i framtiden måste omhändertas. I och med att bränslebassängernas kärnbränsle fått överhettas och brinna i luft med rök som resultat har samtidigt kraftigt radioaktiva ämnen spritts okontrollerat inom och utom anläggningarna. På plats har man begjutit bränderna med stora mängder havsvatten och vattensamlingar i angränsande turbinbyggnad är så radioaktiva att personal strålskadats. Samma vatten har trängt ned i marken och även konstaterats nå havet. Platsen för olyckan är därmed kraftigt nedsmutsad för mycket lång tid framöver och avfallsmängderna av en helt annan storleksordning än vid exempelvis rivning av ett kärnkraftverk. Det har framkommit att kraftverksägaren helst vill slippa ta hand om vad som är kvar av byggnaderna och i stället låta dem stå kvar övertäckta med sarkofag av Tjernobyltyp. Utsläppen av Cesium motsvarar utsläppen från 168 stycken Hiroshimabomber. Andra institutioner anger 350 stycken Hiroshimabomber.

Djurhållning i Fukushima

Området vid kärnkraftverket är fortfarande övergivet. Vid olyckan läckte radioaktiva ämnen ut i området och det är fortfarande inte säkert att vistas där. Husen är fortfarande tomma och övergivna.

De som bodde i området fick utrymmas och flyttas till tillfälliga boenden. Trots att det nu gått snart åtta år sedan olyckan bor många av dem fortfarande kvar i de tillfälliga boendena.

Människor som besöker området får vistas där under maximalt fem timmar. Vattnet är förgiftat och går inte att dricka. Det är inte heller möjligt att odla något i den sjuka marken. De tidigare odlingsfälten är därför tomma.

Civilingenjör Lars Sundström SunToEarth

lars@suntoearth.se

Kommentera

Denna webbplats använder Akismet för att minska skräppost. Lär dig hur din kommentardata bearbetas.