10 lat po awarii elektrowni w Fukushimie

11 marca 2011 r. miało miejsce trzęsienie ziemi i tsunami u wschodnich wybrzeży Japonii, których konsekwencją była awaria elektrowni jądrowej Fukushima Dai-ichi. Prof. Renata Kierepko z Instytutu Fizyki Jądrowej PAN, która zajmowała się badaniami śladów pochodzących z tej awarii również w strefie wyłączenia wokół elektrowni w Japonii, tłumaczy, co się wtedy wydarzyło.

fukushima1b.jpg

Widok na elektrownię jądrową Fukushima Dai-ichi z terenu Futaba. Autorka: dr hab., prof. IFJ PAN, Renata Kierepko.

Dlaczego trudno jest mówić w Polsce o tematach takich, jak promieniotwórczość i awaria elektrowni jądrowej Fukushima Dai-ichi?

Trudność mówienia w Polsce o promieniowaniu jądrowym, elektrowniach jądrowych, źródłach i izotopach promieniotwórczych etc. związana jest z emocjami, jakie wywołuje obecnie jednoznaczne skojarzenie tych terminów z awarią w Czarnobylu. Niepełne informacje dotyczące tego, co wydarzyło się 26 kwietnia 1986 r. lub ich brak w tamtym czasie sprawiły, że nasze społeczeństwo podchodzi do informacji zawierających powyższe terminy z nieufnością. Wzmianki o wykrytych śladach uwolnień z instalacji jądrowych (w tym także o awarii elektrowni jądrowej Fukushima Dai-ichi), nie zawsze prawdziwe i pełne informacje udostępniane w mediach społecznościowych oraz szerzone w środkach masowego przekazu, a także filmy fabularne odbierane jako materiał dokumentalny wywołują strach, który w skrajnych przypadkach może doprowadzać do paniki (np. wykupu preparatów jodowych z aptek).

Co wydarzyło się 11 marca 2011 r.?

11 marca 2011 r. o godz. 14:46 czasu japońskiego (5:46 UTC) doszło do trzęsienia ziemi u wschodnich wybrzeży Japonii. Było to jedno z pięciu największych zarejestrowanych tego typu zdarzeń na płycie pacyficznej. Jego następstwem było tsunami o wysokości dochodzącej do 10–15 m.

Te dwa zjawiska spowodowały uszkodzenia i zniszczenia infrastruktury m.in. na terenie Elektrowni Jądrowej Fukushima Dai-ichi, których pokłosiem było zdarzenie jądrowe, zakwalifikowane jako wielka awaria (wg skali INES) i w języku potocznym od tego momentu określane mianem “awarii w Fukushimie”.

Czy na pewno Fukushima?

Niewiele osób wie, że tak naprawdę Elektrownia Jądrowa Fukushima Dai-ichi leży na granicy dwóch miast Okuma i Futaba, położonych nad Pacyfikiem, i jest oddalona ok. 70 km w kierunku południowo-wschodnim od miasta Fukushima (stolicy prefektury), od którego oddzielają ją góry Abukuma.

Fukushima a Czarnobyl

Pomimo tego, że zdarzenie, do którego doszło w Elektrowni Jądrowej Fukushima Dai-ichi, nazywane jest “awarią” podobnie, jak zdarzenie w Czarnobylu, to pamiętać należy, że nie są to zdarzenia analogiczne. Podczas gdy w 26 kwietnia 1986 r. w Czarnobylu doszło do planowanych działań, które intencjonalnie zakłóciły pracę reaktora w bloku nr 4 i doprowadziły do destrukcji jego rdzenia (fizycznego rozerwania), to w Japonii, zjawiska przyrodnicze spowodowały odcięcie bloków reaktorów od zewnętrznych źródeł energii (również tych awaryjnych). Pomimo zadziałania procedur i „wyłączenia” trzech działających reaktorów w elektrowni, brak zasilania energetycznego doprowadził do zakłócenia procesów efektywnego chłodzeniu reaktorów, co było przyczyną stopienia ich rdzeni (w blokach nr. 1, 2 i 3). Warunki panujące wewnątrz reaktorów i niekorzystna sekwencja zdarzeń doprowadziły do wybuchów wodoru w bloku nr 1 (12.03.2011), 3 (14.03.2011) i 4 (15.03.2011) oraz zniszczenia lub uszkodzenia ich budynków.

Zarówno w przypadku Czarnobyla, jak i Fukushimy doszło do uwolnienia izotopów promieniotwórczych do środowiska, przy czym przyjmuje się, że uwolnienia promieniotwórcze w Japonii stanowią 10% uwolnień w Czarnobylu.

Strefa wyłączenia

Wokół elektrowni powstała strefa wyłączenia – obszar, z którego ewakuowano ludność i gdzie dostać można się tylko na podstawie specjalnych pozwoleń, posiadając odpowiednią przepustkę. Kształt i zasięg tej strefy zmieniają się wraz z czasem. Wpływ na to mają prowadzone badania wykrywające skażenia promieniotwórcze w środowisku oraz postępująca akcja dekontaminacji, tj. akcja usuwania tych skażeń. Z uwagi na to, że jest to teren obecnie niezamieszkały, strefa wygląda jak miejsce opuszczone (opuszczone domy, dzikie zwierzęta na drogach, bujna przyroda etc.). Niemniej jednak myśli się o tym, by w przyszłości, po przeprowadzeniu zaplanowanej akcji usuwania skażeń promieniotwórczych, powrócili tam ludzie.

fukushima2br.jpg

Identyfikacja miejsca skażenia w strefie wyłączenia elektrowni Fukushima Dai-ichi. Autorka: dr hab., prof. IFJ PAN, Renata Kierepko.

Ślady awarii Elektrowni Jądrowej Fukushima Dai-ichi w Polsce

Pierwsze sygnatury zdarzenia w Elektrowni Jądrowej Fukushima Dai-ichi w Polsce zidentyfikowano 24 marca 2011 r., tj. ok. 13 dni po samym zdarzeniu, w Instytucie Fizyki Jądrowej PAN. Substancje promieniotwórcze uwolnione do atmosfery w Japonii zostały przetransportowane wraz z masami powietrza przemieszczającymi się nad Pacyfikiem, Ameryką Północną i Skandynawią nad teren Europy. Odległość pomiędzy Japonią a Polską wynosi ok. 10 000 km. Substancje promieniotwórcze uwolnione w Japonii uległy rozcieńczeniu w atmosferze, a większość z nich została z niej wymyta już nad Pacyfikiem i do Polski dotarły ich ślady. Wielkości substancji promieniotwórczych zarejestrowane w Polsce były ok. kilkaset tysięcy razy mniejsze od tych zmierzonych nad obszarem elektrowni.

Zastosowana aparatura pomiarowa i precyzja użytych metod pozwoliły na wykrycie i zidentyfikowanie śladów zdarzenia w Japonii, które zgodnie z komunikatami Państwowej Agencji Atomistyki nie miały i nie mają wpływu na zdrowie mieszkańców Polski.

W Krakowie w IFJ PAN znajduje się spektrometr całego ciała, dzięki któremu istnieje możliwość identyfikacji określonych izotopów promieniotwórczych w organizmach ludzkich. Po awarii przebadano sześć osób, które zgłosiły się do instytutu, a które przebywały na terenie Japonii (w tym również w strefie wyłączenia) w marcu 2011 r. W organizmach wszystkich osób poddanych pomiarom zidentyfikowano ślady izotopów, które zostały uwolnione podczas awarii. Według oszacowań te niewielkie ilości nie powinny mieć wpływu na zdrowie osób badanych.

Lekcja, jaką powinniśmy wynieść ze zdarzeń zapoczątkowanych 11 marca 2011 r.

W wyniku trzęsienia ziemi i tsunami śmierć poniosło lub zostało uznanych za zaginione ok. 20 000 ludzi w Japonii. Te zjawiska przyrodnicze doprowadziły do awarii elektrowni jądrowej, która była bezpośrednią przyczyną ewakuacji ok. 150 000 ludzi z obszaru prefektury Fukushima. Badania i analizy nie potwierdziły wpływu uwolnionych do środowiska izotopów promieniotwórczych lub promieniowania, którego są źródłem na zdrowie ludzi. Niemniej jednak stres związany z ewakuacją i utrudnionym dostępem do środków medycznych, zniszczeniem przez zjawiska przyrodnicze mienia lub koniecznością jego pozostawienia/opuszczenia, wpłynęły na jakość życia wielu ludzi. Ich wysiłek i poniesione trudy nie powinny pójść na marne, a społeczność międzynarodowa powinna oczekiwać wyciągnięcia wniosków, by ustrzec się przed konsekwencjami podobnych zdarzeń i by osiągnięcie jakim było i jest pokojowe wykorzystanie energii jądrowej, nadal służyło ludzkości.

W następstwie awarii elektrowni jądrowej Fukushima Dai-ichi wdrożono nowe regulacje prawne dotyczące eksploatacji reaktorów jądrowych, wzmożono prace m.in. nad pasywnymi systemami bezpieczeństwa w reaktorach, tj. takimi, które zadziałają pomimo uszkodzenia źródeł zasilania energii, systemami, które mają przeciwdziałać uszkodzeniu lub zalaniu awaryjnych źródeł zasilania, czy też nad sposobami oczyszczania wody i środowiska z substancji promieniotwórczych. Wszystko to po to, by w przyszłości móc w sposób jeszcze bardziej bezpieczny korzystać z reaktorów jądrowych jako źródeł energii.

Autorką tekstu jest dr hab. prof. IFJ PAN, Renata Kierepko - twórczyni monografii „Identyfikacja i charakterystyka izotopowych śladów awarii elektrowni jądrowej Fukushima Dai-ichi”. Część badań, których wyniki zostały wykorzystane w publikacji przeprowadzono podczas pobytu stypendialnego w National Institutes for Quantum and Radiological Sciences and Technology w Japonii, a materiał badawczy został pobrany podczas ekspedycji do strefy wyłączenia wokół elektrowni Fukushima Dai-ichi. W latach 2010 i 2013 przebywała na stażach we Francji, odpowiednio w Sacley (CEA) i Marcoule (CEA), W 2014 została zaproszona w roli konsultanta ds. radiochemii do KISR w Kuwejcie. Do jej zainteresowań naukowych należą: analiza jakościowa i ilościowa sztucznych izotopów promieniotwórczych (śladów zdarzeń jądrowych) w środowisku, a zwłaszcza w atmosferze, niskotłowe spektrometrie jądrowe, spektrometria mas, opracowywanie oraz wdrażanie i walidacja metod wydzielania izotopów promieniotwórczych.