Фото 1. Цунэхиса Кацумаса, Ичиро Такекуро, Сакаэ Муто

Предвидеть не могли, но так ли уж невиновны?

Чтобы ответить на этот вопрос, нужно посмотреть, а какие события предшествовали катаклизму? Что вообще происходило в мировом атомном сообществе до марта 2011г.?

11 марта 2011 года в 14:46 по местному времени в Японии произошло землетрясение магнитудой 9,0 с центром в Тихом океане, примерно в 80 километрах к востоку от города Сендай, которое привело к возникновению мощных цунами. Это было крупнейшее землетрясение, когда-либо зарегистрированное в Японии, и, согласно данных геологической службы США, четвертое по величине зарегистрированное в мире с 1900 года. Три из шести блоков на АЭС «Фукусима-Дай-ичи» (блоки 1, 2 и 3) работали впроектном режиме. Блоки 4,5,6 находились на ремонте с перегрузкой топлива.

Работающие блоки автоматически остановились действием защит от сейсмического воздействия. В результате оползней станция потеряла внешнее электроснабжение (фото 2).Примерно через сорок пять минут после землетрясения станция была затоплена серией волн цунами. Одиннадцать, из имеющихся двенадцати, аварийных дизель-генераторов вышли из строя (оставшийся относился к 6-му блоку). Системы электроснабжения 1 категории (аккумуляторные батареи и щиты постоянного тока) оказались затоплены (фото3). Береговые насосные станции были разрушены (фото 4). То есть произошла запроектная авария-полное обесточивание станции с потерей конечного поглотителя тепла. При таких повреждениях шансов уцелеть у «Фукусимы-1» не было никаких.

Фото 2. Падение опоры ЛЭП в результате оползня

Фото 3. Затопленный щит постоянного тока

Фото 4. Разрушенная береговая насосная

То, что при этом происходило, это сюжет для захватывающего блокбастера серий на сто и предмет отдельного исследования. Конечное состояние известно-в реакторах 1,2,3 активные зоны расплавлены, здания блоков 1,2,4 разрушены взрывами водорода. Четыре из шести блоков восстановлению не подлежат, уцелевшие блоки 5 и 6 выведены из эксплуатации из-за условий площадки, политическим, психологическим и другим причинам.

В тоже время АЭС Onagava (3 блока),Fukushima-Дай ини (4 блока), Tokai (1 блок),попавшие также в зону катаклизма, были успешно остановлены и переведены в безопасное холодное состояние.

Землетрясения, наводнения и другие внешние экстремальные воздействия на площадках АЭС это редкие, но не уникальные события.

В течение последних десятилетий существует ряд примеров запроектных землетрясений, наводнений и ураганов на атомных станциях:

·      Шотландия, АЭСHunterston, 26-27гоДекабря1998, шторм, затопление;

·      Франция, АЭСBlayais,27гоДекабря 1999, тропическийциклон, затопление;

·      Индия, АЭС Мадрас (Kalpakkam), 26 декабря 2004 г. В результате цунами в Индийском океане затопление площадки, разрушение насосов морской воды;

·      Япония, АЭС Кашивасаки-Карива (TEPCO, префектура Ниигата)16 июля 2007 г. землетрясение превысило проектную величину на площадке;

·      США, АЭС Fort Calhoun, (Nebraska) разлив реки Миссури весна/лето2011 г., затопление площадки (фото 5);

·      США, АЭС North Anna (Вирджиния). 23 августа 2011г. Землетрясение на восточном побережье США, превышение проектной величины на площадке. (пять с половиной месяцев после аварии на АЭС «Фукусима»).

Это далеко не полный перечень, приведены события, классифицированные уровнем 2 по шкале INES.Точного прогноза и предупреждений не было, однако тот факт, что все действующие блоки были успешно переведены в режим холодного останова, говорит о том, что для большинства запроектных событий запас безопасности станций достаточен для обеспечения устойчивости к воздействиям природных факторов.

Штаб-квартира по исследованию землетрясений (организация, финансируемая правительством Японии), 11 января 2011 г повторила давний прогноз, что в регионе Tohokuв течение тридцати лет вероятность возникновения землетрясения магнитудой 7,5 составляет 99%. Великое восточно-японское землетрясение 11 марта 2011 годана самом деле имело магнитуду 9,0.

В связи с этим ключевой вопрос заключаются в том, почему опасность цунами владельцами Фукусимы-Дайичи была так резко недооценена?

Передовая практика, провозглашенная МАГАТЭ, требует сбора данных о исторических землетрясениях и цунами, которые происходили в районе атомной электростанции в последние десять тысяч лет.

Эти данные должны использоваться при оценке безопасности станции.Ирония судьбы заключается в том, что недалеко от АЭС, выше по склону, располагается камень с надписью «не строй свой дом ниже этой точки», установленный в 869 году после разрушительного землетрясениямагнитудой 8,3 и цунами (фото 6).

При оценке вероятности повреждения активной зоны это событие не было учтено.

Первоначальное проектное цунами для Фукусимы-Дайичи было определено 3,1 метра. В 2002 эта оценка была пересмотрена, и высота цунами увеличилась до 5,7 метра.Никаких работ с тех пор по увеличению высоты дамбы не производилось

Какая реально была высота цунами, точно никто сказать не может, так как устройство для измерения было разрушено ударом волны (!). См. фото 7.Но объективно, судя по уровню затопления площадки, высота волны была не менее 14 м. (См. рис. 8).

Фото 7. Цунами 

А могли ли изменения в конструкции станции (в результате модернизаций) предотвратить серьезную аварию в случае цунами, обрушившегося на станцию? Ответы на эти вопросы помогают пролить свет на то, можно ли было предотвратить катастрофу.

Блоки с BWR, разработки General Electric, обладают существенными недостатками из-за компоновки оборудования, направленной на уменьшения капитальных затрат и не учитывающей проблемы безопасности. В первую очередь, это контайнмент маленького объёма (Mark-1). Расположение дизель-генераторов, аккумуляторных батарей и распредустройств на низших отметках машзала делает их очень уязвимыми к пожарам и затоплениям.

На рисунке 1 схематично изображена компоновка основного оборудования Фукусимы. Отметка грунта относительно уровня моря -10 м, 14 м-отметка уровня воды при затоплении площадки. Также сыграл свою роль человеческий фактор. Двери в машзал были открыты, проводились работы в кабельных каналах и по этой причине они были вскрыты. Грубо говоря, имелось две дырки, через которые море проникло в блок.

Рис 1.Схематический разрез площадки и 1 блока АЭС Фукусима-Дайичи.

Американские эксплуатационники - талантливые инженеры. Они понимали, что уродец, которого родила General Electric, нуждается в серьёзном улучшении. Например, на АЭС Browns Ferry (USA, Alabama) после событий 1998,1999 гг. в Шотландии и Франции, была проведена реконструкция:

·        смонтирована система аварийного сброса водорода из контайнмента;

·        дизель-генераторы помещены в водонепроницаемые помещения и запас топлива у них увеличен для работы до 7 дней;

·        бассейн выдержки оборудован системой независимого расхолаживания и подпитки от пожарных машин.

Впоследствии,учитывая опыт «Фукусимы», дополнительно были закуплены пожарные насосы с дизельным приводом.

Фото 8. АЭС Browns Ferry (Alabama). Построена по тому же проекту, что и Фукусима.

Ничего подобного на Фукусиме не было сделано, хотя есть сведения, что такие планы всё-таки существовали.Ввод в работу блока 1 Фукусимы состоялся в марте 1971 года и в 2011 году закончился 40-летний срок его эксплуатации.Удивительно, но в феврале, всего за один месяц до аварии, NISA (Японский регулирующий орган) предоставила TEPCO продление лицензии на эксплуатацию.

Прогнозирование землетрясений-задача неблагодарная. Но ценность принятия превентивных мер можно видеть на примере АЭС Tokai-2. Она расположена в 160 км к югу от Фукусимы и попала в зону влияния землетрясения. (Владелец - Японская атомная энергетическая компания JAPC). К этому времени JAPC успела только частично реализовать мероприятия против цунами, и удар стихии вывел из строя только одну систему безопасности. Уцелевшая система выполнила свои функции и перевелареакторную установку в режим холодного безопасного останова.

Нет простого ответа на вопрос о том, почему в защите от цунами на Фукусиме-Дайичи и других японских атомных электростанциях были серьезные недостатки.Среди экспертов нет единого мнения о том, какие факторы были наиболее важными и, в самом общем смысле, кто «виноват» в аварии.

Эта статья не предназначена для предоставления окончательных ответов на эти вопросы. Тем не менее опираясь на вышеприведённые факты кое-какие выводы можно сделать.

Главной причиной аварии явилась низкая культура безопасности руководства TEPCO в частности и в атомной отрасли Японии вообще. Это выразилось в приоритете экономики пред безопасностью, игнорировании передового мирового опыта, пренебрежению важностью модернизации. В масштабах отрасли это выразилось в отсутствии независимого регулирующего органа. NISA был департаментом в министерстве промышленности и торговли. Это давало возможность принимать серьёзные решения выгодные для владельцев АЭС в ущерб безопасности. Кроме того, МАГАТЭ и WANO неоднократно фиксировали факты подделки результатов проверок и контроля состояния безопасности, о которых государственные органы Японии знали, но не реагировали.

Согласно традиционной японской религии Синто, когда верховное божество богиня Аматерасу просыпается и открывает глаза, взмах её ресниц порождает цунами. Токийский суд признал: топ-менеджеры TEPCO невиновны, не могли предсказать момент пробуждения богини. Следствие и суд закончены-забудьте!

А в 1986 г самый справедливый в мире Советский суд приговорил руководителей Чернобыльской АЭС к различным реальным срокам заключения, хотя тоже мог бы оправдать, сославшись,например, на проектные основы непредсказуемости поведения РБМК.

Фото 9 Суд над руководителями Чернобыльской АЭС: директор Брюханов В.П., зам. главного инженера Дятлов А.С., главный инженер Фомин Н.М.

В конечном счете, авария на АЭС «Фукусима» не обнаруживает ранее неизвестного фатального недостатка, связанного с ядерной энергетикой. Она подчеркивает важность периодической переоценки безопасности станций в свете динамических внешних угроз и развития передовой практики, проведения модернизаций, а также необходимость эффективного регулятора для контроля за этим процессом.

По материалам открытой печати.