Repercusiones Radiológicas del Accidente de Fukushima, Japón Lydia Paredes G., J. Raúl Ortiz M., Mario Bárcenas, Gustavo Molina Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares lydia.paredes@inin.gob.mx III Congreso anual de asociaciones AMEE / WEC MEX / AME y AMGN y XI Congreso anual de la AMEE. 23-25 de junio de 2011, Acapulco, Gro., México. Junio 25, 2011.
Índice Introducción Emisiones Radiactivas y el Monitoreo Radiológico Ambiental Monitoreo de Alimentos, Agua Potable, Agua de Mar y Suelo Acciones para Protección al Público Conclusiones y Lecciones Aprendidas
Introducción El viernes 11 de marzo 2011 a las 14:46 h (local), un Sismo con una magnitud de 9.0 grados en la escala de Richter, sacudió el noreste de Japón. Este sismo es el más violento después de 140 años. Réplicas: Magnitud Frecuencia 7.0 5 6.0 71 5.0 380 Al 16 de mayo 2011 http://www.mx.emb-japan.go.jp/alimentosjp
Introducción 55 minutos después (a las15:41 h local), un Tsunami golpeó las costas de Japón, con olas que alcanzaron hasta 14 m de altura.
Introducción Plantas Nucleares cerca del epicentro del sismo http://www.mx.emb-japan.go.jp/alimentosjp
Descripción de la planta Fig. 1. Diagrama de las instalaciones de un BWR con contención Mark I para Fukushima U-1, 2, 3, 4 y 5. 1: Vasija de reactor (RPV); 2: Contención primaria (pozo seco y alberca de supresión, incluye la frontera naranja); 3: Contención secundaria (edificio del reactor); 4: Función supresión (desfogue de vapor de la RPV); 5: Alberca de supresión de presión (toroide, pozo húmedo); 6: Desfogue de presión al pozo seco; 7: Pozo seco; 8: Tubería de alivio de presión de la vasija hacia la alberca de supresión; 9: Barras de control para control de potencia y apagado del reactor; 10: Alberca de combustible gastado (ACG); 11: Combustible gastado; 12: Tubería de venteo de la contención primaria; 13: Combustible en el núcleo del reactor
Cronología: Accidente en la Central Nuclear de Fukushima Dai-ichi, ubicada a 250 km de Tokyo Terremoto 9.0 grados Pérdida de energía exterior Tsunami entre 7-14 m Pérdida de Generadores Diesel Daño al encamisado Liberación de hidrógeno y radiactividad http://www.lemonde.fr/japon/infographie/2011/03/14/le-scenario-de-la-catastrophe-de-fukushima_1493124_1492975.html#ens_id=1493262
Potencia Térmica [MW] Calor (% del nominal) 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Evolución del Accidente Calor de Decaimiento Potencia nominal = 2381 MWt En 30 seg. 6.5 % de la potencia nominal = 155 MW 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 tiempo (días) 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0
Evolución del Accidente Descubrimiento del núcleo ~2/3 del núcleo expuesto La temperatura del encamisado ~900 C Posible liberación de gases nobles ~3/4 del núcleo expuesto Temp.. encamisado ~1200 C Zr + 2H 2 0 ->ZrO 2 + 2H 2
Eventos significativos (1) U1, U3: Acumulación y explosión de hidrógeno por venteo del contenedor hacia el edificio del reactor. U2: Explosión de hidrógeno dentro del contenedor primario. U4: generación de hidrógeno ocasionó incendio y explosión, destrozando el techo del edificio. U1 a U4: Eventos relevantes además de los daños al combustible en los reactores de las unidades 1, 2 y 3. Fuente: TEPCO
Fuente: AFP PHOTO/HO/NHK Sábado 12/marzo. 15:36 hrs. Explosión de hidrógeno en U1. El techo del edificio se destruyó. Fuente: REUTERS/KIM KYUNG-HOON Sábado 12/marzo. Evacuación de unas 186,000 personas en una zona de seguridad de 20 km de radio y monitoreo radiológico a la población.
Fuente: AFP PHOTO/HO/NHK Fuente: AFP PHOTO/HO/NHK Lunes 14/marzo. Suceden 2 explosiones debido al hidrógeno. El techo del edificio U3 se destruye. Martes 15/marzo. A las 6:10 y 10:00 h suceden 2 explosiones en la U2.
Jueves 17/marzo. Suceden 2 explosiones de hidrógeno y el techo del edificio U4 se colapsa. Fuente: AFP PHOTO/HO/NHK Lunes 21/marzo. Nuevo incendio en la U3. Fuente: AFP PHOTO/HO/NHK
La Central Nuclear de Fukushima Dai-ichi está ubicada a lo largo de la costa de Sendai, 250 Km al noreste de Tokio, en la prefectura de Fukushima. Cuenta con 6 reactores tipo BWR (Reactor de Agua Hirviente). Fotos : 11/03/2011 (antes) 13/04/2011 (después) 4 3 2 1 Tokyo Electric Power Company
U1, U2, U3 Estado de los reactores al 23/06/2011 Los reactores se mantienen en estado subcrítico. Se está inyectando agua fresca para enfriar el combustible + hidracina para prevenir corrosión, vía bombas portátiles fuera de sitio. A la U3 se le inyectó ácido bórico a la vasija del reactor para evitar recriticidad. U4 No tiene combustible en el núcleo, solo inyectando agua fresca externa para enfriar los combustibles en la alberca de combustible gastado. U5, U6 Apagado en frio, en condición estable y segura. El combustible gastado cuenta con enfriamiento. Fuente:OIEA
Emisiones Radiactivas iniciales Rapidez de dosis gamma (µsv/h) Explosión e Incendio U4 (piscina) Explosión U2 Venteo U2 Aumento de Presión y Venteo a Contención U2 y U3 Explosión U3 Venteo U3 Venteo U3 Explosión U1 Fechas Fuente: Gesellschaft für Reaktorsicherheit [GRS.de], TEPCO, NISA, www.csn.es
Rapidez de dosis Gamma (µsv/h) 25 Marzo 31 Mayo Fuente: OIEA Fondo natural (0.05-0.1 µsv/h)
Rapidez de dosis Gamma en el Este de la Prefectura de Fukushima (µsv/h) del 25 Marzo 31 Mayo Fuente: OIEA Fondo natural (0.05-0.1 µsv/h)
Emisiones Radiactivas: Término Fuente Implicados: 3 Reactores y 4 piscinas de combustible gastado No hay medidas directas de las descargas. Hay incertidumbre en las estimaciones. Al 14/abril/2011, NISA y NSC estiman que en forma global, el accidente de los 4 reactores de Fukushima Dai-ichi han liberado al ambiente del orden del 10% de lo emitido en el accidente de Chernobyl en 1986. NISA, NSC, www.csn.es
Valores máximos de concentración de material radiactivo en agua y alimentos (Bq/kg), Japón El Gobierno de Japón informó que los valores máximos provisionales permitidos de presencia de material radiactivo en agua y alimentos son: * 100 Bq/Kg para infantes
Monitoreo de Alimentos Han sido analizados los siguientes alimentos: Espinaca, cebollín, poro, col, lechuga, brócoli, espárrago, fresa, puerco, nabana, complemento de azúcar, hana wasabi, almeja, pescado, anchoas y nabo, producidas en 9 Prefecturas: Gunma, Chiba, Fukushima, Saitama, Tochigi, Shizouka, Kanawaga, Yamagata e Ibaraki. Los últimos resultados del 11 al 13 de abril, a partir de muestras tomadas en 8 prefecturas, los valores de yodo-131 y cesio-137 por debajo de los límites establecidos por las autoridades japonesas. En Fukushima e Ibaraki algunas muestras de pescado, espinaca, brócoli, col y perejil, presentaron niveles de yodo-131 y cesio-137 superiores a los establecidos. Prohibir el cultivo de arroz en 2011 en prefectura de Fukushima.
Leche Los resultados del análisis de muestras de leche del 15 de abril de 3 prefecturas (Fukushima, Yamagata e Ibaraki), indican valores de yodo-131 y cesio-137 por debajo de los límites establecidos. Igual 8 Prefecturas más. A partir del 16 de abril, la restricción de distribución de leche sin procesar establecida en 24 áreas de la prefectura de Fukushima ha sido eliminada. Las áreas son: Fukushima, Nihonmatsu, Date, Motomiya, Kunimi, Ootama, Kooriyama, Sukagawa, Tamura, Miharu, Ono, Kagamiishi, Ishikawa, Asakawa, Hirata, Koden, Shirakawa,Yabuki, Izumisaki, Nakashima, Saigo, Samekawa, Hanawa e Iwaki. Fuente: NISA, http://www.iaea.org/newscenter/news/tsunamiupdate01.html
Agua Potable Desde el 27 de abril se quita la restricción de consumo para infantes en la provincia de Iitate. Los últimos resultados muestran una disminución de la concentración de Yodo-131 y un aumento de la concentración de Cesio-137. Los valores máximos son de 1.1 Bq/kg y 0.17 Bq/kg para las prefecturas de Toshigi y Chiba respectivamente. Sin embargo, los valores muy por debajo de lo recomendado por el gobierno japonés y por la FAO para ingesta. Fuente: NISA, http://www.iaea.org/newscenter/news/tsunamiupdate01.html
Monitoreo de Concentraciones de Radiactividad en el Agua de Mar en zonas cercanas a Fukushima Dai-ichi NPS Japan Atomic Industrial Forum [jaif.or.jp/english; http://www.jaif.or.jp/english/news_images/pdf/engnews01_1303180183p.pdf
Concentración de radionúclidos (Bg/L) a una distancia mar adentro de 10, 20 y 30 km en la costa de Fukushima Profundidad Yodo-131 (Bq/L) Cesio-134 (Bq/L) Cesio-137 (Bq/L) 10 km 30 km 10 km 20 km 30 km 10 km 20 km 30 km Superficie 21.5 14.7 11.3 14.2 10.7 11.2 11.4 Media (30 a 49 m) 22.4 51.2 11.4 62.8 18.3 Media (61 a 75 m) Inferior (120 a 170 m) 15.7 20.6 18.8 10.0 11.2 12.6 12.1 Reportes al 13/mayo/2011 Japan Atomic Industrial Forum [jaif.or.jp/english; http://www.jaif.or.jp/english/news_images/pdf/engnews01_1303180183p.pdf
Contramedidas para impedir la dispersión de material radiactivo Para el agua contaminada TEPCO construyó: o 2 tanques para 6,000 y 4,000 toneladas de agua. o Diques de acero frente a la U-2 y barrera de arena frente U-3 y U4 Esparcimiento de un agente químico (zeolita) con capacidad de capturar el material radiactivo disperso en aire.
Acciones iniciales de Protección (1) Se decidieron rápidamente medidas de evacuación preventiva, primero a 3 km, después hasta 20 km y resguardo entre los 20 y 30 km. Unas 220,000 personas fueron evacuadas. Se realizaron chequeos radiológicos de evacuados. Administración profilaxis de yodo. Chequeos tiroides en niños (unos 1,000) en zonas particularmente afectadas. Fuente: REUTERS/KIM KYUNG-HOON
Acciones de Protección al Público (2) Control radiológico de alimentos producidos en zonas afectadas. Algunas partidas inmovilizadas: 169 de 1,269 muestras, exceden valores límite. Restricción: Fukushima, Ibaraki, Tochigi, Chiba. Control radiológico del agua potable. Algunas restricciones en puntos de cuatro prefecturas. Actualmente ya no se tiene restricción. Control radiológico en medio marino (radio de 30 km). Recomendaciones NSC (19/05/2011): Radio de 20 Km de la planta y otras áreas: zona de no entrada, zona de evacuación planeada. Futuro. Mantener vigilancia permanente hasta que se requiera.
Conclusiones y Lecciones Aprendidas (1) Accidente grave causado por 2 sucesos naturales extremos y casi simultáneos, con probabilidad muy baja de ocurrencia, contra el que la planta no estaba diseñada. Gestión de emergencia en el emplazamiento en circunstancias enormemente complejas. Estabilización llevará tiempo. Réplicas sísmicas. Emergencia exterior en general fue bien gestionada por autoridades japonesas. A pesar de su gravedad, no se parece a Chernobyl. Consecuencias económicas y para el sector energético nuclear muy importantes.
Conclusiones y Lecciones Aprendidas (2) Importancia de contar con instrumentación de medición adecuados para el seguimiento del accidente. Se deben analizar los eventos potenciales que pueden conducir a accidentes más allá de la base de diseño y selección del sitio: identificar potenciales vulnerabilidades y las medidas para contrarrestar. Revisar las Guías actuales para gestión de accidentes severos y Planes de Emergencia Externos de Centrales Nucleares. Este accidente evidenció la importancia de los programas de información y concientización del público ante casos de accidentes naturales y radiológicos.
Impacto del Sismo y del Tsunami Más de 15,000 muertes Más de 9,000 personas desaparecidas Más de 5,000 personas lesionadas No se tiene información de alguna pérdida de vida humana debido a consecuencias radiológicas Fuente: http://www.mx.emb-japan.go.jp/alimentosjp/situacion110519.pdf
La radiación en la vida diaria
GRACIAS POR SU ATENCIÓN!!!