Fukushima Daiichi 2011: ydinkatastrofi, syyt ja seuraukset

Fukushima Daiichi 2011: kattava analyysi ydinkatastrofin syistä, reaktoreiden sulamisista, evakuoinneista, radioaktiivisista päästöistä sekä pitkäaikaisista ympäristö- ja terveysvaikutuksista.

Fukushiman ydinkatastrofi tarkoittaa 11. maaliskuuta 2011 tapahtuneen Tōhokun maanjäristyksen ja sitä seuranneen tsunamin aiheuttamaa tapahtumaketjua, jossa Fukushima Daiichi -ydinvoimalassa sattui sarja laitevikoja, reaktorien ydinvuotoja ja radioaktiivisten aineiden päästöjä. Laitoksessa on kuusi erillistä ydinreaktoria, joita ylläpitää Tokyo Electric Power Company (TEPCO). Onnettomuus luokiteltiin kansainvälisellä ydinonnettomuuksien asteikolla (INES) tasolle 7, mikä on vakavin mahdollinen luokka ja tekee tapahtumasta toistaiseksi Mondan vuoden 1986 Tšernobylin onnettomuuden jälkeen vakavimman ydinonnettomuuden; sen luonne oli kuitenkin monimutkaisempi, koska useat reaktoriyksiköt kokivat vikoja ja ketjureaktioita samaan aikaan.

Syyt ja tekninen kulku

11. maaliskuuta sattuneen voimakkaan maanjäristyksen jälkeen reaktorit sammuivat automaattisesti. Varsinainen onnettomuuden aiheutti kuitenkin tsunamin noin 50–60 minuutin kuluttua järistyksestä: tulvavesi pyyhki pois voimalan varavoimageneraattorit ja sähkökeskukset, jotka sijaitsivat matalalla reaktorirakennusten kellareissa. Tämän seurauksena katosi sekä syöttö- että varavoima, eli reaktoreiden jäähdytykseen tarvittava sähköteho hävisi (ns. station blackout). Ulkoiset jäähdytysvesipumput eivät myöskään toimineet.

Ilman jäähdytystä reaktoreiden lämpötila nousi. Yksiköissä 1, 2 ja 3 tapahtui osittaisia ytimen sulamisia (ytimen sulaminen), kun polttoaine ylikuumeni. Kemialliset reaktiot ja paineen nousu johtivat vedyn muodostumiseen, ja vedyräjähdykset vaurioittivat reaktorirakennusten yläosia (yksiköissä 1 ja 3 ja myöhemmin myös 4). Yksikön 2 suojarakennus vaurioitui räjähdyksessä ja yksikössä 4 syttyi tulipalo. Vaikka yksiköt 4, 5 ja 6 olivat osin huollossa tai ilman reaktoripolttoainetta, niiden käytettyjen polttoainealtaiden vedenpinta laski ja altisti käytetyn polttoaineen ylikuumenemiselle. Kellarialueille kertynyt tulvavesi ja reaktoreiden vauriot vaikeuttivat pelastus- ja jäähdytystoimia.

Säteilypäästöt, evakuointi ja välittömät vaikutukset

Onnettomuuden seurauksena ilmaan, mereen ja maaperään pääsi radioaktiivisia aineita, muun muassa jodi-131:ä ja cesium-137:ää. Säteilyvuotojen pelko johti laajaan evakuointiin: aluksi 20 kilometrin säteellä oleva väestö evakuoitiin ja myöhemmin turva-alueita laajennettiin sekä tehtiin täydentäviä siirtoja lähialueilta. Työntekijät voimalassa altistuivat vaihteleville säteilyannoksille; kaksi työntekijää vietiin 25. maaliskuuta sairaalahoitoon varotoimenpiteenä altistuttuaan arviolta 2000–6000 mSv:n suuruiseen kertasäteilyannokseen nilkassa seisoessaan vedessä yksikössä 3. Säteilytasot kuitenkin vaihtelivat huomattavasti ajan ja paikan mukaan.

Vesijohtoveden käytöstä annettiin rajoituksia; Tokion viranomaisten mukaan tiettynä aikana vettä ei pitäisi käyttää esimerkiksi lasten ruoanvalmistukseen. Maaperässä havaittiin myös pieniä määriä plutoniumia kahdessa laitoksen alueella sijaitsevassa näytteessä. Elintarvikkeiden ja maidon tarkkailu sekä myyntikieltoja otettiin käyttöön alueilla, joilla kontaminaatio oli merkittävää.

Arviot päästöistä ja vertailu Tšernobyliin

Päästöjen määrästä ja niiden jakautumisesta on julkaistu useita arvioita. Joidenkin mittausten perusteella mitatut jodi-131- ja cesium-137-mittaukset viittasivat siihen, että tiettyjen isotooppien paikalliset päästöt olivat merkittäviä. Arviot vertailusta Tšernobyliin vaihtelevat: osa arvioista on sanonut joissain isotoopeissa olevan samaa suuruusluokkaa, mutta yleinen konsensus on, että kokonaispäästöt ja leviäminen poikkeavat Tšernobylin luonteesta ja laajuudesta. On tärkeää huomata, että arvioihin liittyy epävarmuutta ja että eri isotoopit ja leviämismekanismit vaikuttavat vertailuun.

Lyhyen ja pitkän aikavälin terveydelliset vaikutukset

Välittömiä säteilystä johtuvia kuolemantapauksia ei ole varmistettu Fukushima-tapauksen yhteydessä yleisössä; työmaalla tapahtuneista altistumisista ja pitkäaikaisvaikutuksista on tehty laajoja seurantaohjelmia. Tärkeimmät terveydelliset seuraukset ovat liittyneet evakuointiin, pakkoasumisen ja sosiaalisten olojen muutoksiin, mielenterveyshaittoihin sekä terveydenhuollon ja seulontojen aiheuttamiin löydöksiin (esimerkiksi kilpirauhasseulontojen kautta löydetyt muutokset). Kilpirauhasen syövän esiintyvyydessä käynnissä olevat tutkimukset ovat tuottaneet monimutkaisia tuloksia, ja screening-ohjelmat ovat lisänneet löydösten määrää, mikä vaikeuttaa suoran syy-yhteyden arviointia.

Ympäristö- ja talousvaikutukset sekä puhdistustyöt

Laajalla alueella pohjois-Japanissa tehtiin mittauksia, joissa havaittiin radioaktiivisen cesiumin pitoisuuksia, jotka aiheuttivat huolta. Maatalous- ja kalastustuotteiden myyntikieltoja asetettiin ja alueita pidettiin pitkään rajoitettuina. Vuosien kuluessa dekontaminaatiotoimia (puhdistus, maaperän vaihto, puiden ja rakennusmateriaalien käsittely) on tehty laajasti, mutta puhdistustyöt ovat hitaita ja kalliita.

Voimalan kellareihin jäänyt ja ongelmallinen radioaktiivinen vesi on aiheuttanut yhden suurimmista ja pitkäkestoisimmista haasteista. TEPCO on käsitellyt suuria määriä kontaminoitunutta vettä muun muassa ALPS-prosessilla (Advanced Liquid Processing System) ja säilönyt käsiteltyä vettä suurissa säiliöissä. Pitkän aikavälin ratkaisuista keskusteltiin laajasti, ja Japanin hallitus ilmoitti suunnitelman laittaa käsiteltyä ja tiukasti laimennettua vettä mereen hallitusti, mikä herätti sekä kotimaista että kansainvälistä huolta ja keskustelua seurannasta ja läpinäkyvyydestä.

Taloudellisesti onnettomuus aiheutti TEPCO:lle ja Japanin valtiolle valtavat korvaus- ja puhdistuskustannukset, ja TEPCO joutui hallituksen tukiin. Vahingonkorvaukset, ympäristön puhdistaminen sekä laitosalueen purku- ja alasajotyöt jatkuvat vuosikymmeniä ja kustannusarviot ovat nousseet kymmeniin miljardeihin dollareihin.

Purku, korjaus- ja turvallisuustoimet

Voimalan purku ja vaurioituneen polttoaineen käsittely on poikkeuksellisen monimutkainen ja pitkä prosessi. Yksiköstä 4 poistettu käytetty polttoaine onnistuttiin siirtämään turvallisesti pois polttoainealtaasta vuonna 2014, mikä oli merkittävä välitavoite. Sulaneen polttoaineen tarkka sijainti ja määrä yksiköissä 1–3 on selvitetty robottitutkimuksin, ja niiden nosto ja turvallinen loppukäsittely tulee vaatimaan vuosikymmeniä ja kehittynyttä teknologiaa. Japanin viranomaiset ja TEPCO laativat pitkän aikavälin suunnitelmia (usein vuosikymmenissä mitattuja) laitoksen lopullista purkamista ja ympäristön korjausta varten.

Kansainväliset ja poliittiset seuraukset

Onnettomuus herätti laajaa keskustelua ydinvoiman turvallisuudesta ja tulevaisuudesta: monet maat tarkistivat olemassa olevien reaktorien turvallisuutta ja viivästyttivät tai muuttivat tulevia hankkeita. Energia-alan uutissivusto Platts totesi, että "Japanin Fukushiman ydinvoimaloiden kriisi on saanut johtavat energiaa kuluttavat maat tarkistamaan nykyisten reaktoreidensa turvallisuutta ja asettanut kyseenalaiseksi suunniteltujen laajennusten nopeuden ja laajuuden eri puolilla maailmaa". Lisäksi Kansainvälinen energiajärjestö puolitti arvionsa vuoteen 2035 mennessä rakennettavasta uudesta ydinvoimakapasiteetista, mikä heijasti alalla tapahtunutta epävarmuutta ja suunnitelmien hidastumista.

Joissakin maissa tapahtui poliittisia muutoksia: esimerkiksi Saksa nopeutti ydinvoimasta luopumisen suunnitelmia, kun taas muissa maissa tehtiin turvallisuusmääräysten tiukentamiseen tähtääviä stressitestauksia ja rakenteellisia parannuksia. Fukushiman onnettomuus vaikutti myös globaaliin keskusteluun energiapolitiikasta, energian omavaraisuudesta ja uusiutuvien energialähteiden roolista.

Yhteenveto

Fukushima Daiichi -onnettomuus oli monitasoinen kriisi, jossa luonnonkatastrofi laukaisi tekniset vikaantumiset ja aiheutti pitkäkestoisia ympäristö-, terveys- ja talousvaikutuksia. Vaikutukset ulottuvat paikallisesta väestönsiirrosta ja maaperän kontaminaatiosta globaaliin energiapolitiikkaan ja turvallisuuskäytäntöihin. Puhdistus, vahinkojen korvaaminen ja laitoksen purkaminen ovat edenneet, mutta tulevat vaatimaan vielä vuosikymmeniä työtä, valvontaa ja tutkimusta.

Kysymyksiä ja vastauksia

K: Mikä aiheutti Fukushiman ydinkatastrofin?

Kysymys: Kuinka monta reaktoria TEPCO piti yllä järistyksen aikaan?

K: Mitä tapahtui sen jälkeen, kun kaikki reaktorit sammuivat automaattisesti?

Kysymys: Minkä uskotaan olevan yksi tämän katastrofin seurauksista?

Kysymys: Miten työntekijät altistuivat säteilylle?

K: Miten tämä tapahtuma vaikutti tulevia ydinvoimaloita koskeviin suunnitelmiin?

Hae kirjaimella