1 FUKUSHIMAN JA JAPANIN TAPAHTUMIEN VAIKUTUS YDINTURVALLISUUSSÄÄDÖKSIIN Keijo Valtonen ATS Syysseminaari 3.11.2011 Keijo Valtonen
Maanjäristys 11.3.2011 klo 14:46 Japanin aikaa Tyynellä merellä, n. 100 km Japanin itärannikosta tapahtui suuri maanjäristys (9,0 Richterin asteikolla), jonka aiheut mannerlaauojen reunan pystysuora liikahdus. Maanjäristys aiheu< vakavia vaurioita paikalliselle infrastruktuurille: kulkuyhteydet Detoliikenneyhteydet sähköverkot vesivoimalaitoksen patomurtuma KUVA: GeospaDal informadon authority of Japan 2
Maanjäristysalueen ydinvoimalaitokset Kuva:GRS Maanjäristyskeskusta lähimpänä oli neljä ydinvoimalaitospaikkaa: Onagawa Fukushima Dai- ichi Fukushima Dai- ni Tokai Maanjäristys ei aiheuianut merkiiäviä vahinkoja alueen ydinvoimalaitoksille. Kaikki käynnissä olleet laitosyksiköt pysähtyivät automaa<sesd järistyksen seurauksena, ja turvallisuusjärjestelmät huolehdvat niiden jälkilämmön poistosta. Fukushima Dai- ichin laitos mene< yhteyden valtakunnan sähköverkkoon, joten siellä turvallisuusjärjestelmät siirtyivät varavoimadieselgeneraaiorien perään. Noin tund maanjäristyksen jälkeen Fukushima Dai- ichin laitospaikalle iski 40 km/h nopeudella 15 metriä korkea hyökyaalto. 3
Hyökyaalto tuhosi Fukushima Dai- Ichissä suuren määrän laiueistoa mekaanisen iskun ja tulvimisen kauua varavoimadieselgeneraaiorit polioaine- ja vesisäiliöitä tärkeimmät sähkönjakelulaiieet laitoksen miiaus- ja ohjausjärjestelmät Laitosalue jäi tulvan laskeiua rojun peiioon: toiminta laitosalueella hankaloitui merkiiäväsd. 4
Toimintaa täydessä pimeydessä sähkön menetyksen jälkeen. Paikoitellen säteilytaso oli hyvin korkea. Työskentelyä laitoksen sisäzloissa: Vaikeutena pimeys ja la<oilla ollut roju Tilapäinen sähkön syöuö miualaiueille: Työntekijät rakensivat sähkölähteen autoista noudetuista akuista. Työskentelyä valvomossa : MiIalaiIeita lue<in taskulampun valossa Vuoropäällikön työpiste: Vuoropäällikkö tutki ohjeistoa kaasunaamari päässä ja taskulampun valossa 5
Tsunamin vaikutus muilla laitosyksiköillä Fukushima Dai- niin iskenyt aalto oli matalampi ja laitos oli paremmin suojaiu aaltoa vastaan kuin Fukushima Dai- ichi. Tsunami tuhosi sielläkin valtaosan diesel- generaaioreista ja osan muistakin turvallisuus- järjestelmistä, muia laitos onnistu<in saamaan turvalliseen Dlaan säilyneen ulkoisen verkkoyhteyden avulla. Kuva: Naoto Sekimura / US. Academy of Sciences Onagawan laitos oli suojaiu 14,8 metrin tsunamia vastaan, joten siellä ei tapahtunut merkiiävää tulvimista, vaikka laitospaikka siirtyi maanjäristyksessä metrin alaspäin.. 6
YdinvoimalaitosonneUomuuksien vaikutus säädöstöön Ydinvoima onneuomuus TMI Chernobyl Fukushima Dai ichi OnneUomuuden vaikutus säädöstöön Vakavat onneiomuudet, Syvyyssuuntainen puolustusperiaate Vakavat onneiomuudet, reakdivisuuden hallinta, turvallisuuskuliuuri Ulkoiset uhat, yhteisviat
Fukushimassa erityispiirteet ja tehdyt muutokset 8 Täydellisen vaihtosähkön menetyksen varalle Fukushima Dai- ich 1:llä käynnistyslauhdudn (eristyslauhdudn) Kaikilla laitosyksiköillä on turpiinikäyiöiset syöiövesipumput TMI:n jälkeen tehdyt muutokset Suojarakennusten inertoind (Mark 1) Suojarakennuksen paineen hallinta Mahdollisuus pumpata veiä sekä reaktoriin eiä suojarakennukseen suojarakennuksen ulkopuolisista yhteistä.
Fukushiman opetukset LaitosturvallisuuUa (mm. ydinturvallisuussäädöksien) kehiuämistä vaazvat alueet (1/2) 9 TurvallisuusvaaDmusten taso ja niiden muutostarve vaihtelee maakohtaisesd. Esille tulleita parannuskohteita ovat : ulkoiset uhat, esim. äärimmäiset sääilmiöt, seismiset ilmiöt riiiävän toiminta- ajan varmistaminen häiriöissä ja onneiomuuksissa ilman laitoksen ulkoisia yhteyksiä turvallisuustoimintojen osajärjestelmien ja eri syvyyssuuntaisen puolustusperiaaieen tasojen fyysistä ja toiminnallista eroielu turvallisuustoimintojen yhteisvikojen hallinta aidolla diversifioinnilla pitkäaikainen vaihtosähkön menetys suojarakennuksen ylipainesuojaus käytetyn polioainealtaan jäähdytys vakavat onneiomuudet ja niiden ohjeisto valmiustoiminta
Fukushiman opetukset LaitosturvallisuuUa (mm. ydinturvallisuussäädöksien) kehiuämistä vaazvat alueet (2/2) 10 epätodennäköiset ilmiöt, joiden seurausvaikutukset ovat merkiiävät, oteiava huomioon organisaadoiden toimintamahdollisuuksien parantaminen valvomossa työskentelyn turvaaminen kaikissa Dlanteissa valmiusviesdnnän varmistaminen laitoksen ja muiden toimijoiden välillä tarveaineiden ja laiieistojen varmistaminen mukaan lukien suojavarustus säteilyä vastaan laiieistot jäieiden käsiiely.
Fukushiman vaikutus kansainvälisiin ydinturvallisuussäännöksiin Kansainvälisiä ja kodmaisia ydinturvallisuusvaadmuksien parantaminen aloiteiu jo ennen Fukushiman onneiomuuia YVL ohjeiden uudistus Uusissa ohjeissa otetaan paremmin huomioon syvyyssuuntainen puolustusperiaate vanhaan ohjeistoon lisäiy oleteiujen onneiomuuksien laajennus, DEC (Design extension condidon, liiiyy monimutkaisiin vikayhdistelmiin ja yhteisvikojen hallintaan) IAEA:n uusi ohje SSR 2.1, Safety of Nuclear Power Plants: Design korvaa vanhan ohjeen NS- R- 1 Ohjeessa syvyyssuuntaista puolustusperiaateia täydenneiy myös DEC :llä Suomalaisesta käytännöstä poiketen vakavat reaktorionneiomuudet osa DEC:ä WENRA vaadmukset uusille ydinvoimalaitoksille Sama sisältöisiä muutoksia kuin IAEA:n ohjeissa Määritelty uusia aihekohtaisia vaadmuksia (posidon papers) mm. severe accidents, muldple failures, independence of systems, external and internal hazards) 11
Syvyyssuuntainen puolustusperiaate (WENRA, IAEA) Level 1 Prevention of Abnormal operation and failure Level 2 Control of Abnormal operation and failure Level 3a Control of accident to limit radiological releases and prevent escalation to core damage conditions Level 3 b Control of accident to limit radiological releases and prevent escalation to core melt conditions Level 4 Level 5 Practical elimination of situation that could lead to early or large release of radioactive materials Control of accidents with core melt to limit of-site release Mitigation of radiological consequences of significant releases of radioactive materials (Off-site emergency response) PVM/NN 12
Syvyyssuuntaisen puolustusperiaaueen tasot, tapahtuma luokat ja niiden taajuudet (uusissa suomalaisisssa vaazmuksissa) taso 1 taso 2 Normaali toiminta (DBC 1) OdoteIavissa olevat käyiöhäiriöt (DBC 2) f > 10-2 /a taso 3a taso3b SuunniIelun perustana käyteiävät onneiomuudet Luokka 1 (DBC 3) SuunniIelun perustana käyteiävät onneiomuudet Luokka 2 (DBC 4), OleteIujen onneiomuuksien laajennus (DEC) 10-2/a > f > 10-3/a f < 10-3/a Monimutkaiset vikayhdistelmät- DEC A yhteisviat DBC2 / DBC3 DEC B monimutkaiset vikayhdistelmät ja harvinaiset sääilmiöt taso 4 Vakavat onneiomuudet Turvallisuustavoite CDF <10-5/a, LRF < 5.7x10-7/a PVM/NN 13
Design Extension CondiZons (DEC) (1) 14 DEC A Ryhmään A kuuluvina oletetun onneiomuuden laajennuksina käsitellään tapahtumia, joissa käyiöhäiriön tai luokan 1 oletetun onneiomuuden alkutapahtumaan liiiyy turvallisuusjärjestelmissä esiintyvä yhteisvika. - Esimerkkejä luokan A oletetun onneiomuuden laajennuksena käsiteltävistä tapahtumista ovat - ATWS - Täydellinen sähkönmenetys - täydellinen syöiövedenmenetys - primääripiirin pieni vuoto, jonka yhteydessä yksi reaktorin hätäjäähdytysjärjestelmistä ei toimi (esim. korkea- tai matalapainehätäjäähdytysjärjestelmä) - reaktorin välijäähdytyspiirin menetys - reaktorin normaalin jälkilämmönpoistojärjestelmän menetys - lopullisen lämpönielun menetys Analyyseissa käytetään realisdsia oletuksia paitsi yksiiäisvikaa sovelletaan turvallisuustoimintoihin 03.11..2011
Design Extension CondiZons (DEC) (2) 15 DEC B Ryhmään B kuuluvina oletetun onneiomuuden laajennuksina käsitellään monimutkaisia vikayhdistelmiä ja harvinaisia ulkoisia tapahtuma Esimerkkejä monimutkaisista vikayhdistelmistä ovat Usean höyrysdmen lämmönsiirtoputken katko (~10) äärimmäiset sääilmiöt suuren matkustajalentokoneen törmäys Analyyseissa käytetään realisdsia oletuksia (ei vikakriteeriä)
16 Suomen johtopäätökset Välitöntä tarveia muuiaa uusia laitoksia koskevia turvallisuusvaadmuksia ei ole Kuitenkin Detyillä alueilla on tarveia tehdä parannuksia (koskee sekä olemassa olevia eiä uusia laitoksia). Näistä keskeisimpiä ovat: laitospaikkakohtaisten uhkien tarkempi huomioonoio (riiiävien varmuusmarginaalien varmistaminen) turvallisuustoimintojen diversifioinnin tehostaminen