La central nuclear de Fukushima Daiichi (福島第一原子力発電所, Fukushima Daiichi Genshiryoku Hatsudensho , central nuclear número 1 de Fukushima) es una central nuclear inutilizada ubicada en un sitio de 3,5 kilómetros cuadrados (860 acres) [1] en las localidades de Ōkuma y Futaba en la prefectura de Fukushima , Japón. La planta sufrió importantes daños por el terremoto de magnitud 9,1 y el tsunami que azotó Japón el 11 de marzo de 2011. La cadena de acontecimientos provocó fugas de radiación y dañó permanentemente varios de sus reactores, haciendo imposible su reactivación. Los reactores en funcionamiento no se pusieron en funcionamiento después de los acontecimientos.
La planta, que se puso en funcionamiento por primera vez en 1971, consta de seis reactores de agua en ebullición . Estos reactores de agua ligera [2] accionaron generadores eléctricos con una potencia combinada de 4,7 GWe, lo que convirtió a Fukushima Daiichi en una de las 15 centrales nucleares más grandes del mundo . Fukushima fue la primera planta nuclear diseñada, construida y operada en conjunto con General Electric y Tokyo Electric Power Company (TEPCO). [3] La planta nuclear hermana Fukushima Daini ( "número dos" ), 12 km (7,5 millas) al sur, también está administrada por TEPCO. También sufrió graves daños durante el tsunami en las tomas de agua de mar de las cuatro unidades, pero fue cerrado con éxito y llevado a un estado seguro. Consulte la cronología de los accidentes nucleares de Fukushima II . [4]
El desastre de marzo de 2011 inutilizó los sistemas de enfriamiento del reactor, lo que provocó liberaciones de radiactividad y provocó una zona de evacuación de 30 km (19 millas) que rodea la planta; las liberaciones continúan hasta el día de hoy. El 20 de abril de 2011, las autoridades japonesas declararon la zona de evacuación de 20 km (12 millas) como zona prohibida a la que sólo se puede acceder bajo supervisión gubernamental. En noviembre de 2011 se permitió a los primeros periodistas visitar la planta. Describieron una escena de devastación en la que tres de los edificios del reactor quedaron destruidos; los terrenos estaban cubiertos de camiones destrozados, tanques de agua abollados y otros escombros dejados por el tsunami; y los niveles radiactivos eran tan altos que a los visitantes solo se les permitía quedarse unas pocas horas. [5]
En abril de 2012, se cerraron las Unidades 1 a 4. Las unidades 2 a 4 se cerraron el 19 de abril, mientras que la Unidad 1 fue la última de estas cuatro unidades en cerrarse el 20 de abril a medianoche. [ cita necesaria ] En diciembre de 2013, TEPCO decidió que ninguna de las unidades intactas reabrirá. En abril de 2021, el gobierno japonés aprobó la descarga de agua radiactiva , que ha sido tratada para eliminar radionucleidos distintos del tritio , en el Océano Pacífico durante 30 años. [6]
Los reactores de las Unidades 1, 2 y 6 fueron suministrados por General Electric , los de las Unidades 3 y 5 por Toshiba , y los de la Unidad 4 por Hitachi . Los seis reactores fueron diseñados por General Electric. [7] [8] El diseño arquitectónico de las unidades de General Electric fue realizado por Ebasco . Toda la construcción fue realizada por Kajima . [9] Desde septiembre de 2010, la Unidad 3 ha sido alimentada con una pequeña fracción (6%) [10] de combustible de óxidos mixtos (MOX) que contiene plutonio , en lugar del uranio poco enriquecido (LEU) utilizado en los otros reactores. [11] [12] Las unidades 1 a 5 se construyeron con estructuras de contención tipo Mark I (toroide de bombilla) . [13] [14] Los ingenieros japoneses aumentaron ligeramente el volumen de la estructura de contención Mark I. [15] La Unidad 6 tiene una estructura de contención tipo Mark II (superior/inferior). [13] [14] [16]
La unidad 1 es un reactor de agua en ebullición ( BWR-3 ) de 460 MWe construido en julio de 1967. Comenzó la producción eléctrica comercial el 26 de marzo de 1971 y su cierre estaba inicialmente previsto para principios de 2011. [17] En febrero de 2011, los reguladores japoneses concedieron una prórroga de diez años para la continuidad del funcionamiento del reactor. [18] Fue dañado durante el terremoto y tsunami de Tōhoku de 2011 . [19]
La unidad 1 fue diseñada para una aceleración máxima del suelo de 0,18 g (1,74 m/s 2 ) y un espectro de respuesta basado en el terremoto del condado de Kern de 1952 , pero con una clasificación de 0,498 g. [13] [20] La base de diseño para las Unidades 3 y 6 fueron 0,45 g (4,41 m/s 2 ) y 0,46 g (4,48 m/s 2 ) respectivamente. [21] Todas las unidades fueron inspeccionadas después del terremoto de Miyagi de 1978 , cuando la aceleración del suelo fue de 0,125 g (1,22 m/s 2 ) durante 30 segundos, pero no se descubrió ningún daño en las partes críticas del reactor. [13] La base de diseño para los tsunamis fue de 5,7 metros (18 pies 8 pulgadas). [22]
Los generadores diésel de emergencia del reactor y las baterías de CC, componentes cruciales para ayudar a mantener los reactores fríos en caso de una pérdida de energía, estaban ubicados en los sótanos de los edificios de turbinas del reactor. Los planos de diseño del reactor proporcionados por General Electric especificaban la colocación de los generadores y las baterías en ese lugar, pero a los ingenieros de nivel medio que trabajaban en la construcción de la planta les preocupaba que esto hiciera que los sistemas de energía de respaldo fueran vulnerables a inundaciones. TEPCO optó por seguir estrictamente el diseño de General Electric en la construcción de los reactores. [23]
La planta está situada en un acantilado que originalmente se encontraba a 35 metros sobre el nivel del mar. Sin embargo, durante la construcción, TEPCO redujo la altura del acantilado en 25 metros. Una de las razones para bajar el acantilado fue permitir que la base de los reactores se construyera sobre un lecho de roca sólida para mitigar la amenaza que plantean los terremotos. Otra razón fue que la altura reducida mantendría bajos los costes de funcionamiento de las bombas de agua de mar. El análisis de TEPCO del riesgo de tsunami al planificar la construcción del sitio determinó que la elevación más baja era segura porque el malecón proporcionaría una protección adecuada para el tsunami máximo supuesto por la base de diseño. Sin embargo, la menor elevación del sitio aumentó la vulnerabilidad a un tsunami mayor de lo previsto en el diseño. [24]
El sitio de Fukushima Daiichi está dividido en dos grupos de reactores, el grupo más a la izquierda (visto desde el océano) contiene las unidades 4, 3, 2 y 1, de izquierda a derecha. El grupo más a la derecha, visto desde el océano, contiene las unidades más nuevas 5 y 6, respectivamente, las posiciones de izquierda a derecha. Un conjunto de malecones sobresale hacia el océano, con la toma de agua en el medio y las salidas de descarga de agua a cada lado.
Se planeó que las unidades 7 y 8 comenzaran a construirse en abril de 2012 y 2013 y entraran en operación en octubre de 2016 y 2017, respectivamente. El proyecto fue cancelado formalmente por TEPCO en abril de 2011 después de que las autoridades locales cuestionaran el hecho de que todavía estuvieran incluidos en el plan de suministro para 2011, publicado en marzo de 2011, después de los accidentes. La empresa afirmó que el plan había sido redactado antes del terremoto. [25]
La central de Fukushima Daiichi está conectada a la red eléctrica mediante cuatro líneas, la línea Futaba de 500 kV (双葉線), las dos líneas Ōkuma de 275 kV (大熊線) y la línea Yonomori de 66 kV (夜の森線) hasta Shin- Subestación de Fukushima (Nueva Fukushima).
La subestación Shin-Fukushima también conecta con la planta de Fukushima Daini mediante la línea Tomioka (富岡線). Su principal conexión con el norte es la Línea Iwaki (いわき幹線), propiedad de Tohoku Electric Power . Tiene dos conexiones al suroeste que lo conectan con la subestación Shin-Iwaki (新いわき). [ cita necesaria ]
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Los reactores de la planta entraron en funcionamiento uno por uno a partir de 1970 y el último en 1979. Desde finales de 2002 hasta 2005, los reactores estuvieron entre los que se cerraron por un tiempo para realizar controles de seguridad debido al escándalo de falsificación de datos de TEPCO . [29] [30] El 28 de febrero de 2011, TEPCO presentó un informe a la Agencia Japonesa de Seguridad Nuclear e Industrial admitiendo que la empresa había presentado previamente informes falsos de inspección y reparación. El informe reveló que TEPCO no inspeccionó más de 30 componentes técnicos de los seis reactores, incluidos los tableros de energía para las válvulas de control de temperatura del reactor, así como componentes de los sistemas de enfriamiento como motores de bombas de agua y generadores diesel de energía de emergencia. [31] En 2008, la OIEA advirtió a Japón que la planta de Fukushima se construyó utilizando pautas de seguridad obsoletas y que podría ser un "problema grave" durante un gran terremoto. [32] La advertencia llevó a la construcción de un centro de respuesta de emergencia en 2010, utilizado durante la respuesta al accidente nuclear de 2011. [32] [33]
El 5 de abril de 2011, el vicepresidente de TEPCO, Takashi Fujimoto, anunció que la empresa cancelaba los planes para construir los reactores nº 7 y 8. [34] [35] El 20 de mayo, la junta directiva de TEPCO votó oficialmente a favor del desmantelamiento de las unidades 1 a 4 de la central nuclear de Fukushima Daiichi y cancelar los planes de construcción de las unidades 7 y 8. Sin embargo, se negó a tomar una decisión sobre las unidades 5 y 6 de la central o las unidades 1 a 4 de la central nuclear de Fukushima Daini hasta que se realice una investigación detallada . En diciembre de 2013, TEPCO decidió desmantelar las unidades 5 y 6 que no presentaban daños; se pueden utilizar para probar métodos de limpieza remota antes de su uso en los reactores dañados. [36]
En 1990, la Comisión Reguladora Nuclear (NRC) de Estados Unidos consideró entre los riesgos más probables el fallo de los generadores eléctricos de emergencia y el consiguiente fallo de los sistemas de refrigeración de las centrales situadas en regiones sísmicamente muy activas. La Agencia Japonesa de Seguridad Nuclear e Industrial (NISA) citó este informe en 2004. Según Jun Tateno, ex científico de NISA, TEPCO no reaccionó a estas advertencias y no respondió con ninguna medida. [37]
El cineasta Adam Curtis mencionó los riesgos del tipo de sistemas de refrigeración de reactores de agua en ebullición como los de Fukushima I, [38] y afirmó que los riesgos eran conocidos desde 1971 [39] en una serie de documentales de la BBC en 1992 y advirtió que PWR Se deberían haber utilizado reactores tipo
La Compañía de Energía Eléctrica de Tokio (TEPCO) operó la estación y se le advirtió que su malecón era insuficiente para resistir un poderoso tsunami, pero no aumentó la altura del malecón en respuesta. La central nuclear de Onagawa , operada por Tohoku Electric Power , corría más cerca del epicentro del terremoto, pero tenía malecones mucho más robustos y de mayor altura y evitó accidentes graves. [40]
Las barras de combustible cayeron en el reactor número 3, provocando una reacción nuclear. [41] Se necesitaron aproximadamente siete horas y media para volver a colocar las varillas en sus posiciones adecuadas. No quedó constancia del incidente, ya que TEPCO lo había encubierto; Las entrevistas realizadas a dos ex trabajadores en 2007 llevaron a su descubrimiento por parte de la dirección de TEPCO. [42]
Se inició un apagado manual durante la mitad de una operación de inicio. La causa fue una alarma de alta presión provocada por el cierre de una válvula de derivación de la turbina. El reactor estaba al 12% de su potencia máxima cuando se produjo la alarma a las 4:03 am (hora local) debido a un aumento de presión a 1.030 psi (7.100 kPa), superando el límite reglamentario de 1.002 psi (6.910 kPa). El reactor se redujo al 0% de potencia, lo que superó el umbral del 5% que requiere informar del evento, y la presión volvió a caer por debajo del límite reglamentario a las 4:25 am. Posteriormente, a las 8:49 horas se insertaron completamente las palas de control, constituyendo una parada manual del reactor. Luego, una inspección confirmó que una de las 8 válvulas de derivación se había cerrado y que la válvula tenía una mala conexión del fluido impulsor. El reactor había estado en marcha después de su 25ª inspección periódica, que comenzó el 18 de octubre de 2008. [43]
La Unidad 3 tuvo problemas con la inserción excesiva de las hojas de control durante el corte. Se estaban realizando trabajos de reparación en el equipo que regula la presión de accionamiento de las palas de control, y cuando se abrió una válvula a las 2:23 pm, sonó una alarma de deriva de las palas de control. En una inspección posterior se descubrió que varias de las varillas se habían insertado involuntariamente. [44]
La Unidad 5 tuvo una SCRAM automática mientras un operador realizaba un ajuste al patrón de inserción de la hoja de control . La SCRAM fue causada por una alarma de bajo nivel de agua del reactor. La turbina se disparó junto con el reactor y los trabajadores no sufrieron lesiones por radiación. [45]
El 11 de marzo de 2011, se produjo un terremoto categorizado como 9,0 M W en la escala de magnitud de momento a las 14:46 hora estándar de Japón (JST) frente a la costa noreste de Japón, uno de los terremotos más poderosos de la historia. Las unidades 4, 5 y 6 habían sido "cerradas" antes del terremoto por mantenimiento planificado. [47] [48] Los reactores restantes fueron apagados/ SCRAMed automáticamente después del terremoto, y el calor de desintegración restante del combustible se estaba enfriando con energía de generadores de emergencia. El posterior tsunami destructivo con olas de hasta 14 metros (46 pies) que sobrepasaron la estación, que tenía malecones, inutilizó los generadores de emergencia necesarios para enfriar los reactores y las piscinas de combustible gastado en las Unidades 1 a 5. Durante las tres semanas siguientes hubo evidencia de fusiones nucleares parciales en las unidades 1, 2 y 3: explosiones visibles, presuntamente causadas por gas hidrógeno, en las unidades 1 y 3; una presunta explosión en la unidad 2, que pudo haber dañado el recipiente de contención principal; y un posible descubrimiento de las piscinas de combustible gastado en las Unidades 1, 3 y 4. [49] El 19 de marzo, las actualizaciones del registro de alertas de toda la estación de la OIEA informaron que las unidades 5 y 6 tenían temperaturas de las piscinas de combustible gastado en aumento gradual. ya que también habían perdido energía fuera del sitio, pero la energía en el sitio proporcionada por los dos generadores diesel de la Unidad 6 que no se habían inundado, se configuró para realizar una doble función y enfriar las piscinas "y los núcleos" de combustible gastado de las Unidades 5 y 6. [50] Como medida de precaución, también se hicieron respiraderos en los techos de estas dos unidades para evitar la posibilidad de presurización del gas hidrógeno y luego ignición. [50]
Las emisiones de radiación de las Unidades 1 a 4 obligaron a la evacuación de 83.000 residentes de las ciudades cercanas a la planta. [51] La triple fusión también causó preocupación por la contaminación de los suministros de alimentos y agua, incluida la cosecha de arroz de 2011, y también por los efectos de la radiación en la salud de los trabajadores de la planta. [52] [53] [54] Los científicos estiman que el accidente liberó 18 mil billones de becquereles de cesio-137 en el Océano Pacífico, contaminando 150 millas cuadradas (390 km 2 ) del fondo del océano. [55]
Los eventos en las unidades 1, 2 y 3 han sido clasificados en el Nivel 5 cada uno en la Escala Internacional de Eventos Nucleares , y los de la unidad 4 como eventos de Nivel 3 (Incidente Grave), con la calificación general de la planta en el Nivel 7 (emisión importante de material radiactivo). material con efectos generalizados sobre la salud y el medio ambiente que requieren la implementación de contramedidas planificadas y ampliadas), lo que convierte el desastre de Fukushima y el desastre de Chernobyl en todo el mundo en los únicos eventos de nivel 7 hasta la fecha. [56]
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Se descubrieron dos cuerpos en la sala de turbinas del sótano, probablemente porque los trabajadores corrieron allí durante el tsunami.
TEPCO admite públicamente que es posible que se haya filtrado agua contaminada con radionúclidos de las unidades de almacenamiento, contaminando posiblemente el suelo y el agua cercanas. La fuga fue controlada y almacenada en tanques de contención. El agua contaminada siguió acumulándose en la planta y TEPCO anuncia planes para filtrar partículas radiactivas y descargar agua purificada. [57]
Los funcionarios de TEPCO informaron que el cesio radiactivo era 90 veces mayor que tres días antes (6 de julio) y que podría extenderse al Océano Pacífico . TEPCO informó que los niveles de cesio-134 en el agua del pozo se midieron en 9 kilobecquerelios por litro, 150 veces el nivel legal, mientras que el cesio-137 se midió en 18 kilobecquerelios por litro, 200 veces el nivel permitido. [ cita necesaria ]
Los funcionarios japoneses dijeron que se estaba filtrando agua altamente radiactiva desde Fukushima Daiichi al Océano Pacífico a un ritmo de 300 toneladas (unas 272 toneladas métricas) por día. El primer ministro japonés, Shinzo Abe, ordenó a los funcionarios del gobierno que intervinieran. [58]
Los reactores se enfriaban con 300 toneladas de agua al día. [ cita necesaria ]
Desde que las tres plantas resultaron dañadas por el terremoto, el tsunami y las posteriores explosiones de gas hidrógeno en 2011, TEPCO ha seguido bombeando agua sobre los núcleos de combustible previamente derretidos para evitar que se sobrecalienten nuevamente. El agua de refrigeración contaminada se ha acumulado en el lugar, donde se han almacenado más de 1 millón de toneladas en cientos de altos tanques de acero. Se utilizan grandes sistemas de filtración para limpiar el agua de sus contaminantes radiactivos, pero no pueden eliminar el tritio , un isótopo radiactivo del hidrógeno (Hidrógeno-3) unido a moléculas de agua (agua tritiada). En 2016, se estimó que solo 14 gramos de tritio en total estaban contenidos en 800.000 metros cúbicos de agua contaminada almacenada en el sitio. [59] A medida que el agua contaminada con tritio continuó acumulándose, según TEPCO, el sitio inmediato se quedará sin espacio para 2022. TEPCO planea resolver este problema liberando el agua contaminada en el Océano Pacífico . Esta medida propuesta es duramente criticada por grupos ambientalistas, pescadores locales y varios gobiernos asiáticos, que afirman que hay una zona de almacenamiento disponible en la extensa zona de exclusión contaminada alrededor del reactor. [60] Aún no se sabe cuánta agua contaminada liberará TEPCO. [61]
El gobierno de Japón aprobó la liberación de agua radiactiva tratada de la planta al Océano Pacífico (a partir de 2023) en el transcurso de aproximadamente 40 años. [6]
Una nota en el discurso de apertura de los Juegos Olímpicos de Tokio 2020 hizo referencia al desastre y a cómo Japón se ha recuperado del mismo.
El desmantelamiento de los reactores tardará entre 30 y 40 años. [62] El 1 de agosto de 2013, el ministro de Industria japonés, Toshimitsu Motegi , aprobó la creación de una estructura para desarrollar las tecnologías y procesos necesarios para desmantelar los cuatro reactores dañados en el accidente de Fukushima. [63]
Para reducir el flujo de agua contaminada hacia el Océano Pacífico, TEPCO gastó 34.500 millones de yenes (aproximadamente 324 millones de dólares) para construir un muro subterráneo de 1,5 kilómetros de largo de suelo congelado alrededor de la planta, construido por Kajima Corporation. Se insertaron en el suelo 1.500 tubos superenfriados de treinta metros de largo para congelar el agua subterránea y el suelo circundante. Al final, el muro no logró disminuir significativamente el agua subterránea que fluye hacia el sitio. [64] [65]
El coste del desmantelamiento y la descontaminación de la central nuclear de Fukushima Daiichi se ha estimado en 195.000 millones de dólares, lo que incluye las indemnizaciones a las víctimas del desastre. La cantidad también incluye el desmantelamiento de los reactores de Fukushima Daiichi, que se estima en 71 mil millones de dólares. [66] TEPCO asumirá 143 mil millones de dólares en concepto de desmantelamiento y descontaminación, mientras que el Ministerio de Finanzas de Japón aportará 17 mil millones de dólares. Otras compañías eléctricas también contribuirán al coste. [66]
El 26 de septiembre de 2020, el primer ministro Yoshihide Suga visitó la central nuclear de Daiichi para demostrar que su gabinete priorizaba la reconstrucción de las zonas afectadas por desastres naturales y nucleares. [67]
En 2023, los tres reactores albergarán 880 toneladas de combustible nuclear fundido altamente radiactivo. [68]
３５０万平方メートルの広い敷地に = 3,5 km²
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