Cuộc chiến để ổn định các lò phản ứng bị động đất (Tư liệu)

Vietsciences-  Trần Hà Anh chuyển ngữ      19/03/2011

 

Những bài cùng tác giả

Những bài cùng đề tài

Sự chú ý vẫn tập trung vào các nhà máy điện hạt nhân Fukushima Daiichi và Daini trong khi Nhật Bản đang phấn đấu để đối phó với các hậu quả của trận động đất tồi tệ nhất trong lịch sử ghi chép được. Một vụ nổ lớn đã không làm hỏng cơ cấu giam nhốt và việc tiêm nước biển được tiếp tục suốt đêm.
 
Ba trong số sáu lò phản ứng của Fukushima Daiichi đang hoạt động khi bị trận động đất hôm qua tấn công, ở thời điểm đó chúng tự động dừng và bắt đầu loại bỏ nhiệt dư với sự trợ giúp của các máy phát điện diesel khẩn cấp. Những máy này đột nhiên dừng lại sau khoảng một giờ, việc này do lũ lụt từ sóng thần, theo Cơ quan Năng lượng nguyên tử quốc tế (IAEA).
 
Sự mất mát của các động cơ diesel dẫn chủ sở hữu nhà máy là Công ty Điện lực Tokyo (Tepco) đến việc báo cáo ngay cho chính phủ về một tình trạng khẩn cấp kỹ thuật, để các quan chức được phép có những biện pháp phòng ngừa bổ sung.
 
Trong nhiều giờ sự tập trung chính của công việc tại địa điểm là kết nối đủ các mô-đun phát điện xách tay để thay thế hoàn toàn các động cơ diesel và cho phép các hệ thống làm mát hoạt động đầy đủ.
 

Áp lực và các sự phát thải

  
Vì không có đủ điện năng cấp cho hệ thống làm mát, nhiệt phân rã từ lõi lò phản ứng của các đơn vị 1, 2 và 3 đã làm mực nước làm mát giảm dần qua bay hơi. Hậu quả là sự gia tăng áp suất trong mạch nước làm mát mà điều này có thể quản lý được thông qua các van xả áp suất.

 
Tuy nhiên, việc này sẽ dẫn đến sự gia tăng áp suất bên trong kết cấu giam nhốt lò phản ứng. Tepco đã nói rằng áp lực bên trong kết cấu này của Fukushima Daiichi 1 đạt  mức khoảng 840 kPa, so với mức tham chiếu là 400 kPa.
  
Công ty quyết định, "đối với đơn vị nào không thể xác nhận được những mức độ nhất định của nước tiêm" thì sẽ quản lý vấn đề bằng cách phát thải có kiểm soát không khí và hơi nước vào khí quyển. Vì nước đã có quá trình xuyên qua lõi lò phản ứng, việc phát thải này có nghĩa chắc chắn là không thể tránh khỏi một sự phát thải nhất định của bức xạ. IAEA nói rằng chất thải phát ra sẽ được lọc để giữ bức xạ lại trong kết cấu giam nhốt. Tepco khẳng định là việc đó đã được thực hiện trong quá trình làm giảm bớt áp lực tại đơn vị 1, trong khi chuẩn bị làm như vậy cho các đơn vị 2 và 3.
 

Vụ nổ

 
Các máy thu truyền hình hướng về nhà máy điện đã thu được một vụ nổ lớn tại khu vực Fukushima Daiichi 1 vào khoảng 6 giờ chiều. Giữa một sự phát thải áp lực nhìn thấy được và một đám mây bụi, không thể ngay lập tức biết được mức độ của thiệt hại. Những bức ảnh truyền hình sau đó đã cho thấy còn lại một khung thép trần ở trên cùng tòa nhà lò phản ứng. Kết cấu ngoài của tòa nhà không có vai trò giam nhốt, vai trò này được bảo đảm bởi một ranh giới kín thiết kế phía trong.
  
Sơ đồ mặt cắt này cho thấy bình lò phản ứng trung tâm và kết cấu giam nhốt bằng bê tông dày trong một lò phản ứng nước sôi điển hình của cùng thời kỳ với Fukushima Daiichi 1
 
Chánh văn phòng nội các Yukio Edano đã xuất hiện trên truyền hình để làm rõ rằng vụ nổ gây hư hại các bức tường và mái của tòa nhà lò phản ứng nhưng không làm  tổn hại đến chức năng giam nhốt.

 
Việc giám sát trước đó tại Fukushima Daiichi 1 đã cho thấy sự gia tăng về mức độ bức xạ phát hiện gần đơn vị, đang nổi trội theo các tuyến đường như ống xả và kênh xả. Nisa nói, chúng bao gồm Cezi-137 và Iốt-131, và lưu ý rằng sau một thời gian các mức độ phóng xạ đã bắt đầu giảm.

 
Tuy nhiên số lượng bức xạ phát hiện tại ranh giới địa điểm đã đạt 500 micro Sieverts / giờ - vượt quá giới hạn quy định và đã kích hoạt một tập hợp các biện pháp phòng ngừa khẩn cấp khác. Nó cũng có nghĩa là sự cố đã được đánh giá ở mức 4 theo Thang Quốc tế về Sự cố Hạt nhân (INES) - một ‘tai nạn với những hậu quả cục bộ’.
  
Để bảo vệ công chúng khỏi các ảnh hưởng tiềm tàng về sức khỏe của các đồng vị phóng xạ Iốt có tiềm năng được phát thải, chính quyền đã chuẩn bị để phân phối các viên Iốđat Kali không phóng xạ. Các viên thuốc này nhanh chóng được đưa vào cơ thể và sự hiện diện của nó sẽ ngăn cản sự hấp thụ của Iốt-131 trong trường hợp người đã uống thuốc tiếp xúc với chất này.  

 
 
Fukushima Daiichi
Đơn vị 1
- Lò Nước Sôi 439 MWe, 1971
- Tự động dừng lò
- Mức nước giảm
- Thực hiện phát thải đển giảm áp lực
- Vụ nổ quan sát được
- Kết cấu giam nhốt được tin là nguyên vẹn
- Đã bắt đầu tiêm nước biển
- Mức độ bức xạ không tăng sau vụ nổ

 
Đơn vị 2
- Lò Nước Sôi 760 MWe, 1974
- Tự động dừng lò
- Mực nước thấp hơn nhưng ổn định
- Chuẩn bị phát thải giảm áp

 
Đơn vị 3
- Lò Nước Sôi 760 MWe, 1976
- Tự động dừng lò
- Chuẩn bị phát thải giảm áp

 
Đơn vị 4
- Lò Nước Sôi 760 MWe, 1978
- Lò dừng để kiểm tra định kỳ

 
Đơn vị 5
- Lò Nước Sôi 760 MWe, 1978
- Lò dừng để kiểm tra định kỳ

 
Đơn vị 6
- Lò Nước Sôi 1067 MWe, 1979
- Lò dừng để kiểm tra định kỳ
  
Fukushima Daini

 
Đơn vị 1
- Lò Nước Sôi 1067 MWe, 1982
- Tự động dừng lò
- Nguồn điện ngoài có sẵn
- Mực nước ổn định
- Chuẩn bị phát thải giảm áp

 
Đơn vị 2
- Lò Nước Sôi 1067 MWe, 1984
- Tự động dừng lò
- Nguồn điện bên ngoài có sẵn
- Mực nước ổn định
- Chuẩn bị phát thải giảm áp

 
Đơn vị 3
- Lò Nước Sôi 1067 MWe, 1985
- Tự động dừng lò
- Nguồn điện bên ngoài có sẵn
- Mực nước ổn định
- Chuẩn bị phát thải giảm áp

 
Đơn vị 4
- Lò Nước Sôi 1067 MWe, 1987
- Tự động dừng lò
- Nguồn điện bên ngoài có sẵn
- Mực nước ổn định
- Chuẩn bị phát thải giảm áp

 
Trong một số giờ gần đây nhất, lệnh sơ tán cho cư dân địa phương đã từng bước được tăng lên và hiện nay bao gồm những người sống trong phạm vi 20 km từ nhà máy điện.
 

Việc tiêm nước biển

 
Việc tiêm nước biển vào những bộ phận của tòa nhà lân cận lò phản ứng bắt đầu lúc 8:20 tối và dự kiến ​​sẽ được tiếp nối bằng việc bổ sung acid boric, chất được sử dụng để ức chế các phản ứng hạt nhân. Tepco đã phải tạm dừng hoạt động này trong một thời gian khi một cơn sóng thần khác được dự báo, nhưng công việc trở lại tiếp tục sau khi tình hình đã rõ ràng.
    

Sự tăng nhiệt độ

   
Trong khi đó ở nhà máy bên cạnh là Fukushima Daini, nơi bốn lò phản ứng đã được dừng một cách an toàn từ khi bị động đất, Tepco đã báo cáo cho chính phủ về một tình trạng khẩn cấp khác.
  
Hệ thống làm mát lõi lò ở tình huống cô lập của đơn vị 1 đã hoạt động bình thường, và sau đó được bổ sung bởi một hệ thống cấp nước ngưng tụ riêng biệt. Tuy nhiên, hệ thống sau này đã bị hỏng lúc 05:32 sáng giờ địa phương khi buồng tiêu áp của nó đạt 100 ºC. Điều này đã dẫn Tepco đến việc báo cáo chính phủ về một tình trạng khẩn cấp kỹ thuật khác.
  
Tepco đã công bố quyết định chuẩn bị cho việc phát thải kiểm soát để giảm bớt áp lực trong các kết cấu giam nhốt của tất cả bốn đơn vị tại Fukushima Daini.
  
Một công việc sơ tán trong phạm vi 10 km đang được tiến hành đối với cả hai địa điểm, cho đến nay khoảng 200.000 người đã được di chuyển ra khỏi nhà của họ.
  

Công nhân

 
Một công nhân bị thương nặng đã bị mắc kẹt bên trong đơn vị Fukushima Daiichi 1 trong buồng điều khiển hoạt động cần cẩu của ống thải và hiện nay được xác nhận là đã chết. Bốn công nhân đã bị thương do vụ nổ tại lò phản ứng này và đã được chuyển đến bệnh viện. Một nhà thầu đã được tìm thấy bất tỉnh và được đưa đến bệnh viện.
 
Tepco cho biết, hai công nhân của một ‘công ty hợp tác’ bị thương, mà một bị gãy xương. Một nhân viên Tepco đã không thể đứng nổi và ôm lấy ngực trái của mình đã được đưa đến bệnh viện.
 
Tại đơn vị Fukushima Daiini 3, một nhân viên đã nhận được một liều bức xạ 106 mSv. Đây là một liều đáng kể, nhưng tương đương với mức liều chấp nhận được trong tình huống khẩn cấp theo một số nhà quản lý an toàn hạt nhân quốc gia.
 
Vị trí của hai công nhân Tepco vẫn chưa được tìm thấy. 
Battle to stabilise earthquake reactors
12 March 2011
UPDATE 14: 23.44 pm GMT
 
  

Attention remains focused on the Fukushima Daiichi and Daini nuclear power plants as Japan struggles to cope in the aftermath of its worst earthquake in recorded history. A dramatic explosion did not damage containment and sea water injection continues through the night.  

 

Three of Fukushima Daiichi's six reactors were in operation when yesterday's quake hit, at which point they shut down automatically and commenced removal of residual heat with the help of emergency diesel generators. These suddenly stopped about an hour later, and this has been put down to tsunami flooding by the International Atomic Energy Agency (IAEA).

 

The loss of the diesels led the plant owners Tokyo Electric Power Company (Tepco) to immediately notify the government of a technical emergency situation, which allows officials to take additional precautionary measures.

 

For many hours the primary focus of work at the site was to connect enough portable power modules to fully replace the diesels and enable the full operation of cooling systems. 

 

Pressure and releases 

  

Without enough power for cooling systems, decay heat from the reactor cores of units 1, 2 and 3 has gradually reduced coolant water levels through evaporation. The consequent increase in pressure in the coolant circuit can be managed via pressure release valves. However, this leads to an increase in pressure within the reactor building containment. Tepco has said that the pressure within the containment of Fukushima Daiichi 1 reached levels of around 840 kPa, compared to reference levels of 400 kPa. 

  

The company decided to manage this "for those units that cannot confirm certain levels of water injection" by means of a controlled release of air and water vapour to the atmosphere. Because this water has been through the reactor core, this would inevitably mean a certain release of radiation. The IAEA said this would be filtered to retain radiation within the containment. Tepco has confirmed it was in the process of relieving pressure at unit 1 while preparing to do the same for units 2 and 3.

 

Explosion 

 

Television cameras trained on the plant captured a dramatic explosion surrounding Fukushima Daiichi 1 at around 6pm. Amid a visible pressure release and a cloud of dust it was not possible to immediately know the extent of any damage. Later television shots showed a naked steel frame remaining at the top of the reactor building. The external building structure does not act as the containment, which is an airtight engineered boundary within.  

  

Click to enlarge

This cutaway diagram shows the central reactor vessel and
thick concrete containment in a typical boiling water reactor
of the same era as Fukushima Daiichi 1
Click to enlarge
Fukushima Daiichi
Unit 1
- 439 MWe BWR, 1971
- Automatically shut down
- Water level decreasing
- Pressure release implemented
- Explosion observed

- Containment believed intact
- Seawater injection has started
- Radiation levels did not rise after
  explosion

Unit 2
- 760 MWe BWR, 1974
- Automatically shut down
- Water level lower but steady
- Preparations for pressure release
Unit 3
- 760 MWe BWR, 1976
- Automatically shut down
- Preparations for pressure release
Unit 4
- 760 MWe BWR, 1978
- Shut for periodic inspection
Unit 5
- 760 MWe BWR, 1978 

- Shut for periodic inspection

Unit 6
- 1067 MWe BWR, 1979
- Shut for periodic inspection
  
Fukushima Daini
Unit 1
- 1067 MWe BWR, 1982
- Automatically shut down
- Offsite power available
- Water level stable
- Preparations for pressure release
Unit 2 
- 1067 MWe BWR, 1984
- Automatically shut down
- Offsite power available
- Water level stable
- Preparations for pressure release
Unit 3
- 1067 MWe BWR, 1985
- Automatically shut down
- Offsite power available
- Water level stable
- Preparations for pressure release
Unit 4
- 1067 MWe BWR, 1987
- Automatically shut down
- Offsite power available
- Water level stable
- Preparations for pressure release

 

Chief cabinet secretary Yukio Edano appeared on television to clarify that the explosion had damaged the walls and roof of the reactor building but had not compromised the containment.  

 
Monitoring of Fukushima Daiichi 1 had previously shown an increase in radiation levels detected near to the unit emerging via routes such as the exhaust stack and the discharge canal. These included caesium-137 and iodine-131, Nisa said, noting that levels began to decrease after some time.

 

Nevertheless the amount of radiation detected at the site boundary reached 500 microSieverts per hour - exceeding a regulatory limit and triggering another set of emergency precautions. It also meant the incident has been rated at Level 4 on the International Nuclear Event Scale (INES) - an 'accident with local consequences'.
  

To protect the public from potential health effects of radioactive isotopes of iodine that could potentially be released, authorities have made preparations to distribute tablets of non-radioactive potassium-iodide. This is quickly taken up by the body and its presence prevents the take-up of iodine-131 should people be exposed to it.

 

 

Over the last several hours evacuation orders for local residents have been incrementally increased and now cover people living within 20 kilometres of the power plant. 

 

Seawater injection 

 

The injection of seawater into parts of the building near the reactor started at 8.20pm and this is planned to be followed by addition of boric acid, which is used to inhibit nuclear reactions. Tepco had to put the operation on hold for a time when another tsunami was predicted, but work recommenced after the all-clear.

    

Raised temperatures   

   

Meanwhile at adjacent Fukushima Daini, where four reactors have been shut down safely since the earthquake hit, Tepco has notified government of another emergency status.  

  

Unit 1's reactor core isolation cooling system had been operating normally, and this was later supplemented by a separate make-up water condensate system. However, the latter was lost at 5.32am local time when its suppression chamber reached 100ºC. This led Tepco to notify government of another technical emergency situation.  

  

Tepco has announced it has decided to prepare for controlled releases to ease pressure in the containments of all four units at Fukushima Daini.   

  

A ten kilometre evacuation is in progress and across both sites, some 200,000 people have been moved from the homes so far.

  

Workers 

 

A seriously injured worker was trapped within Fukushima Daiichi unit 1 in the crane operating console of the exhaust stack and is now confirmed to have died. Four workers were injured by the explosion at the same reactor and have been taken to hospital. A contractor was found unconscious and taken to hospital. 

 

Two workers of a 'cooperative firm' were injured, said Tepco; one with a broken bone. A Tepco employee who was unable to stand and grasping his left chest was taken to hospital.

 

At Fukushima Daiini unit 3 one worker received a radiation dose of 106 mSv. This is a notable dose, but comparable to levels deemed acceptable in emergency situations by some national nuclear safety regulators. 

 

The whereabout of two Tepco workers remains unknown. 

  

Researched and written

by World Nuclear News

 

  
Sưu tầm và thực hiện bởi World Nuclear News
 

        ©          http://vietsciences.free.fr  và http://vietsciences.org   Trần Hà Anh