Fukushima Daiichi Kazası. Dr. Halil DEMİREL

Transkript

1 Fukushima Daiichi Kazası Dr. Halil DEMİREL

2 Fukushima Daiichi (Plant I) Unit I - GE Mark I BWR (439 MW), 1971 Unit II-IV - GE Mark I BWR (760 MW), TAEK - ADHK 2 2

3 TAEK - ADHK 3 3

4 Reaktör Servis Katı (Çelik yapı) Kullanılmış Yakıt Havuzu Beton Reaktör Binası (ikincil koruma kabı) Reaktör Koru Ana Buhar Hattı Ana Besleme Reaktör Basınç Kabı Koruma Kabı (Dry well) Koruma Kabı(Wet Well) / Yoğuşma Odası TAEK - ADHK 4

5 Yapı Betonarme Çelik çerçeveli servis katı Koruma Kabı Armut şekilli kuru hazne (Dry-Well) Torus şekilli ıslak hazne (Wet-Well) TAEK - ADHK 5

6 TAEK - ADHK 6

7 TAEK - ADHK 7

8 Yaklaşık 55 dakika sonra; En azından Fukushima Daiichi, set tasarım yüksekliğinin (5.7 m) çok üzerindeki bri dalga yüksekliği ile (yaklaşık 14 m) vurulur ve yedek acil dizel jeneratörlerinin çoklu yedeklenmesini devre dışı bırakır. Reaktör koru izolasyon pompaları denen buhar ile çalışan acil pompalar ile reaktör soğutması. Bu ek sistemler acil batarya gücü gerektirirler (8 saat) TAEK - ADHK 8

9 TAEK - ADHK 9

10 Ortak Kullanılmış Yakıt Havuzu Yer değiştirmiş Petrol Tankı Kayıp Petrol Tankı TAEK - ADHK 10

11 Hidrojen Patlamasından Sonra TAEK - ADHK 11

12 4. Ünitedeki Kullanılmış Yakıt Transfer Havuzu Soğutması TAEK - ADHK 12

13 Fukushima Daiichi Kazası (3) :46 - Deprem Büyüklük M9 Kuzey Japonya da güç şebekesi göçer Reaktörlerde hasar yoktur SCRAM Fisyon reaksiyonu ile güç üretimi durur Fisyon ürünlerinin bozunması dolayısıyla ısı üretimi (Artık Isı) Scram sonrası ~6% 1 Gün sonra~1% 5 Gün sonra~0.5% TAEK - ADHK 13

14 Fukushima Daiichi Kazası (4) Koruma Kabı İzolasyonu Koruma kabında güvenlikle alakalı olmayan tüm geçişler kapatılır Koruma kabının izolasyonu başarılı ise büyük radyoaktivite salımı olasılığı çok düşük olur Dizel Jeneratörler Çalışır Acil Kor Soğutma Sistemleri beslenir Tesis güvenli/kararlı durumdadır TAEK - ADHK 14

15 TAEK - ADHK 15

16 :41 Tsunami tesise ulaşır Tsunami için tesis tasarımı 6.5m GerçekTsunami yüksekliği >14m Taşkın Dizel jeneratörler ve/veya Jeneratörleri soğutan servis suyu binası taşkın altında kalır İstasyonda Güç Kaybı Güç temininde ortak nedenli arıza Geriye sadece bataryalar kalır Biri hariç Acil Durum Kor Soğutma Sistemi arızası TAEK - ADHK 16

17 TAEK - ADHK 17

18 Reaktör Kor İzolasyon Pompası hala aktif Reaktöreden gelen buhar bir türbini döndürür Buhar ıslak haznede (DW) yoğuşur Türbin pompayı çalıştırır Islak haznedeki (WW) su reaktöre pompalanır Koşul: Batarya gücü Islak hazne sıcaklığı < 100 C Binadan ısı alınmadığı için Kor İzolasyon pompası sonsuza kadar çalışamaz TAEK - ADHK 18

19 Reaktör İzolasyon pompaları durur :36 Ünite 1 (Bataryalar tükenir) :25 Ünite 2 (Pompa arızası) :44 Ünite 3 (Bataryalar tükenir) Artık ısı hala reaktör basınç kabında buhar üretir Basınç artar Buhar rahatlatma vanalarının açılması Islak hazneye (WW) buhar boşaltılması Reaktör basınç kabında su seviyesinde azalma TAEK - ADHK 19

20 Reaktör İzolasyon pompaları durur :36 Ünite 1 (Bataryalar tükenir) :25 Ünite 2 (Pompa arızası) :44 Ünite 3 (Bataryalar tükenir) Artık ısı hala reaktör basınç kabında buhar üretir Basınç artar Buhar rahatlatma vanalarının açılması Islak hazneye (WW) buhar boşaltılması Reaktör basınç kabında su seviyesinde azalma TAEK - ADHK 20

21 Reaktör İzolasyon pompaları durur :36 Ünite 1 (Bataryalar tükenir) :25 Ünite 2 (Pompa arızası) :44 Ünite 3 (Bataryalar tükenir) Artık ısı hala reaktör basınç kabında buhar üretir Basınç artar Buhar rahatlatma vanalarının açılması Islak hazneye (WW) buhar boşaltılması Reaktör basınç kabında su seviyesinde azalma TAEK - ADHK 21 21

22 Reaktör İzolasyon pompaları durur :36 Ünite 1 (Bataryalar tükenir) :25 Ünite 2 (Pompa arızası) :44 Ünite 3 (Bataryalar tükenir) Artık ısı hala reaktör basınç kabında buhar üretir Basınç artar Buhar rahatlatma vanalarının açılması Islak hazneye (WW) buhar boşaltılması Reaktör basınç kabında su seviyesinde azalma TAEK - ADHK 22

23 Reaktör İzolasyon pompaları durur :36 Ünite 1 (Bataryalar tükenir) :25 Ünite 2 (Pompa arızası) :44 Ünite 3 (Bataryalar tükenir) Artık ısı hala reaktör basınç kabında buhar üretir Basınç artar Buhar rahatlatma vanalarının açılması Islak hazneye (WW) buhar boşaltılması Reaktör basınç kabında su seviyesinde azalma TAEK - ADHK 23

24 Korun yaklaşık ~50% açığa çıkar Yakıt zarfı sıcaklıkları artar, şimdilik yakıt hasarı yok Korun yaklaşık 2/3 ü açığa çıkar Yakıt zarfı sıcaklıkları ~900 C yi geçer Yakıt zarfında şişmeler ve kırılmalar Yakıt çubuklarından fisyon ürünleri çıkışı TAEK - ADHK 24

25 Korun yaklaşık 3/4 ü açığa çıkar Yakıt zarfı ~1200 C yi geçer Yakıt zarfındaki Zr yanmaya başlar Zr + 2H 2 0 ->ZrO 2 + 2H 2 Egzotermal reaksiyon koru daha da ısıtır Hidrojen oluşumu Ünite 1: kg Ünite2/3: kg Hidrojen Islak hazneye (WW) ve ardından Kuru hazneye (DW) taşınır TAEK - ADHK 25

26 ~1800 C [Ünite 1,2,3] Yakıt zarfı erimesi Çelik yapıların erimesi ~2500 C [Blok 1,2] Yakıt çubuklarının kırılması Kor içinde eriyik cüruf ~2700 C [Blok 1] Uranyum - Zirkonyum ötetiklerinin erimesi Suyun yeniden verilmesi tüm 3 ünitede kazayı sonlandırır Ünite 1: :20 (27 sa. susuz) Ünite 2: :33 (7 sa. susuz Ünite 3: :38 (7 sa. susuz) TAEK - ADHK 26

27 Erime sıcaklığı Sıvılaşma Rejimi Kor Hasarı Seramik malzeme UO2 ev ZrO2 nin erimesi ve yanı sıra seramik (U,Zr, O) eriyiklerin oluşması. Metalik Zirkonyum alaşımının ve α-zry(o) in erimesi UO2 nin hızlı çözünmesine neden olur. Tam Yaygın Buhar ile zirkonyum alaşımının Hızlı Oksidasyonunun başlaması ve B4C ile paslanmaz çeliğin veya paslanmaz çelik ile zirkonyum alaşımının ötektik etkileşmesi ile Makroskopik sıvılaşmanın başlaması. Yerel Yakıt çubuk kılıflarının şişmesi ve yarılmaları, uçucu fisyon ürünlerinin salınımı.. Başlangıç TAEK - ADHK 27

28 Erime sırasında fisyon ürünlerinin salımı Xenon, Sezyum, İyot, Uranyum/Plutonyum korda kalır Yoğuşma odasındaki suya boşalır Havuz bir miktarını suda tutar Xenon and kalan aerosoller Kuru hazneye girer Yüzeyde birikme, daha fazla kirletici TAEK - ADHK 28

29 Koruma Kabı Fisyon ürünleri ile çevre arasındaki son bariyer Duvar kalınlığı ~3 cm Tasarım basıncı 4-5bar Gerçek basınç 8 bar Normal asal gazlar (Azot) Kordaki oksitlenmeden gelen hidrojen Kaynama (düdüklü gibi) Koruma kabında basınç düşüşü Ünite 1: :00 Ünite 2: :00 Ünite 3: TAEK - ADHK 29

30 Basınç düşüşünün olumluolumsuz yanları Reaktör binasından enerjiyi alır (kalan tek yol) Basıncı ~4 bar a düşürür Bir miktar Aerosol salımı (İyot, Sezyum ~0.1%) Asal gazların salımı Hidrojen salımı Gaz, reaktör servis katına girer Hidrojen yanıcıdır TAEK - ADHK 30

31 Ünite1 ve 3 Hidrojen servis katı içinde yanar Çelik konstrüksiyon çatının yıkılması Güçlendirilmiş reaktör binası hasar görmemiş TAEK - ADHK 31

32 Ünite 2 Hidrojen reaktör binası içinde yanar Muhtemelen yoğuşturma odasında hasar (oldukça kontamine su) Gazların koruma kabından kontrolsüz çıkışı Fisyon ürünlerinin salımı Tesisin geçici olarak boşaltılması Tesis sahasında yüksek doz hızları TAEK - ADHK 32

33 Reaktörlerin durumu Ünite 1,2, 3 te kor hasarı Ünite 1-4 te çeşitli yangınlar nedeniyle binada hasar Reaktör basınç kapları mobil pompalarla su doldurulmuş durumda Artık soğuma buharın atmosfere salımıyla yapılmakta Artık fisyon ürünleri salımı beklenmemekte TAEK - ADHK 33 33

34 Reaktör Servis katındaki kullanılmış yakıt havuzu Ünite 4 teki bakım nedeniyle tüm yakıtlar havuzda Havuzlardaki suyun tükenmesi Ünite 4: 10 gün Ünite 1-3,5,6 birkaç hafta Deprem nedeniyle havuzlarda su kaçağı? Sonuçlar Açık havada kor erimesi Fisyon ürünleri neredeyse hiç tutulmadı Büyük bir salım TAEK - ADHK 34

35 TAEK - ADHK 35

36 TAEK - ADHK 36

37 Tesis sahasında Ünite 2 deki patlamadan önce 2mSv / h altında Esas olarak radyoaktişf asal gazların salını nedeniyle Ölçümlerin çoğu batıda, doğuya esen rüzgar nedeniyle düşük Ünite 2 deki patlamadan sonra (Koruma kabında hasar) Geçici tepe değerler 12mSv / h (Orijini tam olarak belli değil) Sahada 400mSv /h e kadar doz hızları (saçılan parçalar?) Şu anda kararlı bir şekilde 5mSv /h Binaların içinde daha da fazla Çalışanlarda süre kısıtlaması gerekli TAEK - ADHK 37

38 Tesis sahası dışında Reaktör binaları neredeyse hasarsız olduklarından => düşük aerosol salımı (Çernobil gibi değil) Fisyon ürünleri salımı buhar içinde => hızlı aerosoller artar, büyük miktarda tesis sahası içinde yere iner Radyoaktif dozların ana kaynağı radyoaktif asal gazlar Rüzgarla taşınır, zamanla doz düşer TAEK - ADHK 38

39 Tesis etrafındaki ~20km alan Tahliyeler uygundur Ölçülen dozlar kısa süre için 0.3 msv/h kadar Muhtemelen bu yılki ürünlerin imhası söz konusu Muhtemelen arazinin kalıcı olarak tahliyesi gerekli değil Tesis etrafındaki ~50km alan Tahıl ve ürünlerin kontrolü İyot tabletlerinin kullanımı TAEK - ADHK 39

40 Fukushima Daiichi deki Doz Hızları TAEK - ADHK 40

41 Fukushima Daiini deki Doz Hızları TAEK - ADHK 41

42 teşekkürler sorularınız? TAEK - ADHK 42