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 situada en un terreno de 3,5 kilómetros cuadrados (860 acres) [1] en las ciudades de Ōkuma y Futaba en la prefectura de Fukushima , Japón. La planta sufrió daños importantes a causa del terremoto de magnitud 9,1 y el tsunami que azotaron Japón el 11 de marzo de 2011. La cadena de acontecimientos provocó fugas de radiación y dañó permanentemente varios de sus reactores, lo que hizo imposible su reinicio. Los reactores en funcionamiento no se reiniciaron después de los acontecimientos.
La planta, puesta en funcionamiento por primera vez en 1971, consta de seis reactores de agua en ebullición . Estos reactores de agua ligera [2] accionaban 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" ), a 12 km (7,5 mi) al sur, también está dirigida por TEPCO. También sufrió graves daños durante el tsunami, en las tomas de agua de mar de las cuatro unidades, pero se cerró con éxito y se puso en un estado seguro. Véase la cronología de los accidentes nucleares de Fukushima II . [4]
El desastre de marzo de 2011 desactivó los sistemas de refrigeración del reactor, lo que provocó emisiones de radiactividad y desencadenó una zona de evacuación de 30 km (19 mi) alrededor de la planta; las emisiones continúan hasta el día de hoy. El 20 de abril de 2011, las autoridades japonesas declararon la zona de evacuación de 20 km (12 mi) como una zona prohibida a la que solo se puede ingresar 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 estaban destruidos; el suelo estaba cubierto de camiones destrozados, tanques de agua aplastados y otros escombros dejados por el tsunami; y los niveles de radiactividad eran tan altos que a los visitantes solo se les permitió quedarse durante unas pocas horas. [5]
En abril de 2012, las unidades 1 a 4 fueron cerradas. Las unidades 2 a 4 fueron cerradas el 19 de abril, mientras que la unidad 1 fue la última de estas cuatro unidades en ser cerrada el 20 de abril a la medianoche. En diciembre de 2013, TEPCO decidió que ninguna de las unidades que no habían sufrido daños volvería a abrir. Las unidades 5 y 6 fueron cerradas más tarde, en enero de 2014. [6]
En abril de 2021, el gobierno japonés aprobó el vertido de agua radiactiva , que ha sido tratada para eliminar radionucleidos distintos del tritio , en el océano Pacífico a lo largo de 30 años. [7]
Los reactores para las Unidades 1, 2 y 6 fueron suministrados por General Electric , los de las Unidades 3 y 5 por Toshiba y la Unidad 4 por Hitachi . Los seis reactores fueron diseñados por General Electric. [8] [9] El diseño arquitectónico de las unidades de General Electric fue realizado por Ebasco . Toda la construcción fue realizada por Kajima . [10] Desde septiembre de 2010, la Unidad 3 ha sido alimentada por una pequeña fracción (6%) [11] de combustible de óxido mixto (MOX) que contiene plutonio , en lugar del uranio poco enriquecido (LEU) utilizado en los otros reactores. [12] [13] Las Unidades 1 a 5 se construyeron con estructuras de contención de tipo Mark I (toro de bombilla) . [14] [15] La estructura de contención Mark I fue aumentada ligeramente en volumen por ingenieros japoneses. [16] La Unidad 6 tiene una estructura de contención de tipo Mark II (superior/inferior). [17]
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 se programó inicialmente su cierre a principios de 2011. [18] En febrero de 2011, los reguladores japoneses otorgaron una extensión de diez años para la operación continua del reactor. [ 19] Fue dañado durante el terremoto y tsunami de Tōhoku de 2011. [20]
La Unidad 1 fue diseñada para una aceleración máxima del suelo de 0,18 g (1,74 m/s2 ) y un espectro de respuesta basado en el terremoto del condado de Kern de 1952 , pero clasificado para 0,498 g. [14] [21] La base de diseño para las Unidades 3 y 6 fue de 0,45 g (4,41 m/s2 ) y 0,46 g (4,48 m/s2 ) respectivamente. [22] 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/s2 ) durante 30 segundos, pero no se descubrió ningún daño en las partes críticas del reactor. [14] La base de diseño para tsunamis fue de 5,7 metros (18 pies 8 pulgadas). [23]
Los generadores diésel de emergencia y las baterías de corriente continua del reactor, componentes cruciales para ayudar a mantener los reactores refrigerados 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 que los generadores y las baterías debían ubicarse en ese lugar, pero los ingenieros de nivel medio que trabajaban en la construcción de la planta temían que esto hiciera que los sistemas de energía de respaldo fueran vulnerables a las inundaciones. TEPCO decidió seguir estrictamente el diseño de General Electric en la construcción de los reactores. [24]
La planta se encuentra en un acantilado que originalmente estaba a 35 metros sobre el nivel del mar. Sin embargo, durante la construcción, TEPCO redujo la altura del acantilado en 25 metros. Una razón 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 planteaban los terremotos. Otra razón fue que la altura reducida mantendría bajos los costos 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 protección adecuada para el tsunami máximo asumido por la base de diseño. Sin embargo, la elevación más baja del sitio aumentó la vulnerabilidad a un tsunami más grande de lo previsto en el diseño. [25]
El complejo de Fukushima Daiichi está dividido en dos grupos de reactores. El grupo situado más a la izquierda (visto desde el océano) contiene las unidades 4, 3, 2 y 1, de izquierda a derecha. El grupo situado más a la derecha (visto desde el océano) contiene las unidades 5 y 6, más nuevas, respectivamente, de izquierda a derecha. Un conjunto de diques se adentra en el océano, con la toma de agua en el medio y las salidas de descarga de agua a ambos lados.
Las unidades 7 y 8 debían comenzar a construirse en abril de 2012 y 2013 y entrar en funcionamiento 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 incluidas en el plan de suministro para 2011, publicado en marzo de 2011, después de los accidentes. La empresa afirmó que el plan había sido elaborado antes del terremoto. [26]
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 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 de uno en uno a partir de 1970 y el último en 1979. Desde finales de 2002 hasta 2005, los reactores estuvieron entre los que estuvieron cerrados durante un tiempo para controles de seguridad debido al escándalo de falsificación de datos de TEPCO . [30] [31] El 28 de febrero de 2011, TEPCO presentó un informe a la Agencia de Seguridad Nuclear e Industrial japonesa admitiendo que la empresa había presentado previamente informes de inspección y reparación falsos. 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 los componentes de los sistemas de refrigeración, como los motores de las bombas de agua y los generadores diésel de energía de emergencia. [32] En 2008, el OIEA advirtió a Japón que la planta de Fukushima se construyó utilizando directrices de seguridad obsoletas y podría ser un "problema grave" durante un gran terremoto. [33] La advertencia condujo a la construcción de un centro de respuesta a emergencias en 2010, utilizado durante la respuesta al accidente nuclear de 2011. [33] [34]
El 5 de abril de 2011, el vicepresidente de TEPCO, Takashi Fujimoto, anunció que la compañía cancelaba los planes de construcción de los reactores n.° 7 y 8. [35] [36] El 20 de mayo, la junta directiva de TEPCO votó oficialmente a favor de desmantelar las unidades 1 a 4 de la planta nuclear de Fukushima Daiichi y cancelar los planes de construcción de las unidades 7 y 8. Sin embargo, se negó a tomar una decisión con respecto a 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 estaban dañadas; podrían utilizarse para probar métodos de limpieza a distancia antes de su uso en los reactores dañados. [37]
En 1990, la Comisión Reguladora Nuclear de Estados Unidos (NRC) calificó como uno de los riesgos más probables el fallo de los generadores de electricidad de emergencia y el consiguiente fallo de los sistemas de refrigeración de las centrales en regiones de gran actividad sísmica. La Agencia de Seguridad Nuclear e Industrial de Japón (NISA) citó este informe en 2004. Según Jun Tateno, un ex científico de la NISA, TEPCO no reaccionó a estas advertencias y no respondió con ninguna medida. [38]
El cineasta Adam Curtis mencionó los riesgos de los sistemas de refrigeración de reactores de agua hirviente como los de Fukushima I, [39] y afirmó que los riesgos se conocían desde 1971 [40] en una serie de documentales en la BBC en 1992 y aconsejó que se deberían haber utilizado reactores de tipo PWR .
La empresa Tokyo Electric Power Company (TEPCO) operaba la central y se le advirtió que su malecón no era suficiente para soportar un potente tsunami, pero no aumentó la altura del malecón en respuesta. La planta de energía nuclear de Onagawa , operada por Tohoku Electric Power , funcionaba más cerca del epicentro del terremoto, pero tenía malecones mucho más robustos y de mayor altura y evitó un accidente grave. [41]
Las barras de combustible cayeron en el reactor nº 3, lo que provocó una reacción nuclear. [42] Se necesitaron aproximadamente siete horas y media para volver a colocar las barras en sus posiciones adecuadas. No quedó constancia del incidente, ya que TEPCO lo había ocultado; las entrevistas a dos ex trabajadores en 2007 condujeron a su descubrimiento por parte de la dirección de TEPCO. [43]
Se inició un apagado manual durante la mitad de una operación de arranque. La causa fue una alarma de alta presión que fue provocada por el cierre de una válvula de derivación de la turbina. El reactor estaba al 12% de la 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 a 0% de potencia, lo que superó el umbral del 5% que requiere la notificación de eventos, y la presión volvió a caer por debajo del límite reglamentario a las 4:25 am. Más tarde, a las 8:49 am, las palas de control se insertaron por completo, lo que constituyó un apagado manual del reactor. Una inspección confirmó entonces que una de las 8 válvulas de derivación se había cerrado y que la válvula tenía una mala conexión del fluido impulsor. El reactor se había puesto en marcha después de su 25.ª inspección regular, que había comenzado el 18 de octubre de 2008. [44]
La unidad 3 tuvo problemas con la inserción excesiva de las cuchillas de control durante la parada. Se estaban realizando trabajos de reparación en el equipo que regula la presión de accionamiento de las cuchillas de control y, cuando se abrió una válvula a las 2:23 p. m., se disparó una alarma de desviación de las cuchillas de control. En una inspección posterior, se descubrió que varias de las varillas se habían insertado involuntariamente. [45]
La unidad 5 tuvo un SCRAM automático mientras un operador realizaba un ajuste en el patrón de inserción de las palas de control . El SCRAM fue provocado por una alarma de bajo nivel de agua en el reactor. La turbina se disparó junto con el reactor y no hubo lesiones por radiación entre los trabajadores. [46]
El 11 de marzo de 2011, un terremoto categorizado como 9,1 MW en la escala de magnitud de momento ocurrió 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 "apagadas" antes del terremoto para mantenimiento planificado. [48] [49] Los reactores restantes se apagaron / SCRAM automáticamente después del terremoto, y el calor de desintegración restante del combustible se enfrió 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, desactivó los generadores de emergencia necesarios para enfriar los reactores y las piscinas de combustible gastado en las Unidades 1 a 5. Durante las siguientes tres semanas hubo evidencia de fusiones nucleares parciales en las unidades 1, 2 y 3: explosiones visibles, sospechosas de ser causadas por gas hidrógeno, en las unidades 1 y 3; una supuesta explosión en la unidad 2, que puede haber dañado el recipiente de contención primario; y un posible descubrimiento de las piscinas de combustible gastado en las Unidades 1, 3 y 4. [50] El 19 de marzo, las actualizaciones del registro de alertas de toda la estación del OIEA informaron que las temperaturas de las piscinas de combustible gastado de las Unidades 5 y 6 aumentaron gradualmente, ya que también habían perdido la energía externa, pero la energía in situ proporcionada por los dos generadores diésel de la Unidad 6 que no se habían inundado, se configuró para realizar una doble función y enfriar las piscinas de combustible gastado "y los núcleos" de las Unidades 5 y 6. [51] Como medida de precaución, también se hicieron respiraderos en los techos de estas dos unidades para evitar la posibilidad de presurización de gas hidrógeno y luego ignición. [51]
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. [52] La triple fusión también causó preocupaciones sobre la contaminación de los suministros de alimentos y agua, incluida la cosecha de arroz de 2011, y también los efectos de la radiación en la salud de los trabajadores de la planta. [53] [54] [55] Los científicos estiman que el accidente liberó 18 cuatrillones de becquerelios de cesio-137 en el Océano Pacífico, contaminando 150 millas cuadradas (390 km 2 ) del fondo del océano. [56]
Los eventos en las unidades 1, 2 y 3 han sido calificados como Nivel 5 cada uno en la Escala Internacional de Eventos Nucleares , y aquellos en la unidad 4 como eventos de Nivel 3 (Incidente Grave), con la calificación general de la planta como Nivel 7 (liberación importante de material radiactivo con efectos generalizados en la salud y el medio ambiente que requieren la implementación de contramedidas planificadas y extendidas), haciendo que el desastre de Fukushima y el desastre de Chernobyl en todo el mundo sean los únicos eventos de Nivel 7 hasta la fecha. [57]
El jugador de baloncesto en silla de ruedas japonés Akira Toyoshima reveló que estaba trabajando como contable en la planta de energía nuclear de Fukushima Daiichi cuando el terremoto y tsunami de Tōhoku de 2011 azotó Japón y el tsunami acabó cobrándose la vida de miles de personas. [58] Toyoshima insistió en que estaba concentrado en organizar un conjunto de documentos importantes y urgentes en el edificio de oficinas principal de la planta de energía nuclear de Fukushima Daiichi como miembro del equipo de contabilidad. [59]
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En abril de 2013, TEPCO admitió públicamente que podría haberse producido una fuga de agua contaminada con radionúclidos desde las unidades de almacenamiento, lo que posiblemente contaminó el suelo y el agua de las inmediaciones. La fuga se controló y se almacenó en tanques de contención. El agua contaminada siguió acumulándose en la planta y TEPCO anunció planes para filtrar partículas radiactivas y descargar agua purificada. [60]
En agosto, las autoridades japonesas afirmaron que se estaba filtrando agua altamente radiactiva de 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 gubernamentales que intervinieran. [61]
En septiembre de 2019, se habían recogido un millón de toneladas de agua de refrigeración contaminada en altos tanques de acero. Se utilizaron grandes sistemas de filtración para limpiar el agua de sus contaminantes radiactivos, pero no pudieron eliminar los aproximadamente 14 gramos de tritio , un isótopo radiactivo del hidrógeno (hidrógeno-3) unido a las moléculas de agua. [62] TEPCO estimó que el sitio inmediato se quedaría sin espacio para 2022, y planeó resolver este problema liberando el agua radiactiva en el Océano Pacífico . Esta medida propuesta fue criticada por grupos ambientalistas y varios gobiernos asiáticos, que afirmaron que había área de almacenamiento disponible en la zona de exclusión alrededor del reactor. [63] El gobierno de Japón aprobó la liberación, a partir de 2023, en el transcurso de aproximadamente 40 años. [7]
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.
Los reactores tardarán entre 30 y 40 años en ser desmantelados. [64] 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. [65]
Para reducir el flujo de agua contaminada al océano Pacífico, TEPCO gastó 34.500 millones de yenes (aproximadamente 324 millones de dólares) en construir un muro subterráneo de 1,5 kilómetros de tierra congelada alrededor de la planta, construido por Kajima Corporation. Se insertaron en el suelo 1.500 tuberías superenfriadas de 30 metros de largo para congelar el agua subterránea y el suelo circundantes. El muro finalmente no logró reducir significativamente el flujo de agua subterránea hacia el sitio. [66] [67]
El costo de desmantelamiento y descontaminación de la central nuclear de Fukushima Daiichi se ha estimado en 195 mil millones de dólares, que incluyen los pagos de compensación 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. [68] TEPCO asumirá 143 mil millones de dólares de desmantelamiento y descontaminación, mientras que el Ministerio de Finanzas de Japón proporcionará 17 mil millones de dólares. Otras compañías eléctricas también contribuirán al costo. [68]
El 26 de septiembre de 2020, el primer ministro Yoshihide Suga visitó la planta de energía nuclear de Daiichi para demostrar que su gabinete priorizaba la reconstrucción de las áreas afectadas por desastres naturales y nucleares. [69]
Los tres reactores albergan 880 toneladas de combustible nuclear fundido altamente radiactivo. [70]
A partir de 2024, es decir, 13 años después del accidente, se detuvieron los intentos de retirar material altamente radiactivo del reactor dañado. Tesco intentó retirar 3 gramos (0,1 onzas) de un estimado de 880 toneladas de combustible fundido letalmente radiactivo. Esta muestra proporcionará datos críticos para el desarrollo de futuros métodos de desmantelamiento, así como la tecnología y los robots necesarios, según los expertos. [71] El 11 de septiembre de 2024, una misión robótica en Fukushima Daiichi se reinició para recolectar una pequeña muestra de combustible radiactivo fundido de un reactor dañado. La muestra ayudará a mejorar futuras estrategias de desmantelamiento, aunque persisten dudas sobre el cronograma de limpieza a largo plazo. [72] Un error técnico detuvo a Telesco, el robot que intentaba recuperar la muestra, lo que retrasó aún más la misión. [73] También persisten las preocupaciones sobre el impacto en la vida marina a medida que se libera agua radiactiva en el Océano Pacífico, a pesar de las garantías del gobierno de que cumple con las normas de seguridad. [74]
En noviembre de 2024, TEPCO trasladó un pequeño trozo de combustible fundido del reactor de Fukushima para realizar pruebas de radiación, un paso clave en su complejo proceso de desmantelamiento. [75]
３５０万平方メートルの広い敷地に = 3,5 km 2
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