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La planta de energía nuclear de Fukushima Daiichi (福島 原子 原子 力 発 電 所, Fukushima Daiichi Genshiryoku Hatsudensho ) es una planta de energía nuclear inutilizada ubicada en un sitio de 3,5 kilómetros cuadrados (860 acres) [1] en las ciudades de Ōkuma y Futaba en Prefectura de Fukushima , Japón. La planta sufrió importantes daños por el terremoto y tsunami de magnitud 9,0 que azotó a Japón el 11 de marzo de 2011. La cadena de eventos provocó fugas de radiación y dañó permanentemente varios reactores, imposibilitando su reinicio. Por decisión política, los reactores restantes no se reiniciaron.

Puesta en servicio por primera vez en 1971, la planta consta de seis reactores de agua hirviendo . Estos reactores de agua ligera [2] impulsaron generadores eléctricos con una potencia combinada de 4,7 GWe, lo que convirtió a Fukushima Daiichi en una de las 15 centrales nucleares más grandes del mundo . Fukushima fue la primera planta nuclear diseñada, construida y operada en conjunto con General Electric y Tokyo Electric Power Company (TEPCO). [3]

El desastre de marzo de 2011 inutilizó los sistemas de enfriamiento del reactor, lo que provocó emisiones de radiactividad y provocó una zona de evacuación de 30 km (19 millas) que rodea la planta; los lanzamientos continúan hasta el día de hoy. El 20 de abril de 2011, las autoridades japonesas declararon la zona de evacuación de 20 km (12 millas) como un área prohibida a la que solo se puede ingresar bajo la supervisión del gobierno.

En noviembre de 2011, los primeros periodistas pudieron visitar la planta. Describieron una escena de devastación en la que tres de los edificios del reactor fueron destruidos; los terrenos estaban cubiertos de camiones destrozados, tanques de agua arruinados y otros escombros que dejó el tsunami; y los niveles radiactivos eran tan altos que a los visitantes solo se les permitía quedarse unas pocas horas. [4]

En abril de 2012, se cerraron las Unidades 1-4. Las unidades 2-4 se cerraron el 19 de abril, mientras que la unidad 1 fue la última de estas cuatro unidades que se cerró el 20 de abril a la medianoche. [ cita requerida ] En diciembre de 2013, TEPCO decidió que ninguna de las unidades sin daños reabrirá.

La planta nuclear hermana Fukushima Daini ( "número dos" ), 12 km (7,5 millas) al sur, también es administrada por TEPCO. También sufrió graves daños durante el tsunami, especialmente en las tomas de agua de mar de las cuatro unidades, pero se cerró con éxito y se llevó a un estado seguro a través de acciones extraordinarias por parte del personal de la planta. [5]

Información de la planta de energía [ editar ]

Esquema de la sección transversal de una contención BWR Mark I típica, como se usa en las Unidades 1 a 5. El núcleo del reactor (1) consta de barras de combustible y barras de control (39) que se mueven hacia adentro y hacia afuera por el dispositivo (31). Alrededor del recipiente a presión (8), hay una contención exterior (19) que está cerrada por un tapón de hormigón (2). Cuando las barras de combustible se mueven hacia adentro o hacia afuera, la grúa (26) moverá este tapón a la piscina para las instalaciones (3). El vapor del pozo seco (11) puede pasar al pozo húmedo (24) a través de boquillas de chorro (14) para condensarse allí (18). En la piscina de combustible gastado (5) se almacenan las barras de combustible usadas (27).

Los reactores para las Unidades 1, 2 y 6 fueron suministrados por General Electric , los de las Unidades 3 y 5 por Toshiba y la Unidad 4 por Hitachi . Los seis reactores fueron diseñados por General Electric. [6] [7] El diseño arquitectónico de las unidades de General Electric fue realizado por Ebasco . Toda la construcción fue realizada por Kajima . [8] Desde septiembre de 2010, la Unidad 3 se ha alimentado con una pequeña fracción (6%) [9] de combustible de óxido mixto que contiene plutonio (MOX) , en lugar del uranio poco enriquecido (LEU) utilizado en los otros reactores. [10] [11]Las unidades 1 a 5 se construyeron con estructuras de contención de tipo Mark I (toro de bombilla) . [12] [13] Los ingenieros japoneses aumentaron ligeramente el volumen de la estructura de contención Mark I. [14] La Unidad 6 tiene una estructura de contención tipo Mark II (arriba / abajo). [12] [13] [15]

La Unidad 1 es un reactor de agua en ebullición de 460 MW ( BWR-3 ) construido en julio de 1967. Comenzó la producción eléctrica comercial el 26 de marzo de 1971 y se programó inicialmente para su cierre a principios de 2011. [16] En febrero de 2011, los reguladores japoneses concedieron una prórroga de diez años para el funcionamiento continuado del reactor. [17] Fue dañado durante el terremoto y tsunami de Tōhoku de 2011 . [18]

La unidad 1 se diseñó para una aceleración máxima del suelo de 0,18  g (1,74 m / s 2 ) y un espectro de respuesta basado en el terremoto del condado de Kern de 1952 , pero clasificado para 0,498 g. [12] [19] La base de diseño para las Unidades 3 y 6 fueron 0,45 g (4,41 m / s 2 ) y 0,46 g (4,48 m / s 2 ) respectivamente. [20] Todas las unidades fueron inspeccionadas después del terremoto de Miyagi de 1978, cuando la aceleración del suelo fue de 0,125 g (1,22 m / s 2 ) durante 30 segundos, pero no se descubrieron daños en las partes críticas del reactor. [12]La base de diseño para los tsunamis fue de 5,7 metros (18 pies 8 pulgadas). [21]

Los generadores diesel de emergencia del reactor y las baterías de CC, componentes cruciales para ayudar a mantener los reactores fríos en caso de una pérdida de energía, se ubicaron en los sótanos de los edificios de turbinas del reactor. Los planos de diseño del reactor proporcionados por General Electric especificaban colocar los generadores y las baterías en esa ubicación, pero a los ingenieros de nivel medio que trabajaban en la construcción de la planta les preocupaba que esto hiciera que los sistemas de energía de respaldo fueran vulnerables a las inundaciones. TEPCO eligió seguir estrictamente el diseño de General Electric en la construcción de los reactores. [22]

Diseño del sitio [ editar ]

Vista aérea del área de la planta en 1975, que muestra la separación entre las Unidades 5 y 6, y la mayor parte del complejo
・ Unidad 6: dirección de Sōma
・ Unidad 4: dirección de Iwaki

La planta está en un acantilado que originalmente estaba a 35 metros sobre el nivel del mar. Sin embargo, durante la construcción, TEPCO redujo la altura del acantilado en 25 metros. Una razón para bajar el acantilado fue permitir que la base de los reactores se construyera sobre un lecho de roca sólida para mitigar la amenaza que representan los terremotos. Otra razón fue que la altura reducida mantendría bajos los costos de funcionamiento de las bombas de agua de mar. El análisis de TEPCO del riesgo de tsunami al planificar la construcción del sitio determinó que la elevación más baja era segura porque el malecón proporcionaría una protección adecuada para el tsunami máximo asumido por la base del diseño. Sin embargo, la elevación más baja del sitio aumentó la vulnerabilidad a un tsunami más grande de lo previsto en el diseño. [23]

El sitio de Fukushima Daiichi está dividido en dos grupos de reactores, el grupo más a la izquierda, cuando se ve desde el océano, contiene las unidades 4, 3, 2 y 1 que van de izquierda a derecha. El grupo más a la derecha, cuando se ve desde el océano, contiene las unidades más nuevas 5 y 6, respectivamente, las posiciones de izquierda a derecha. Un conjunto de malecones sobresalen hacia el océano, con la entrada de agua en el medio y salidas de descarga de agua a ambos lados.

  • Vista aérea del área de la planta Fukushima I en 1975, que muestra diques y reactores terminados

  • Primer plano de las Unidades 4, 3, 2 y 1

  • Edificios importantes

  • Ilustración del estado posterior al accidente de 1 a 4 reactores, todos menos 2 muestran daños obvios en la contención secundaria

Datos del reactor [ editar ]

Se planeó que las unidades 7 y 8 comenzaran a construirse en abril de 2012 y 2013 y que entraran en operación en octubre de 2016 y 2017 respectivamente. El proyecto fue formalmente cancelado por TEPCO en abril de 2011 luego de que las autoridades locales cuestionaran el hecho de que aún estuvieran incluidos en el plan de suministro para 2011, publicado en marzo de 2011, luego de los accidentes. La empresa declaró que el plan se había elaborado antes del terremoto. [24]

Conexiones eléctricas [ editar ]

La planta Fukushima Daiichi está conectada a la red eléctrica por cuatro líneas, la Línea Futaba de 500 kV (双 葉 線), las dos Líneas Ōkuma de 275 kV (大熊 線) y la Línea Yonomori de 66 kV (夜 の 森 線) al Shin- Subestación de Fukushima (Nueva Fukushima).

La subestación Shin-Fukushima también se conecta a la planta Fukushima Daini por la línea Tomioka (富 岡 線). Su principal conexión con el norte es la Línea Iwaki (い わ き 幹線), propiedad de Tohoku Electric Power . Tiene dos conexiones al suroeste que lo conectan con la subestación Shin-Iwaki (新 い わ き).

Historial operativo [ editar ]

Planta todavía en construcción alrededor de 1971

Los reactores de la planta entraron en funcionamiento uno a la vez a partir de 1970 y el último en 1979. Desde finales de 2002 hasta 2005, los reactores estuvieron entre los que se cerraron por un tiempo para controles de seguridad debido al escándalo de falsificación de datos de TEPCO . [28] [29] El 28 de febrero de 2011, TEPCO presentó un informe a la Agencia de Seguridad Industrial y Nuclear de Japón admitiendo que la empresa había presentado previamente informes de inspección y reparación falsos. El informe reveló que TEPCO no inspeccionó más de 30 componentes técnicos de los seis reactores, incluidas las placas de alimentación de las válvulas de control de temperatura del reactor, así como componentes de sistemas de refrigeración como motores de bombas de agua y generadores diésel de energía de emergencia. [30]En 2008, el OIEA advirtió a Japón que la planta de Fukushima se construyó utilizando pautas de seguridad obsoletas y podría ser un "problema grave" durante un gran terremoto. [31] La advertencia llevó a la construcción de un centro de respuesta a emergencias en 2010, utilizado durante la respuesta al accidente nuclear de 2011. [31] [32]

El 5 de abril de 2011, el vicepresidente de TEPCO, Takashi Fujimoto, anunció que la compañía cancelaba los planes para construir los Reactores No. 7 y 8. [33] [34] El 20 de mayo, la junta directiva de TEPCO votó oficialmente para desmantelar las Unidades 1 a 4 de la central nuclear de Fukushima Daiichi y cancelar los planes para construir las unidades 7 y 8. Sin embargo, se negó a tomar una decisión sobre las unidades 5 y 6 de la central o las unidades 1 a 4 de la central nuclear de Fukushima Daini hasta que se realice una investigación detallada . En diciembre de 2013, TEPCO decidió desmantelar las unidades 5 y 6 sin daños; pueden usarse para probar métodos de limpieza remota antes de usarlos en los reactores dañados. [35]

Generación de electricidad para la central nuclear de Fukushima I por unidad en GW · h [27]
Generación de electricidad para Fukushima I

Advertencias y crítica de diseño [ editar ]

En 1990, la Comisión Reguladora Nuclear de los Estados Unidos (NRC) clasificó la falla de los generadores de electricidad de emergencia y la falla subsiguiente de los sistemas de enfriamiento de las plantas en regiones sísmicamente muy activas como uno de los riesgos más probables. La Agencia Japonesa de Seguridad Industrial y Nuclear (NISA) citó este informe en 2004. Según Jun Tateno, un ex científico de NISA, TEPCO no reaccionó a estas advertencias y no respondió con ninguna medida. [36]

El cineasta Adam Curtis mencionó los riesgos del tipo de sistemas de enfriamiento de reactores de agua hirviendo como los de Fukushima I, [37] y afirmó que los riesgos se conocían desde 1971 [38] en una serie de documentales en la BBC en 1992 y advirtió que PWR deberían haberse utilizado reactores de tipo .

La Compañía de Energía Eléctrica de Tokio (TEPCO) operaba la estación y se le advirtió que su malecón era insuficiente para resistir un poderoso tsunami, pero no aumentó la altura del malecón en respuesta. TEPCO ejecutó otras estaciones (como la planta de energía nuclear de Onagawa ) más cerca del epicentro del terremoto que tenía diques mucho más robustos.

Incidentes y accidentes [ editar ]

Antes de marzo de 2011 [ editar ]

1978 [ editar ]

Las barras de combustible cayeron en el reactor No. 3, provocando una reacción nuclear. [39] Se necesitaron aproximadamente siete horas y media para volver a colocar las varillas en las posiciones adecuadas. No había constancia del incidente, ya que TEPCO lo había encubierto; Las entrevistas de dos ex trabajadores en 2007 llevaron a su descubrimiento por parte de la dirección de TEPCO. [40]

25 de febrero de 2009 [ editar ]

Se inició un apagado manual durante la mitad de una operación de puesta en marcha. La causa fue una alarma de alta presión provocada por el cierre de una válvula de derivación de la turbina. El reactor estaba al 12% de su potencia máxima cuando se produjo la alarma a las 4:03 am (hora local) debido a un aumento de presión a 1.030 psi (7.100 kPa), excediendo el límite regulatorio de 1.002 psi (6.910 kPa). El reactor se redujo a 0% de potencia, que excedió el umbral del 5% que requiere la notificación de eventos, y la presión volvió a caer por debajo del límite reglamentario a las 4:25 am. Posteriormente, a las 8:49 am se insertaron por completo las aspas de control, constituyendo una parada manual del reactor. Luego, una inspección confirmó que una de las 8 válvulas de derivación se había cerrado y que la válvula tenía una conexión de fluido de conducción defectuosa. El reactor se había puesto en marcha tras su vigésimo quinta inspección periódica.que había comenzado el 18 de octubre de 2008.[41]

26 de marzo de 2009 [ editar ]

La unidad 3 tuvo problemas con la inserción excesiva de las hojas de control durante la interrupción. Se estaban realizando trabajos de reparación en el equipo que regula la presión de conducción de las cuchillas de control, y cuando se abrió una válvula a las 2:23 pm, se activó una alarma de deriva de la cuchilla de control. En una inspección posterior, se encontró que varias de las varillas se habían insertado involuntariamente. [42]

2 de noviembre de 2010 [ editar ]

La unidad 5 tenía un SCRAM automático mientras un operador realizaba un ajuste en el patrón de inserción de la hoja de control . El SCRAM fue causado por una alarma de nivel de agua bajo en el reactor. La turbina se disparó junto con el reactor y los trabajadores no sufrieron lesiones por radiación. [43]

Desastre nuclear del 11 de marzo de 2011 [ editar ]

Tres de los reactores de Fukushima Daiichi se sobrecalentaron, lo que provocó fusiones que finalmente provocaron explosiones, que liberaron grandes cantidades de material radiactivo al aire. [44]

El 11 de marzo de 2011, un terremoto categorizado como 9.0 M W en la escala de magnitud de momento ocurrió a las 14:46 hora estándar de Japón (JST) frente a la costa noreste de Japón, uno de los terremotos más poderosos de la historia. Las unidades 4, 5 y 6 habían sido "cerradas" antes del terremoto para el mantenimiento planificado. [45] [46] Los reactores restantes se apagaron / SCRAM automáticamente después del terremoto, y el calor de desintegración restante del combustible se enfrió con energía de generadores de emergencia. El posterior tsunami destructivo con olas de hasta 14 metros que sobrepasó la estación, que tenía malecones, desactivó los generadores de emergencia necesarios para enfriar los reactores yReservas de combustible gastado en las Unidades 1–5. Durante las siguientes tres semanas hubo evidencia de fusiones nucleares parciales en las unidades 1, 2 y 3: explosiones visibles, presuntamente causadas por gas hidrógeno, en las unidades 1 y 3; una sospecha de explosión en la unidad 2, que puede haber dañado el recipiente de contención primario; y un posible descubrimiento de las reservas de combustible gastado en las Unidades 1, 3 y 4. [47] Las unidades 5 y 6 se informaron el 19 de marzo mediante las actualizaciones del registro de alertas de toda la estación del OIEA, para tener temperaturas de la piscina de combustible gastado aumentando gradualmente ya que también habían perdido energía fuera del sitio, pero la energía en el sitio proporcionada por los dos generadores diesel de la Unidad 6 que no se habían inundado, estaban configurados para hacer doble función y enfriar las piscinas de combustible gastado de la Unidad 5 y 6 "y núcleos". [48] Como medida de precaución, también se hicieron respiraderos en los techos de estas dos unidades para evitar la posibilidad de presurización del gas hidrógeno y luego ignición. [48]

Las emisiones de radiación de las Unidades 1-4 forzaron la evacuación de 83.000 residentes de las localidades cercanas a la planta. [49] El triple colapso también provocó preocupaciones sobre la contaminación de los suministros de agua y alimentos, incluida la cosecha de arroz de 2011, y también los efectos de la radiación en la salud de los trabajadores de la planta. [50] [51] [52] Los científicos estiman que el accidente liberó 18 billones de bequerelios de cesio-137 en el Océano Pacífico, contaminando 150 millas cuadradas del fondo del océano. [53]

Los eventos en las unidades 1, 2 y 3 han sido calificados en el Nivel 5 cada uno en la Escala Internacional de Eventos Nucleares , y los de la unidad 4 como eventos de Nivel 3 (Incidentes Graves), con la calificación general de la planta en el Nivel 7 (liberación importante de radiactivos material con efectos generalizados en la salud y el medio ambiente que requieran la implementación de contramedidas planificadas y extendidas). [54]

Después de marzo de 2011 [ editar ]

Expertos del OIEA en la Unidad 4 de la central nuclear de Fukushima Daiichi, 2013

3 de abril de 2011 [ editar ]

Se descubrieron 2 cuerpos en la sala de turbinas del sótano, probablemente porque los trabajadores corrieron allí durante el tsunami.

9 de abril de 2013 [ editar ]

El agua radiactiva se filtró de las unidades de almacenamiento, contaminando mínimamente el suelo y el agua cercana. La fuga se controló y almacenó en un área contenida. El agua almacenada sigue requiriendo mantenimiento, hasta su última purificación. [55]

9 de julio de 2013 [ editar ]

Los funcionarios de TEPCO informaron que el cesio radiactivo era 90 veces más alto que 3 días antes (6 de julio) y que podría extenderse al Océano Pacífico . TEPCO informó que los niveles de cesio-134 en el agua de pozo se midieron en 9 kilobecquerel por litro, 150 veces el nivel legal, mientras que el cesio-137 se midió en 18 kilobecquerel por litro, 200 veces el nivel permitido. [ cita requerida ]

7 de agosto de 2013 [ editar ]

Los funcionarios japoneses dijeron que se estaba filtrando agua altamente radiactiva de Fukushima Daiichi al Océano Pacífico a una velocidad de 300 toneladas (alrededor de 272 toneladas métricas) por día. El primer ministro japonés, Shinzo Abe, ordenó a los funcionarios del gobierno que intervinieran. [56]

12 de abril de 2016 [ editar ]

Los reactores fundidos se enfriaban con 300 toneladas de agua al día. [ cita requerida ]

10 de septiembre de 2019 [ editar ]

Desde que la planta quedó paralizada por el terremoto y el tsunami de 2011, TEPCO ha recolectado en tanques en los sitios siniestrados más de 1 millón de toneladas de agua contaminada de las tuberías de enfriamiento utilizadas para evitar que los núcleos de combustible se derritan. La empresa de servicios públicos dice que se quedará sin espacio para 2022, y luego tendrán que verter agua radiactiva directamente en el Océano Pacífico . Aún no se sabe cuánta agua se necesitaría verter en el océano. [57]

Desmantelamiento de reactores [ editar ]

El primer ministro Yoshihide Suga inspeccionó la planta de energía nuclear de Daiichi el 26 de septiembre de 2020

Los reactores tardarán entre 30 y 40 años en ser desmantelados. [58] El 1 de agosto de 2013, el ministro de Industria japonés, Toshimitsu Motegi, aprobó la creación de una estructura para desarrollar las tecnologías y procesos necesarios para desmantelar los cuatro reactores dañados en el accidente de Fukushima. [59]

Para reducir el flujo de agua contaminada en el Océano Pacífico, TEPCO gastó ¥ 34.5 mil millones (aproximadamente $ 324 millones) para construir una pared subterránea de 1,5 kilómetros de tierra congelada alrededor de la planta, construida por Kajima Corporation. Se insertaron tuberías sobreenfriadas de 1,500 pies de largo en el suelo para congelar el agua subterránea y el suelo circundantes. El muro finalmente no logró disminuir significativamente el flujo de agua subterránea hacia el sitio. [60] [61]

El 26 de septiembre de 2020, el primer ministro Yoshihide Suga visitó la planta de energía nuclear de Daiichi para mostrar que su gabinete priorizó la reconstrucción de áreas que fueron afectadas por desastres naturales y nucleares. [62]

Ver también [ editar ]

  • GE tres
  • Lista de reactores de agua hirviendo
  • Lista de terremotos en Japón
  • Lista de plantas de energía nuclear en Japón
  • Energía nuclear en Japón
Accidente del terremoto y tsunami de 2011
  • Desastre nuclear de Fukushima Daiichi
  • Reacciones internacionales al desastre nuclear de Fukushima Daiichi
  • Reacción japonesa al desastre nuclear de Fukushima Daiichi
  • Efectos de la radiación del desastre nuclear de Fukushima Daiichi

Referencias [ editar ]

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Enlaces externos [ editar ]

  • Sitio oficial de desmantelamiento de Fukushima Daiichi
  • Foto archivada . Las unidades 1 a 4 se pueden ver de izquierda a derecha.
  • Vista 3D de Google Earth