Fukushima-ulykken i 2011: Japans værste mareridt

Fredag den 11. marts ramte et gigantisk styrke 9-jordskælv atomkraftværket Fukushima Dai-ichi på Japans østkyst.

De aldrende reaktorer reagerede, som de skulle – selv om rystelserne var langt kraftigere end et jordskælv med styrke 8,2 på richterskalaen, som atomkraftværket var bygget til at modstå.

Japanske atomkraftværker er designet til at slukke automatisk ved jordskælv, og som planlagt gled kontrolstavene ned mellem brændselselementerne i de tre af Fukushimas seks reaktorer, som var i drift.

Kontrolstavene absorberer de neutroner, som udsendes fra kernespaltningerne i brændslet, og på den måde standses kædereaktionerne.

Fukushima klarede endda, at jordskælvet flåede elledningerne på stedet itu og afskar alle reaktorerne fra elnettet.

Nødforsyningen sikrede, at de vitale kølepumper fortsatte med at pumpe koldt vand ind i reaktorerne. Midt i naturkatastrofens umådelige ragnarok var situationen endnu under kontrol.

Alt det ændrede sig, da en ti meter høj tsunami en time senere væltede ind over digerne omkring Fukushima.

Digerne var kun bygget til at modstå en 5,7 meter høj bølge. Tsunamien druknede dieselgeneratorerne og skyllede brændstoftankene væk som nøddeskaller.

Så forsvandt strømmen.

Video: Se tsunamien ramme Japans kyst

Inde i kontrolrummene på reaktorerne gik lyset ud, og viserne på de gamle analoge instrumenter fra 1970’erne gled ned imod nul.

Kun en svag nødbelysning og nogle helt afgørende instrumenter – nemlig de sensorer, der måler trykket inde i reaktortanken – fungerede stadig med strøm fra batterier.

Hvad der præcis skete i de følgende dage, vides endnu ikke med sikkerhed.

Men ud fra oplysninger fra de japanske myndigheder og værkets ejere samt eksperters udtalelser i pressen og analyser i de internationale videnskabelige tidsskrifter kan et realistisk scenarie stykkes sammen.

En ting er klar: Operatørerne i kontrolrummene holdt hovederne iskolde midt i kaos.

De traf de nødvendige beslutninger, som afværgede risikoen for tre fuldstændige kernenedsmeltninger og enorme radioaktive udslip på niveau med forureningen efter havariet i Tjernobyl for 25 år siden – eller værre.

Alle aktive reaktorer smelter ned på Fukushima

Krisen spidsede først til i reaktor 1.

Lige ved siden af kontrolrummet lå betonindeslutningen, som omgiver reaktortanken, der er bygget af stål.

Tanken indeholdt 50 tons uran, som få timer forinden havde leveret 460 megawatt til elnettet. Selv om kontrolstavene havde standset kernespaltningerne, var brændslet langtfra koldt.

Derfor var det afgørende at holde kølevandets kredsløb i gang for at undgå en overophedning af atombrændslet.

Selv uden dieselgeneratorerne var operatørerne i stand til at holde en kølepumpe i gang ved at udnytte damptrykket i reaktortanken samt den smule strøm, som batterierne leverede.

Men et eller andet sted i kølesystemet var der sprunget en læk, og vandstanden i reaktortanken sank, samtidigt med at temperaturen i brændslet steg.

Brændslet består af uranpiller, som er omsluttet af lange rør af en zirkonlegering, der bruges til formålet, fordi metallet ikke bremser de neutroner, som holder fissionsprocesserne i gang.

Da temperaturerne i reaktortanken nåede op over 1000 grader, oxiderede vanddampen legeringen, hvorved der blev dannet eksplosiv brintgas.

Samtidig gik der hul på nogle af rørene, og uranpillerne dryppede ned på bunden af tanken. Nedsmeltningen i Fukushima-kraftværket var begyndt.

Dette var det afgørende tidspunkt. For hvis nedsmeltningen ikke blev standset, kunne en kritisk masse af uran samle sig på tankens bund, så fissionsprocesserne startede igen.

Om det skete, vides ikke. Men senere inspektioner med robotter tyder på, at brændslet smeltede sig gennem ståltanken og faldt ned på gulvet i betonindeslutningen.

Det betød akut fare.

Hvis brinten i reaktortanken slap ud i betonindeslutningen og kom i forbindelse med ilt fra luften, kunne det medføre en voldsom eksplosion, som kunne slå hul på betonskallen.

Var det sket, ville operatørerne i kontrolrummet være blevet udsat for en dødelig dosis stråling.

Og samtidig kunne konsekvensen blive et radioaktivt udslip på størrelse med udslippet i Tjernobyl, hvor betonindeslutningen på den havarerede reaktor netop blev sprængt i stumper og stykker.

Mareridtet blev kun værre af, at Stillehavet lå lige uden for atomkraftværket, for der var ingen metode til at få pumpet koldt havvand ind i reaktoren.

Indtil operatørerne fik en enkel og genial idé. Nemlig at bruge de få brandbiler, som stadig fungerede.

Men nu var trykket inde i reaktortanken i reaktor 1 så højt, at det var umuligt at pumpe havvandet ind.

Derfor traf operatørerne lørdag eftermiddag deres livs sværeste beslutning, da de valgte at lukke radioaktiv damp ud af reaktortanken, så brandbilerne kunne pumpe koldt havvand ind til brændslet.

Prisen var ikke blot, at saltvandet ødelagde reaktoren for altid. For med dampen slap der brintgasser ud i den ydre reaktorbygning, hvor brinten eksploderede en time senere og rev hele taget af.

Fire arbejdere blev såret ved eksplosionen, og betydelige mængder radioaktivitet blev sendt ud i atmosfæren.

Men betonindeslutningen omkring selve reaktor-tanken forblev efter alt at dømme intakt, og den værst tænkelige katastrofe var afværget.

Billederne af den havarerede reaktor gik verden rundt og varslede det efterfølgende drama.

Reaktor 3 lukkede damp ud af reaktortanken og blev oversvømmet med havvand om søndagen, hvorpå reaktorbygningen eksploderede om mandagen.

Senere på eftermiddagen blev havvand også pumpet ind i reaktor 2, hvor taget blev sprængt i stykker tirsdag.

For første gang i verdenshistorien var der sket en nedsmeltning af tre reaktorer på samme atomkraftværk.

50 helte på Fukushima knokler under livsfarlige forhold

Om morgenen tirsdag den 15. marts væltede der røg ud fra både reaktor 3 og 4.

Røgen kom fra brande i bassiner med brugt brændsel, hvor kølevandet var kogt af.

Risikoen for spredning af radioaktivitet var overhængende, fordi bassinerne ligger uden for de tykke betonindeslutninger og øverst i reaktorbygningerne.

Militærhelikoptere hentede havvand i kæmpemæssige spande og kastede det ned i de rygende reaktorer, mens politi og brandfolk bekæmpede brandene fra jorden med store vandkanoner.

Især branden i reaktor 4 er en gåde.

Reaktoren var ikke i drift, og alt brændslet var overført til bassinet, som indeholdt 230 tons brugt brændsel.

De brugte brændselsstave er normalt dækket af syv meter vand, som beskytter personalet mod stråling og nedkøler brændslet.

Vandet cirkuleres hele tiden for at holde en temperatur på 40 grader.

Da strømmen forsvandt, var det forventeligt, at vandet ville fordampe. Ifølge eksperter skulle det tage op til tre uger, før vandet kogte helt af.

Men det skete på blot fire dage, så sandsynligvis er der opstået en læk i bassinet under jordskælvet.

Temperaturen i det brugte brændsel må have været meget høj, eftersom der indtraf mindst en brinteksplosion som følge af reaktioner mellem dampen og brændselsstavenes zirconiumrør, og det førte til udslip af radioaktivitet til atmosfæren.

At bassiner med brugt atombrændsel i reaktorer kan udgøre en så stor sikkerhedsrisiko, giver stof til eftertanke: Brugte brændselsstave opbevares på denne måde på 350 af verdens 442 atomkraftværker.

På dette dramatiske tidspunkt, hvor tre reaktorer var nedsmeltede, og hvor røgen væltede ud fra bassinerne med brugt brændsel i reaktor 3 og 4, var der kun 50 frivillige arbejdere tilbage i det ødelagte atomkraftværk.

Disse teknikere blev kendt verden over som “heltene fra Fukushima”.

Iført hvide sikkerhedsdragter med tætsluttende hætter til beskyttelse mod stråling og med ilttanke på ryggen for at undgå indånding af radioaktive stoffer arbejdede de frivillige i døgndrift i skæret fra lommelygter.

Flere gange måtte arbejderne trækkes tilbage fra reaktorerne på grund af for høj stråling. Men kort tid efter gik de tilbage og fortsatte arbejdet.

Onsdag den 16. marts erkendte myndighederne, at det var umuligt at opretholde den normale overgrænse i Japan for bestråling af ansatte i atomindustrien på 100 millisievert om året – andre steder i verden er grænsen på 50 eller 20 millisievert – og grænseværdien blev forhøjet til 250 millisievert om året for de frivillige på Fukushima Dai-ichi.

En uge efter katastrofen offentliggjorde Det Internationale Atomenergiagentur (IAEA) den pris, som værkets arbejdere indtil da havde betalt: 35 var blevet såret på grund af eksplosioner, brande og ulykker.

En medarbejder havde fået en høj stråledosis og var indlagt til observation, mens 23 personer var blevet udsat for radioaktiv forurening i så lave doser, at de ikke blev indlagt.

Over 800 mennesker har nu deltaget i oprydnings-arbejdet på værket, og mange er blevet udsat for mere stråling på få uger, end de normalt ville få i løbet af et helt år.

At beskytte arbejderne mod stråling bliver en af de allerstørste udfordringer under de kommende års oprydning efter Fukushima-ulykken.

Fukushima leder udslip til havet helt bevidst

De japanske myndigheder vurderer, at det radioaktive udslip fra Fukushima Daiichi svarer til en syvendedel af udslippet fra Tjernobyl.

Udslippet til atmosfæren var størst i de første dage efter havariet, og i den periode bar vinden det meste af radioaktiviteten ud over Stillehavet, hvor nedfaldet hurtigt fortyndes i de enorme vandmasser.

Da vinden drejede ind over land, var befolkningen allerede evakueret fra en zone omkring atomkraftværket på 20 kilometer, som senere blev udvidet til 30 kilometer.

Målinger har efterfølgende vist, at radioaktiviteten især er koncentreret i en fane, som rækker 50 kilometer i nordvestlig retning, hvilket har ført til evakuering fra forurenede områder uden for zonen.

I fanen bliver den forventede gennemsnitlige dosis i løbet af det første år på 20 millisievert, og uden evakueringen kunne strålingen måske have forårsaget en svagt øget risiko for kræft hos børn og unge.

Nogle steder i evakueringszonen, især tæt på atomkraftværket, er der lokalt blevet målt meget høje strålingsniveauer på over en sievert om året, hvilket kan medføre akut strålesyge.

Radioaktiviteten skyldes primært udslip af cæsium-137 og jod-131, som er farligst ved indånding eller indtagelse gennem føden.

Netop derfor forbød de japanske myndigheder hurtigt at spise grøntsager fra de forurenede områder samt fisk og skaldyr fanget inden for en radius af 20 kilometer fra det havarerede værk.

I de første uger var der især bekymring for jod-131, men da stoffet har en halveringstid på kun otte dage, klingede radioaktiviteten hurtigt af.

Cæsium-137 har derimod en halveringstid på 30 år og vil medføre radioaktiv forurening af jord og bygninger gennem årtier.

Fukushima-ulykken har også resulteret i radioaktive udslip til havet. Den 15. marts eksploderede en trykaflastningstank under betonindeslutningen i reaktor 2, og der blev slået hul på indeslutningen.

Det medførte, at radioaktivt materiale strømmede ud i den oversvømmede reaktorbygning, videre gennem den oversvømmede turbinehal og ud i havet via en revne i et underjordisk rum nær udløbet.

Frem til den 6. april, hvor revnen blev lukket, slap 520 tons stærkt radioaktivt vand ud fra atomkraftværket.

Udslippene til havet vil fortsætte, så længe det havarerede atomkraftværk køles ved at pumpe nyt vand ind i de nedsmeltede reaktorer, fordi man efterfølgende er nødt til at skille sig af med det forurenede vand.

Lagerkapaciteten på atomkraftværket er begrænset, og derfor har det været nødvendigt med bevidste udslip.

Fx blev 11.500 tons lavradioaktivt vand lukket ud i havet i april for at få plads til at oplagre stærkt forurenet vand i bassiner på land.

Det er endnu uvist, hvordan den radioaktive forurening vil påvirke det marine liv.

Der vil næppe opstå akutte skader på dyr i havet omkring værket, men cæsium-137 og andre langlivede isotoper vil blive akkumuleret i fødekæden, og med tiden kan det føre til øget dødelighed blandt fisk og havpattedyr.

Oprydningen efter Fukushima vil vare flere årtier

I april lancerede ejeren af Fukushima Daiichi, elselskabet TEPCO, en plan for at bringe atomkraftværket under kontrol.

I starten nedkøles reaktorerne ved konstant at tilføre nyt vand, men et hovedmål er at bygge lukkede kølesystemer, som skal nedkøle brændslet til 100 grader.

Men i juni måtte Tepco opgive at genopbygge et lukket kølesystem, og energiselskabet satser nu i stedet på at rense og genbruge kølevandet.

I den forbindelse skal der etableres anlæg til rensning af over 100.000 tons radioaktivt vand.

Endelig er japanerne begyndt at bygge metalstilladser omkring de havarede reaktorer, hvorpå presenninger af polyester udspændes til afskærmning af de ødelagte bygninger med henblik på at minimere radioaktive udslip til atmosfæren.

Det næste trin er at rense reaktorbygningerne indvendigt.

Det bliver især svært i reaktor 3 og 4, hvor eksplosioner i bassinerne med brugt brændsel har spredt højradioaktive materialer, samt i reaktor 2, hvor reaktortanken lækker.

Der kan komme til at gå flere år, før man kan se ind i reaktortankene og vurdere skadernes omfang.

Efter havariet på Three Mile Island i USA i 1979, hvor der også indtraf en nedsmeltning, gik der tre år, før teknikerne kunne sænke et kamera ned i reaktortanken.

Derpå tog det yderligere 11 år at hente det smeltede atombrændsel ud.

På Fukushima Dai-ichi kan man komme til at vente endnu længere på at kaste et blik ind i reaktortankene.

Derpå skal der bygges nye kraner til at fjerne det nedsmeltede brændsel, fordi de kraner, som tidligere blev brugt ved udskiftning af brændselsstavene, er totalskadede.

Oprydningen kommer til at vare i årtier, og der er to spørgsmål, som presser på efter havariet.

Det første er, om atomkraften er brugbar i seismisk aktive områder.

I dag ligger 88 af verdens atomkraftværker i jordskælvszoner, og hvis landene fortsat satser på atomkraften, må sikkerheden evalueres og om nødvendigt forbedres.

Det andet er, om de traditionelle sikkerhedsanalyser skal revurderes.

Den komplekse katastrofe har vist, at det ikke er nok at vurdere risikoen for individuelle reaktorer. Fremtidens risikovurderinger skal omfatte samtlige reaktorer på et atomkraftværk.

For hvis man overhovedet kan tale om held i forbindelse med Fukushima-ulykken, så var det heldigt, at kun tre af værkets seks reaktorer var i drift, da kæmpebølgen væltede ind over digerne.