Japonsko opět využívá jaderné elektrárny
Uveřejněno dne 17 srpna 2015 000 9:55
Obnovení provozu prvních jaderných bloků
Měsíc srpen 2015 se stal klíčovým pro obnovení rozvoje japonské jaderné energetiky. Začal se spouštět první z jaderných reaktorů. Už v minulém článku se popisovalo, že dva reaktory elektrárny Sendai prošly všemi etapami schvalování novým úřadem pro jadernou bezpečnost NRA. Splnily všechny nové podmínky, které zaručují jejich bezpečné provozování. Plán spuštění reaktorů schválili i představitelé měst a prefektury, na jejichž území se elektrárna Sendai nachází. Proto v dubnu a květnu proběhla velmi podrobná prohlídka odborníků z NRA přímo v elektrárně.
U prvního reaktoru se na spuštění začalo intenzivně pracovat. Začátkem července se zavezlo téměř 160 palivových souborů a vytvořila se aktivní zóna reaktoru prvního bloku. Zkontroloval se systém hladinoměrů a zaměstnanci elektrárny se zúčastnili rozsáhlého nácviku krizových situací, který trval čtyři dny. První reaktor elektrárny Sendai je starší než 30 let. V takovém případě musí společnost, která jej provozuje, vypracovat dlouhodobý plán údržby a provozování elektrárny na následující desetiletí. Začátkem srpna schválil regulační úřad NRA tento plán pro reaktor v Sendai. Tím byla splněna další formální podmínka pro zahájení provozu bloku. Ke spuštění tohoto bloku pak došlo 11. srpna 2015. Produkce elektřiny by měla začít za tři dny. Pak začne rozsáhlé testování a ověřování všech funkcí. Standardní komerční provoz začne až v září. Druhý blok by měl následovat za měsíc.
Druhá elektrárna, kde se dostala příprava spuštění dvou bloků (třetího a čtvrtého) do poslední fáze, je Takahama. Ty také podle úřadu NRA splnily všechny nové podmínky pro bezpečný provoz. Novým problémem je žaloba skupiny občanů, která vedla k předběžnému opatření soudu – zákazu spuštění bloků. I po splnění všech podmínek NRA i schválení provozu zástupci prefektury i měst, na jejichž území elektrárně leží, bude nutné změnit rozhodnutí soudu. Přípravné kontroly z úřadu NRA přímo v elektrárně však nebyly rozhodnutím ovlivněny a mohly probíhat. O jejich provedení u třetího bloku této elektrárny zažádal provozovatel začátkem srpna. Předpokládá, že by všechny nutné prohlídky a schvalování mohly být dokončeny tak, aby se v polovině října mohlo zavézt palivo a komerční provoz by mohl být zahájen v prosinci.
Pátým blokem, který má nakročeno k možnosti spuštění ještě letos, je třetí blok elektrárny Ikata. Je to další, který úspěšně prošel hlavním kolem posuzování podle nových pravidel u úřadu pro jadernou bezpečnost NRA. V červnu se připravovala k měsíční periodě, ve které se k bezpečnostní situaci v elektrárně mohla vyjadřovat veřejnost. V dalším období se úřad soustředil detailně na specifické komponenty bezpečnostního systému elektrárny a připraví se závěrečné inspekce přímo v elektrárně
Celkově probíhá v současné době na úřadu NRA řízení o povolení provozu, které se týká 24 bloků z 15 elektráren. Jedním z posledních, o jehož posouzení bylo požádáno, je třetí reaktor elektrárny Hamaoka. Stejně jako u čtvrtého bloku, který se už začal posuzovat dříve, jsou zde opatření proti zemětřesení a cunami extrémně velká. Výška valu proti cunami je 22 m.
V dubnu požádali provozovatelé o možnost vyřazení pěti dalších reaktorů a zahájení procesu jejich likvidace. Šlo o nejstarší reaktory, jejichž stáří překročilo čtyřicet let. Bylo by značně náročné je rekonstruovat tak, aby splnily nové podmínky pro bezpečné provozování. Navíc byly menšího výkonu a ekonomicky by se jejich úprava nevyplatila. Jednalo se o první dva bloky v elektrárně Mihama. První blok z roku 1970 má výkon 320 MWe a druhý z roku 1972 pak 470 MWe. Dalšími byly blok v elektrárně Curunga (Tsurunga) z roku 1970 o výkonu 341 MWe, blok v elektrárně Genkai z roku 1975 o výkonu 529 MWe a Šimane (Shimane) z roku 1974 o výkonu 439 MWe. Naopak se provozovatelé pokusí uvést znovu do provozu několik bloků, které čtyřicet let již také překročily nebo překročí v nejbližší době. Jde o první dva bloky elektrárny Takahama o výkonu 780 MWe z let 1974 a 1975 a třetí blok elektrárny Mihama o výkonu 780 MWe z roku 1976. U nich byly na úřad NRA zaslány podklady pro posouzení možnosti provozu reaktorů déle než 40 let a žádosti o prodloužení licence o dalších dvacet let. U reaktoru Mihama 3 velice podrobný geologický průzkum potvrdil, že žádný geologický zlom v blízkosti není aktivní. To zvyšuje pravděpodobnost, že jej bude možné využívat. U těchto tří reaktorů provozovatelé uskutečnily velice podrobnou analýzu reaktorových nádob a jejich stárnutí, potrubí i dalších komponent například pomocí ultrazvukových metod.
Zmíněná pětice reaktorů nemusí být poslední, u kterých se přikročí k jejich likvidaci. Nejvíce ohrožené jsou ty, které mají v blízkosti geologický zlom podezřelý z geologické aktivity. Aktivita musí být vyloučena hluboko do historie až několika stovek tisíc let. Zjišťování historie zlomů v tak dlouhém časovém období je velice náročné a vede často ke sporům odborníků. V nedávné době je příkladem takového kontroverze posuzování geologické situace u prvního reaktoru elektrárny Šika (Shika). Jak to nakonec s tímto reaktorem dopadne, je tak věc otevřená.
V první polovině roku 2015 se intenzivně jednalo o energetickém mixu Japonska v příštích letech. Vládní komise vypracovala návrh, který předpokládá, že jádro bude mít v roce 2030 podíl na výrobě elektřiny 20 – 22 % (připomeňme, že před havárií to bylo okolo 28 % a předpokládal se růst až na 50 %). Obnovitelné zdroje by měly dodávat mezi 22 – 24 % elektřiny (v roce 2013 dodaly okolo 10 %). Je jasné, že takový plán nesplňuje ani představy japonských protijaderných aktivistů a ani realitu japonského průmyslu a snahy o výrazné snížení emisí oxidu uhličitého.
Zbývající část elektřiny budou totiž muset dodat fosilní zdroje. Předpokládá se, že 26 % bude z uhlí, 27 % z plynu a 3 % z nafty. To znamená, že Japonsko bude stále velmi významným producentem oxidu uhličitého, v roce 2030 budou jeho emise stále 1 042 milionů tun. Plány na omezení emisí tohoto plynu v elektroenergetice se musely do značné míry odepsat. Návrhem připravovaným pro pařížskou klimatickou konferenci v příštím roce je snížení emisí CO2 v roce 2030 oproti současnému stavu (v roce 2013) o 26 %. Hodnoty emisí tak budou pochopitelně značně vyšší, než se předpokládalo před havárií. V roce 2013 se vyrobilo 43,2 % elektřiny v Japonsku z plynu, 30,3 % z uhlí a 14,9 % z nafty, 1,7 % z jádra a už zmiňovaných 10 % z obnovitelných zdrojů. V roce 2013 byla celková produkce elektřiny 940 TWh a v roce 2030 se předpokládá okolo 980 TWh. V elektroenergetice se plánují snížit emise o 308 milionů tun a v dalších oblastech o 14,5 milionů tun oxidu uhličitého. Toto snížení je silně závislé na jaderné energetice a úspěchu v opětném zprovoznění co největšího počtu jaderných bloků.
Japonsko je ostrovní stát a nemá možnost si vyměňovat elektřinu se sousedy. Při jeho přírodních podmínkách je tak cesta k dramatičtějšímu omezení oxidu uhličitého v dohledné době bez jádra nemožná. Ono to ovšem platí nejen pro Japonsko. Je tak značným paradoxem, že největšími bojovníky proti jaderné energetice, jak v Japonsku tak i jinde, jsou právě zelené organizace. O tom, jaký je obrázek diskuze o této problematice u nás, si lze učinit představu třeba v následujících příspěvcích (zde, zde, zde, zde a zde).
Úplné otevření města Naraha
Další zlomovou událostí je úplné zrušení všech omezení u třetího celku, který se rozkládá na evakuovaných územích. Jedná se o město Naraha ve vzdálenosti 12 km od elektrárny. K jeho úplnému otevření by mělo dojít 5. září. Významnou skutečností je, že jde o první město, které muselo být evakuováno celé a v tomto případě se možnost trvalého návratu týká zhruba 7400 jeho obyvatel z 2704 bytových jednotek. Už od poloviny dubna zde mohou pobývat dočasně s určitými omezeními a připravovat se na návrat. Obyvatelé k němu nebudou tlačeni a prioritou je nyní hlavně obnova infrastruktury a pracovních příležitostí. Důležité je tak otevření nemocnic, úřadů a obchodů. Právě zlepšení podmínek fungování města byl důvod k odložení úplného návratu až na začátek září. Samospráva a úřady města se už vrátily do svých původních budov na zasažených územích.
V souvislosti s pokračující rekonstrukcí a návratem obyvatel se na pořeží u Narahy začal rekonstruovat val proti cunami, který byl poškozen vlnou v roce 2011. Nový val bude dlouhý 1,8 km a jeho výška bude 8,7 m, tedy o 2,5 větší než původní a měla by vydržet i horší cunami. Je také umístěno hlouběji ve vnitrozemí. Také tato stavba by měla přispět k návratu obyvatel, kteří zatím z obav před novým cunami váhají.
V květnu 2015 byla zahájena intenzivní dekontaminace posledního z jedenácti samosprávných celků v zakázané zóně. Šlo o pobřežní oblast města Futaba, které je s Okumou tím nejbližším k elektrárně. Zhruba 200 ha spadá do první kategorie, tedy s roční dávkou do 20 mSv, které jsou po dekontaminaci připraveny pro otevření. Dekontaminace obytných a zemědělských oblastí bude dokončena do příštího března a bude tak možné zde zrušit všechna omezení. Zbytek města, tedy 96 %, je bohužel ve třetí kategorii, kde kontaminace vede k roční dávce překračující 50 mSv. Tam bude dekontaminace náročná a teprve se testuje. V ostatních oblastech je už dekontaminace území první a druhé kategorie dokončena nebo k dokončení spěje.
Již druhým rokem se pěstovala rýže ve městě Namie, které leží celé v dost silně zasažených oblastech. Minulý rok se předpokládalo zničení vypěstované rýže, ale zjistilo se, že veškerá úroda splňovala všechny hygienické limity a tak se spotřebovala v jídelnách vládních úřadů. Pro letošní úrodu, která se pěstuje na rozloze 1,3 ha, se předpokládá v případě, že bude v pořádku, její prodej. Je to jeden z dalších kroků, který by mohl vést k otevření méně kontaminovaných částí tohoto města ležících v první a druhé zóně do roku 2017. A také návrat zemědělství, které je zde tradiční. Návratu průmyslu a zemědělství do všech evakuovaných samosprávných oblastí pomohlo i zrušení řady omezení právě v oblastech druhé zóny. Postupně by se tak mohlo znovu zemědělsky využívat okolo 3000 ha zemědělské půdy. Pochopitelně, že přitom bude veškerá produkce velmi pečlivě testována na kontaminaci.
V březnu začal intenzivní přesun kontaminovaného odpadu, který se nahromadil při dekontaminaci zasažených území do dlouhodobějších přechodných úložišť, která vznikla ve velmi silně zasažených městech Okuma a Futaba v blízkosti elektrárny. Vzdálenost úložiště od elektrárny je půl kilometru. V prefektuře se v 54 z 59 samosprávných celků nahromadil radioaktivní odpad. Ve 43 samosprávných celků je dohromady okolo 1050 krátkodobých úložišť a navíc okolo 86 000 dalších míst s tímto odpadem. Celkově se předpokládá, že bude třeba do dlouhodobějších přechodných úložišť převézt okolo 22 milionů krychlových metrů odpadu. Převoz zdržuje vyjednávání s vlastníky půdy. Státu se podařilo vykoupit nebo pronajmout pouze část potřebných pozemků pro úložiště.
Právě úspěšné otevření přechodných úložišť a plynulé ukládání radioaktivního odpadu je jedním z důležitých kroků k tomu, aby se splnil důležitý cíl. Všechna evakuovaná území první a druhé kategorie, kde byla roční dávka nižší než 50 mSv by se měla dekontaminovat a plně otevřít do roku 2017.
Pokrok v samotné elektrárně Fukušima I
Zde se největšího pokroku podařilo dosáhnout na třetím bloku. Podařilo se vyčistit a dekontaminovat okolí bazénu s vyhořelým palivem natolik, že se pomocí dvou velkých jeřábů bylo možné v neděli 2. srpna vyzvednout zničené zařízení pro zavážení paliva, které při vodíkové explozi spadlo do bazénu. Jeho hmotnost je 20 tun. Vyzvedly je dva na dálku řízené jeřáby s ramenem okolo 14 m. Jde o klíčovou událost, která otevírá cestu k vyklizení 566 palivových souborů z tohoto bazénu. Je však třeba zdůraznit, že dekontaminace se ještě protáhne a nepočítá se s tím, že by vyklízení mohlo být zahájeno před rokem 2017.
Po odstranění zničeného zavážecího stroje bylo možné prohlédnout podvodní kamerou všechny palivové soubory v bazénu. Ukázalo se, že čtyři z nich mají mechanicky poškozené úchyty. Podrobná prohlídka má zjistit, do jaké míry tato poškození ovlivní postup při vyklízení bazénu.
Koncem července byly obnoveny práce na odstraňování provizorního krytu nad prvním blokem. To by mělo zpřístupnit velkých jeřábům patro s bazénem a troskami původní budovy. Trosky by se měly vyklidit a po instalaci zařízení pro manipulaci s palivovými soubory a nové horní části budovy by se mohl vyklidit i tento bazén. Předpokládá se, že potřebné práce se budou provádět i v roce 2016. Zdržení, ke kterému došlo, bylo způsobeno obavami, zda nedojde k uvolňování radioaktivních částic. Bylo potřeba udělat řadu opatření, včetně postříkání trosek polymery, které dokáží prach fixovat.
Práce na vyklizení bazénů u prvního až třetího bloku se zdržely téměř o dva až tři roky. Je vidět, že největším problémem je vysoká kontaminace. Je tak jasné, že odklízení trosek a dekontaminace se můžou i nyní protáhnout, takže je třeba brát termíny s rezervou.
Koncem července se podařilo odčerpat veškerou radioaktivní vodu z podzemních kanálů a prostor mimo budovy, které jsou spojeny s budovami reaktorů. Nacházelo se zde více než 10 000 tun vody. Podzemní prostory, které jsou napojeny na bloky 2 a 3 byly postupně vyplňovány betonem a izolovány od případných zdrojů další znečištěné vody. Od listopadu se je tak postupně podařilo úplně od vody vyčistit. Původní plán byl zabránit přitékání vody pomocí ledové stěny. Tato metoda však v tomto případě nefungovala. Proto se přistoupilo k využití betonových ucpávek.
Intenzivně se však pracuje na 1,5 km dlouhé ledové stěně, která by obklopila zničené bloky. Znamená to instalaci až 1700 trubek sahajících až do hloubky 30 m. Teplota tekutiny v nich musí být -30˚C. Stěna by měla zabránit pronikání vody do blízkosti silně kontaminovaných reaktorových budov a také v opačném směru. Začátkem srpna schválil regulační úřad NRA druhou část projektu této stěny, té blíže moři. Její provoz je totiž spojen i s regulací a odčerpáváním podzemní vody. První část stěny, která je v oblasti vzdálenější od moře, se začala budovat v červnu minulého roku. Testy jejího fungování probíhají od dubna 2015. Tento projekt nemá obdoby a je zatím otevřenou otázkou zda a jak bude fungovat.
Koncem května se podařilo dokončit odstraňování dvou nejvýznamnějších zdrojů aktivity, radioaktivního cesia a stroncia, z celého objemu 620 000 tun vody, který je nashromážděn v nádržích v elektrárně. V té době byly zbývající radionuklidy odstraněny z pouhých 440 000 tun vody, ve které tak zůstávalo pouze tritium. Zbývalo tak úplně vyčistit zhruba 180 000 tun vody v nádržích. Na dokončení této práce se podílely tři dekontaminační zařízení. Tritium se chemicky odstranit nedá. Je však součástí normálního přírodního pozadí, protože vzniká v atmosféře vlivem kosmického záření, takže by se při vhodném naředění mohlo vypouštět do moře. To však naráží na odpor hlavně rybářů. Společnost TEPCO tak vypsala zakázku na výzkum možností vyčistit vodu i od tritia. Na demonstračních projektech pracují ruské a japonské firmy.
Pozitivním důsledkem vyčištění vody bylo dramatické snížení dávkového příkonu v místech, kde se nacházejí nádrže s vodou. Další zlepšení radiační situace i snížení rizika úniků radioaktivní vody přinesla i demontáž starých nádrží, které měly nesvařované spoje. Části kontaminovaných nádrží se rozřežou a uloží v přechodném úložišti. Jejich nahrazení novými, které zároveň nebyly znečištěné tím, že v nich byla skladována silně kontaminovaná voda, zlepšila nejen radiační situaci.
Právě intenzivní práce na demontáži starých a montáži nových nádrží a snaze o vyčištění dekontaminované vody vedly ke zvýšení počtu pracovníků, kterých je nyní každý den v areálu okolo 7000. Zdvojnásobení počtu pracovníků, kteří se účastní prací v elektrárně, znamenalo i zdvojnásobení počtu úrazů. Mezi březnem 2014 a březnem 2015 došlo podle firmy TEPCO k 64 úrazům, jeden byl smrtelný, 6 těžkých, 42 lehkých a v 15 případech šlo o selhání organismu v důsledku horka. Téměř 70 % úrazů se stalo zaměstnancům, kteří v elektrárně pracovali první rok. Proto chce firma klást větší důraz na bezpečnostní školení nových pracovníků a celkově se na bezpečnost práce ještě více zaměřit. To, že se ani smrtelným pracovním úrazům nelze úplně vyhnout, ukazuje i smrt 52letého dělníka, který pracoval v sobotu 8. srpna na čištění části zařízení vytvářející ledovou stěnu.
Značně se zkomplikovala snaha o zjištění stavu zničené aktivní zóny druhého reaktoru. Pracuje se na tom, aby se stejně, jako se to povedlo u prvního bloku, dostal potrubím dovnitř kontejnmentu robot ve tvaru hada. Délka nového robota je 54 cm, šířka a výška pak 9 cm, hmotnost 5 kg. Dokáže se pohybovat i potrubím o průměru 10 cm. Jde o odlišný typ, který by měl být mnohem odolnější proti radiaci. Ta je u druhého bloku mnohem vyšší. Zařízení by mělo vydržet celkovou dávku až 1000 Sv. Bohužel se však zatím nepodařilo dostatečně dekontaminovat okolí vstupu a instalovat stínění z betonových bloků i ocelových plátů, které by odstínily radiaci. Navíc došlo k popadání části stínicích bloků. Místo je silně kontaminované a těžké roboty, které měly s těžkými bloky pohnout, dané místo uklidit a vytvořit stínění, se na dané místo kvůli poškozené podlaze a překážkám nemohou dostat. Je potřeba provést intenzivní dekontaminaci daných míst a připravit nový postup na zpřístupnění vstupu do potrubí. Akce s proniknutím robotů do kontejnmentu se tak přesouvá ze srpna na prosinec.
Připomeňme, že proniknutí robota potrubím do kontejnmentu se na podzim chystá i u třetího reaktoru. Zároveň by měl u prvního bloku proniknout vodotěsný robot do spodní části kontejnmentu, kde by se mohlo nacházet palivo ze zničené aktivní zóny. Místo vstupu do těchto části kontejnmentu je na záběrech prvního robota nepoškozené a přístupné. Ve všech těchto případech však jde o náročné operace a lze těžko předpovědět, kdy se je reálně podaří uskutečnit.
Ukázalo se také, že nové mionové detektory, které se připravovaly pro zobrazení rozložení paliva u druhého bloku podobným způsobem, jako se to povedlo u bloku prvního, jsou příliš velké. Nové zařízení mělo mít třikrát lepší rozlišení. Zatím se je však nepodařilo vhodně umístit a začít měření. Plánuje se využití sestavy, která se osvědčila u prvního reaktoru. Případně modifikace nových zařízení. V každém případě to znamená zdržení.
Zatím tak nelze přesně určit, jaké metody bude možné využít při likvidaci poškozených aktivních zón. Přesto však řada firem pracuje na postupech, které umožní posílit statiku kontejnmentu, aby se dal zaplnit vodou a také na zařízeních, které pomocí laseru dokáží pod vodou rozřezávat části zničené aktivní zóny.
Závěr
Jak je vidět z předchozího textu, v likvidaci následků havárie ve Fukušimě I nastal značný pokrok. O to svědčí i začátek intenzivní dekontaminace J-vesnice. Ta je vzdálena zhruba 20 km od elektrárny. Původně to bylo velké tréninkové centrum japonského národního fotbalového mužstva. Po havárii začala sloužit jako zázemí pro pracovníky, kteří se podílejí na likvidaci následků havárie. Nyní se postupně centrum vytvářející zázemí pro práce v elektrárně přesunuje do její blízkostí. Celkový přesun i úplná dekontaminace J-vesnice by měly být hotovy do roku 2017. Pak začne opětná přestavba zařízení na fotbalové centrum, která by měla být dokončena v roce 2019, aby mohlo sloužit jako zázemí pro Olympiádu a Paralympiádu.
V první polovině roku se objevily nové odhady nákladů na likvidaci následků jaderné havárie ve Fukušimě I. Velká část z toho je tvořena kompenzacemi pro evakuované, které podle nových odhadů firmy TEPCO budou 42,6 miliardy dolarů. Náklady na dekontaminaci a prvotní uložení radioaktivního odpadu se odhadují na 17,5 miliardy dolarů. Vybudování zmiňovaných dlouhodobějších přechodných úložišť ve Futabě a Okumě a uložení radioaktivního odpadu tam bude vyžadovat 13,2 miliardy dolarů. V těchto číslech nejsou zahrnuty náklady na konečné úložiště radioaktivního odpadu a dekontaminace silně kontaminovaných oblastí třetí kategorie, kde roční dávka překračuje 50 mSv a vhodné metody dekontaminace se teprve testují. Okolo 8 miliard dolarů si vyžádá dekontaminace, likvidace bloků a vyřešení problému s kontaminovanou vodou. Je však třeba zdůraznit, že náklady likvidace zničených aktivních zón nelze zatím realisticky odhadnout. Japonský stát vyčlenil a poskytl firmě TEPCO na krytí těchto výloh finance v rozsahu 75 miliard dolarů. Ty má firma postupně splácet ze svého zisku a na hrazení se budou podílet i další energetické společnosti. V minulém roce 2014 zaplatilo TEPCO 416 milionů dolarů.
Zmiňme ještě jednu zajímavost. K pobřeží severní Ameriky dorazila mořskými proudy začátkem dubna 2015 radioaktivita z Fukušimy. Jde o strašně malé aktivity, které jsou měřitelné pouze díky speciálním velice citlivým metodám (podrobně zde). Identifikovat se ji podařilo pomocí radioaktivního izotopu cesia 134. To má poločas rozpadu zhruba dva roky. A na rozdíl od cesia 137, které má poločas rozpadu zhruba 30 let, se všechen tento izotop pocházející z testů jaderných zbraní už rozpadl. Vědci z „Woods Hole Oceanographic Institution“ zjistili aktivitu 1,4 Bq/m3. Připomeňme, že jen aktivita přírodního radioaktivního draslíku 40 je v mořské vodě 11 000 Bq/m3. Tato aktivita je extrémně malá, na hranici měřitelnosti. Vědci však v měření pokračují, jelikož z něj mohou dostat velice zajímavé informace o chování mořských proudů v oceánu.