Фукусиме — 10. Безмолвная весна на восточном берегу

11 марта исполнилось 10 лет со дня Великого японского землетрясения. Оно произошло у северо-восточного берега острова Хонсю, достигало силы 9 баллов по шкале Рихтера и надолго останется в истории как стихийное бедствие, спровоцировавшее тяжелейшую аварию на АЭС Фукусима-1.

В 2019 году компания HBO выпустила нашумевший сериал «Чернобыль», продемонстрировавший, что радиоактивное заражение – тема по сей день актуальная и единственная, которую можно жанрово охарактеризовать как «постапокалипсис сегодня». Трагедия Фукусимы пока ждет своего режиссера и своей Светланы Алексиевич ^[1], хотя и вполне сопоставима с Чернобылем по масштабам, а по стечению роковых обстоятельств, возможно, и превосходит его. Тем более, что Япония – первая страна, испытавшая на себе радиоактивное загрязнение, но при этом критически зависимая от атомной энергетики.

Хронология событий

11 марта 2011 года около 15.00 по местному времени в северо-восточной части острова Хонсю начались подземные толчки и поступило сообщение об угрозе цунами. Очаг землетрясения находился в океане на глубине около 24 километров, а сила его составила до 9,1 баллов по шкале Рихтера. Это землетрясение оказалось самым мощным за всю историю наблюдений (около 140 лет) и получило название «Великого землетрясения Восточной Японии ^[2]». Цунами, пришедшая к берегам префектуры Мияги, достигала высоты 35 метров и выше, причем, граница выживаемости составила 20 минут – то есть, спастись смогли в основном те, кто нашел укрытие от волны в первые 20 минут после предупреждения. Миллионный город Сёндай (префектура Мияги) затопило в считанные минуты, вот как выглядел его аэропорт:  

Жертвами землетрясения и цунами стали около 16 000 человек, но отложенные последствия оказались не менее грозными: стихия накрыла четыре атомные электростанции. Это были Фукусима-1, Фукусима-2, Токай и Онагава.  

Атомные электростанции опоясывают весь японский архипелаг, и практически все они находятся близ береговой линии. Подробная карта японской атомной энергетики по состоянию на 2019 год, взятая с сайта Nippon.com, выглядит так:

До описываемых событий в Японии работало 54 ядерных реактора, обеспечивавших около 30% энергетических потребностей страны. Фукусима-1 была одной из самых старых АЭС в стране и первым объектом компании TEPCO, действовала с 1971 года ^[3]. Самая первая японская АЭС, «Токай» (действующая с 1966 года), также находится на восточном побережье острова Хонсю и работает с 1966 года. Кратко остановлюсь на последствиях стихии на четырех АЭС, пострадавших в 2011 году:

Фукусима-1: морская вода затопила энергоблоки 1-3, сразу вышедшие из строя. В затопленных энергоблоках началась пароциркониевая реакция ^[4], которая привела к скапливанию водорода и взрывам в энергоблоках 1-3 с их разрушением. Четвертый блок проходил техосмотр ^[5], поэтому ядерного топлива там не было, а реакторы 5 и 6 остались в работоспособном состоянии.

Фукусима-2: к 16 марта удалось штатно остановить все четыре энергоблока

Онагава: все три энергоблока были остановлены, но 13 марта на энергоблоке 1 произошел пожар, который удалось ликвидировать.

Токай: единственный энергоблок был остановлен без серьезных последствий.

При этом энергоблоки 5 и 6 на Фукусиме-1 продолжали функционировать до 17 декабря 2013 года, но также были остановлены, и станция была полностью закрыта. Возведение саркофагов даже при помощи роботов на Фукусиме затруднено; только в 2018 году компания TEPCO отчиталась ^[6] об окончании строительства саркофага над руинами третьего энергоблока.

Ликвидация фукусимской аварии

Основные работы по ликвидации аварии проводились на Фукусиме с 12 по 15 марта 2011 года. Были предприняты отчаянные меры по локализации загрязнения и попыткам остудить активные зоны реакторов; использовались, в частности, два пожарных автомобиля, которые оказались на территории станции, подавалась морская вода. Взрывы из-за пароциркониевой реакции на 1 и 3 энергоблоках произошли со значительными интервалами. 12 марта в 15.36 на первом энергоблоке (что стало неожиданностью для персонала), 14 марта в 11.01 на втором энергоблоке и 15 марта в 6.10 – на третьем. В течение суток 15 марта ситуацию удалось стабилизировать, но уже 17 марта в районе Фукусимы произошло новое землетрясение магнитудой 6,1 балла, а 18 марта – 4,7 балла.

При этом радиоактивные выхлопы в результате взрывов оказались меньшим злом по сравнению с расплавлением активной зоны реактора, так называемым «мелтдауном». Мелтдаун происходит при расплавлении тепловыделяющих элементов (ТВЭЛов), что, в свою очередь, обусловлено отказом систем охлаждения. 24 мая 2011 года TEPCO подтвердила ^[7] как минимум частичный мелтдаун в энергоблоках 1, 2 и 3. Правда, большая часть расплавившегося топлива осталась внутри реакторов, наружу просочилась лишь радиоактивная вода. В результате всех трех взрывов на реакторах Фукусимы уцелели внутренние защитные стальные оболочки, позволившие избежать крупномасштабных утечек.

Впоследствии (в 2016 году) выяснилось ^[8], что компания TEPCO просто не обучала сотрудников распознавать ранние признаки мелтдауна, возможно, сотрудники не знали о существовании соответствующих инструкций.

Извлечение топлива из разрушенных реакторов оказалось чрезвычайно сложной задачей. Первые попытки такого рода на третьем реакторе были предприняты ^[9] в апреле 2019 года при помощи подъемного крана с дистанционным управлением. Только в этом реакторе находится 514 сильно радиоактивных отработанных стержней и 52 не использованных. К заметным успехам эти попытки не привели, и компания TEPCO заказала в Великобритании производство специальных роботов для этой цели. Планировалось заново приступить к работам ^[10] в 2021 году, после того, как сотрудники пройдут обучение по эксплуатации такой техники. Но из-за пандемии коронавируса роботы не были готовы к началу 2021 года (еще не завершились их испытания), и в планируемый срок — февраль 2021 года — в Японию не доставлены.

Ликвидация широкомасштабных последствий аварии свелась к тем же мерам, что и в Чернобыле: созданию зоны отчуждения

и снятию верхнего слоя почвы, зараженного радионуклидами. В СССР его захоранивали в могильниках, а в Японии аккуратно складывали в мешки, которые до сих пор так и сложены в зоне:

Ликвидация последствий происходит постепенно и рассчитана еще примерно на 40 лет – впрочем, эти цифры ориентировочные, учитывая, что извлечение ядерного топлива из первого и второго реакторов было перенесено с 2017 на 2023, а затем и на 2028 год ^[11], с учетом опасности этой работы. Площадь зоны отчуждения ^[12] в Фукусиме составляет 1150 квадратных километров (в ней оставлено 12 населенных пунктов), а «зона смерти», куда вряд ли смогут вернуться люди, занимает 269 квадратных километров. Случаев острой лучевой болезни зафиксировано не было, но в 2018 году было подтверждено ^[13], что один из бывших рабочих Фукусимы-1 умер от последствий облучения – в 2016 у него развился рак легких. В 2011 году было подсчитано, что по косвенным причинам, связанным с катастрофой, в префектурах Мияги и Иватэ погибло около 1300 человек ^[14], кроме тех 16 000 погибших и 2 500 пропавших без вести, чьи жизни отнесены непосредственно на счет удара цунами.

Сложнее оценить влияние фукусимской аварии на мировые перспективы ядерной энергетики.

После Фукусимы

В начале статьи я приводил схему, демонстрирующую, что развитие атомной промышленности в Японии было «подморожено» для всесторонней проверки действующих реакторов и повышения их устойчивости к стихийным бедствиям. Оперативно отреагировали на катастрофу в Европе: в Германии в 2011 году были закрыты 8 АЭС ^[15], также было приостановлено развитие атомной энергетики в Италии, Бельгии и некоторых других странах. Что касается в Великобритании, к моменту событий в Фукусиме новые ядерные реакторы не вводились в эксплуатацию на британских островах уже достаточно долго – с 1995 года ^[16], когда была запущена АЭС в Саффолке. Но уже в 2018 году началось строительство новой АЭС в Соммерсете, запуск которой запланирован на 2023 год. В США, которые на 2019 год оставались мировым лидером в области атомной энергетики, банкротство компании Westinghouse ^[17] в сочетании с «Новым зеленым курсом ^[18]» в интерпретации правительства Байдена позволяют считать перспективы этой отрасли туманными. Тем не менее, в обозримом будущем США могут расценивать атомную отрасль только как важнейшую «зеленую» составляющую своей энергетики, и обойтись без АЭС не смогут.

С другой стороны, Китай активизировал ^[19] как разработку собственных атомных технологий, так и строительство новых энергоблоков. Той же политики придерживаются Южная Корея, Турция и в особенности ^[20] Россия, где атомная энергетика пользуется мощной государственной поддержкой. Уже 14 марта 2011 года президент РФ при визите в Томск заявил, что фукусимская трагедия существенным образом не повлияет на российские планы развития АЭС как внутри страны, так и за рубежом. Краткий обзор упоминаемых тенденций дан здесь ^[21].   

Приходится констатировать, что атомная энергетика является меньшим злом по сравнению с нарастающим потеплением климата, и потребность в ней в ближайшие десятилетия будет только расти. На конец 2020 года ^[22] в мире работал 441 ядерный реактор, а возводились еще 53, преимущественно в КНР. В список стран, где строятся новые реакторы, на тот момент впервые вошли Узбекистан и Египет, где атомной энергетики ранее не существовало. Наконец, показательно сравнение ситуаций в Литве и Беларуси: Игналинская АЭС в Литве была остановлена ^[23] в 2009 году, тогда как первый энергоблок Белорусской АЭС ^[24] в Ворнянах был введен в эксплуатацию в ноябре 2020 года.  

Предполагается ^[22], что к 2050 году потребность в ядерной энергетике настолько возрастет, что увеличение производства может достичь +42% в консервативном сценарии и до 164% в случае достижения «углеродной нейтральности ^[25]» (сценарий Net Zero). Таким образом, трагедия Фукусимы всего лишь указала нам еще одну важную болевую точку атомной энергетики – уязвимость систем охлаждения и неизбежность мелтдауна при негативном развитии событий. Но до появления управляемого термоядерного синтеза отказ от атомной энергетики или ее значительное сворачивание остаются за пределами наших возможностей.

Автор: OlegSivchenko

Источник ^[26]