Japanin perjantain maanjäristyksen ja sitä seuranneen tsunamin aiheuttamat tuhot ovat olleet karmeaa seurattavaa. Yhtenä huomion keskipisteenä on ollut vakavien ongelmien kanssa paininut Fukushimassa sijaitseva Daiichin ydinvoimalaitos, johon kuuluu yhteensä kuusi yksikköä, joista kolme oli käynnissä maanjäristyksen aikaan. Käynnissä olleet yksiköt sammuivat automaattisesti järistyksen alkaessa ja hätäjäähdytysjärjestelmät käynnistyivät, kuten oli suunniteltu.
Fukushiman kaltaisen kiehutusvesireaktorin toiminnan periaatteena on (karkeasti ottaen) polttoaineen jäähdyttely. Normaalitilanteessa vesi kulkee suljetussa kierrossa – se käy keräämässä lämpöä reaktorin sydämestä jossa fissio tapahtuu ja kulkee kuumana höyrynä turbiinin kautta lauhduttimeen ja palaa lopulta jäähdytettynä vetenä takaisin reaktoriin. Hätätilanteessa ydinreaktio sammutetaan säätösauvoilla, jotka pysäyttävät ketjureaktiota ylläpitävät neutronit. Vaikka itse fissioreaktio pysähtyykin, tuottaa polttoaineessa olevien uraanin hajoamistuotteiden radioaktiivinen hajoaminen huomattavia määriä lämpöä. Lämmönnousua hillitään pitämällä veden kierto käynnissä hätäjärjestelmin.
Hätäjäähdytysjärjestelmät toimivat paikan päällä olevien dieselgeneraattorien voimalla. Mikäli riittävää jäähdytystä ei pystytä takaamaan, reaktorin sisällä oleva vesi höyrystyy ja paine reaktorissa kasvaa sekä veden taso laskee, jolloin polttoainesauvat voivat sulaa, kuten kävi Harrisburgissa. Paineen kasvaessa liian suureksi seurauksena voi puolestaan olla höyryräjähdys. Hätädieselgeneraattoreita on aina useampi yksikkö, jotta yhden menettäminen ei johda jäähdytyksen pysähtymiseen. Maanjäristystä seurannut tsunami vahingoitti nähtävästi kaikkia dieselgeneraattoreita ja lamaannutti ne. Hätädieselien varalla on hätäakusto jolla pystyttiin jäähdyttämään reaktoria kahdeksan tunnin ajan. Oppikirjan mukaan kahdeksan tuntia on riittävän pitkä aika, että paikalle saadaan uutta varavoimaa tai yhteys sähköverkkoon saadaan jälleen pystytetyksi. Paikalle tuotiinkin varageneraattoreita, mutta jostain käsittämättömästä syystä niitä ei pystytty liittämään laitoksen sähköjärjestelmään (jotkut lähteet mainitsevat yhteensopimattoman pistokkeen).
(lisätty 14.3. klo 14:12: varavoiman ongelmien osalta varmoja tietoja ei ole saatavilla)
Tässä kohtaa ongelmat todella alkoivat
Ilman riittävää jäähdytystä reaktorin painetaso alkoi nousta ja sitä oli hillittävä vapauttamalla painetta reaktorirakennukseen. Purkautuva höyry on radioaktiivista ja sen pääsyä ulkoilmaan on hallittava niin, ettei säteilytaso nouse terveydelle haitalliselle tasolle laitoksen läheisyydessäkään. Radioaktiivinen kaasu on vaarallista, mutta enimmäkseen erittäin lyhytikäistä (puolittuu nopeasti ”normaaleiksi” atomeiksi). Reaktorin sisällä kuumuus oli ehtinyt nousta jo niin korkeaksi, että reaktorissa oleva vesi oli alkanut ”pilkkoutumaan” hapeksi ja vedyksi. Kun reaktorista vapautettiin painetta, reaktorirakennukseen pääsi mukana vetyä ja happea joiden reagoiminen aiheutti Daiichi 1:ssä nähdyn räjähdyksen. Alla olevasta kuvasta näkyy reaktorirakennus jossa räjähdys tapahtui, itse reaktori ja sitä ympäröivä suojakuori selvisivät räjähdyksestä kuitenkin varsin vähin vahingoin. Tätä kirjoittaessa, samankaltainen tilanne oli kehittymyssä Daiichin kolmosyksikössä, jonka jäähdytysjärjestelmissä oli vakavia ongelmia.
Vapauttamalla painetta reaktorista joudutaan uuden ongelman eteen – mikäli uutta jäähdytysvettä ei jostain syystä saada, veden pinta reaktorissa laskee ja ongelmaksi muodostuu polttoaineen sulaminen. Tällä hetkellä sulamista uskotaan tapahtuneen jonkin verran 1 ja 3-yksiköissä. Laitoksen työntekijät ovat päätyneet täyttämään yksiköt merivedellä taatakseen laitoksille pysyvän jäähdytyksen. Merivesi ei ole jäähdyttimenä yhtä ongelmaton kuin reaktorissa normaalisti käytetty liasta ja suoloista puhdistettu ”kevytvesi”. Meriveden mukanaan tuomat epäpuhtaudet sieppaavat neutroneja ja muuttavat veden lievästi radioaktiiviseksi.
Joka tapauksessa, polttoaineen jälkilämpö ei ole enää riittävän suuri, että se kykenisi synnyttämään tarpeeksi suurta lämpötilaa ja painetta (koska vettä on niin paljon), että siitä olisi uhkaa laitoksen rakenteille.
Vaikka tilanne Fukushimassa ei olekaan ohi, näyttää siltä, että pahimmalta – ytimen sulamiselta ja vuotamiselta laitoksen ympäristöön – on vältytty.
Onnettomuus on luokiteltu IAEA:n seitsemänportaisella INES asteikolla neljänteen luokkaan – laitosonnettomuudeksi, jolla on paikallisia vaikutuksia.
Vaikka Tshernobylin kaltainen onnettomuus onkin Fukushiman kaltaisessa laitoksessa mahdottomuus, on tämän viikonlopun tapahtumat saaneet ainakin minut, (yhäkin) vankkumattoman ydinvoiman kannattajan, nöyrtymään.
Vaikka tekisi mieli sanoa, että laitoksen suojajärjestelmät toimivat lopulta niin kuin pitikin (estivät sydänsulan ja merkittävät radioaktiiviset päästöt ympäristöön) ja Japanin tilannetta ei oikein voi kutsua tyypilliseksi (historian top-5 suurimpia maanjäristyksiä ja tsunami).
Silti tällaista ei pitäisi voida tapahtua.
(lähteenä tässä jutussa on käytetty eri uutistoimistoja, blogeja ja erityisesti MIT:n proffan Josef Oehmen BNC:n sivuilla julkaistua kuvausta laitoksen tapahtumista)
(Lisätty 18.3 klo 11.23. Tämä kirjoitus on vanhentunut ja siinä esitetyt arviot eivät välttämättä perustu tapahtumien oikeaan kulkuun, koska tietoa ei ollut tarpeeksi saatavilla ja tilanne on kehittynyt jatkuvasti. Esimerkiksi onnettomuuden vakavuus on nyt Japanilaisviranomaisten mukaan INES 5 luokkaa, toisin kuin kirjoitushetkellä, jolloin se oli INES4. Parhaan tiedon tapahtumista saa viranomaisilta).
