Фүкүшимад юу болов

Юуны өмнө атомын цахилгаан станц (АЦС)-ын ажиллагааны зарчимын тухай товч танилцуулья. Түлшний цөмийн задралын үед суллагдсан нейтронууд түлшний атомуудтай нэгдэн түүний цөмийг задлаж илүү олон тооны нейтронууд суллагддаг. Суллагдсан нейтронууд дараа дараачийн атомуудтай нэгдэн тэдгээрийн цөмийг задлах процесс гинжин урвал хэлбэрээр үргэлжлэн явагдаж үр дүнд нь их хэмжээний дулааны энерги ялгардаг. Цөмийн түлшний задрал явуулж ялгарсан энергийн тусламжтайгаар усыг ууршуулах зориулалттай төхөөрөмжийг реактор гэх бөгөөд энэ нь атомын цахилгаан станцын үндсэн төхөөрөмж юм.

Реактор нь даралтат сав (1) болон хамгаалах сав (11)-аас бүрдэж, гадна талаараа ган буюу барилгын хүчитгэсэн төмөр бетон хийц (containtment) -ээр хамгаалагдсан байдаг. Реакторын төвд байрлах бортого хэлбэрийн сав (2)-ууд цөмийн түлшийг агуулах бөгөөд тэдгээрийн хооронд дээш доош шилжих хөдөлгөөн бүхий тохируулах саваа (3)-ууд байрлана. Тохируулах саваанууд нь нейтронуудыг шингээж авах чадвартай учир тэдгээрийн байрлалыг өөрчилөх замаар цөмийн урвалаас ялгарах энергийн хэмжээг тохируулдаг. Хэрэв тохируулах саваануудыг ашиглахгүй тохиолдолд цөмийн задралын гинжин урвалын үед маш богино хугацаанд асар их хэмжээний энерги ялгарах бөгөөд цөмийн энергийн ийм хэлбэрийг ашигласан жишээ нь атомын бөмбөг юм.

Реактороос гарах өндөр даралт бүхий усны уураар турбин (6)-ыг эргүүлэх үед түүнд холбогдсон генератор (7)-т цахилгаан энерги үүсдэг. Энэхүү процесс нь нүүрсэн түлш бүхий дулааны цахилгаан станцтай адил юм. Турбиныг эргүүлсэн усны уур конденсацлагдан шингэн хэлбэр (ус)-т шилжих бөгөөд насос (10)-ны тусламжтайгаар дахин реакторт оруулж ууршуулдаг. Ус (5), уур (4)-ын эргэлтийн энэхүү хэлхээ реакторын цөмийг дайрч өнгөрөх учир задралын процессоос үүсэх цацраг идэвхт бодисыг агуулж байдаг. Мөн турбинээс гарсан уур усны холимгийг конденсацлаж бүрэн хэмжээгээр ус болгон хувиргах зориулалттай хөргөлтийн үндсэн систем (9) ашиглагдах бөгөөд энэхүү системийн насосууд зэрэг АЦС-ын төхөөрөмжүүд тухайн өөрийн үйлдвэрлэсэн цахилгаан энергээр тэжээгддэг. Японы АЦС-уудын реакторууд хөргөлтийн үндсэн системээс гадна зөвхөн ослын үед ажиллах зориулалттай ослын хөргөлтийн хоёр системээр давхар тоноглогдсон байдаг. Ослын хөргөлтийн 1-р систем нь цахилгааны гадны буюу дизел эх үүсвэрээр тэжээгдэж хөргөлтийн үндсэн ситемээс тусдаа схемээр ажилладаг. Харин энэхүү систем ямар нэг байдлаар доголдсон тохиолдолд ослын хөргөлтийн 2-р систем ажиллаж далайн усыг шууд реакторт шахах замаар хөргөлт явуулдаг. Хөргөлтийн үндсэн болон ослын 1-р системд өндөр хэмжээгээр цэвэрлэгдсэн ус ашиглагддаг бол ослын 2-р систем шууд далайн ус ашигладгаас энэхүү систем ажилласан тохиолдолд реакторыг дахин ашиглах боломжгүй болдог байна.

Аваар осол тохиолдох үед АЦС-д реакторын үйл ажиллагааг зогсоох, реакторыг хөргөх, цөмийн түлш болон цацраг идэвхт бодисын алдагдал гаргахгүй байх гэсэн 3 үндсэн шаардлага тавигддаг байна. Реакторын ажиллагаа буюу цөмийн задралын гинжин урвалыг зогсоогоогүй тохиолдолд ялгарч буй энергийн нөлөөгөөр дэлбэрэлт үүсч цацраг идэвхт бодис их хэмжээгээр алдагдах нөхцөл болдог. Мөн реакторын ажиллагааг зогсоосон ч задралаас үүссэн цацраг идэвхт бодисууд тодорхой хэмжээний дулааны энерги агуулах учир хэд хоногийн туршид хөргөх шаардлага гардаг байна. Эцэст нь ямар нэгэн байдлаар цацраг идэвхт бодисын алдагдал гаргах тохиолдолд хүний бие болон байгал орчинд нөхөж баршгүй хохирол учруулах эрсдэлтэй юм.

1-р реакторын дэлбэрэлт
Фүкүшима Дай-Ичи (нэгдүгээр) АЦС нь 4.7 ГВт хүчин чадалтай бөгөөд энэ үзүүлэлтээр дэлхийн хамгийн том 25 АЦС-ын нэгт тооцогддог. 1971 онд байгуулагдсан, японы Фүкүшима мужын Окүма хотод далин эрэг дээр байрладаг, 460-1100 МВт хүчин чадал бүхий 6 цөмийн реактортой юм.
3 сарын 11-ний өдрийн газар хөдлөлтөөр япон улсын дөрвөн АЦС-ын ослын үеийн хамгаалалтын систем ажиллаж 11 цөмийн реакторын ажиллагаа автоматаар зогссон байна. Энэ үед тохируулах саваанууд реакторуудын түлшний бортогоны хооронд байрлаж реактор доторхи нейтронуудыг шингээж авсанаар задралын процесс бүрэн зогсчээ. Өөрөөр хэлбэл дээр дурдсан ослын үеийн 3 шаардлагын эхнийх нь бүрэн хангагдсан юм. Энэ үед АЦС-ийн цахилгаан генераторуудын ажиллагаа мөн адил зогсож цахилгааны дотоод тэжээлийн үүсгэвэргүй болсоноос хөргөлтийн үндсэн системийн насос зэрэг дотоод тэжээлээс хангагддаг цахилгаан төхөөрөмжүүд мөн адил зогсов. Дараагийн ээлжинд ихэнх АЦС-уудад ослын үеийн хөргөлтийн 1-р систем (хөргөлтийн үндсэн системээс тусдаа, зөвхөн аваарын үед ажиллах ) ажиллаж реакторын хөргөлт зохих ёсоор явагдсан байна. Мөн реакторыг зогсоох, хөргөх үйл ажиллагаа амжилттай явагдсан учир түлш болон цацраг идэвхт бодисын алдагдалгүйгээр ихэнх станцуудыг бүрэн зогсоож чадсан юм.

Харин газар хөдлөлтийн голомтод хамгийн ойр байрлах Фүкүшимагийн Дайичи АЦС-ын 1-р реакторын ослын үеийн хөргөлтийн 1-р систем ажиллаагүй байна. Шалтгаан нь бүрэн тодорхойгүй болоогүй байгаа боловч газар хөдлөлтийн нөлөөгөөр дизел станцад гэмтэл гарсанаас ажиллаагүй, мөн гадаад үүсвэрээс цахилгаан тэжээл авах боломжгүй болсонтой холбоотой гэж үзэж байгаа юм. Дараагийн шатанд ослын хөргөлтийн 2-р системийг ажиллуулан далайн усыг реакторт шахаж эхэлсэн боловч доголдол гарч хөргөлт бүрэн явагдаж чадаагэй байна. 11-ний өдрийн орой реактор дотор их хэмжээний уур үүсч даралт ихэссэнээс дэлбэрэх нөхцөл бий болсон учир даралтат хийг шууд агаарт гаргасан байна. Үүгээр дээр дурдсан 3-р шаардлага хангагдаагүй бөгөөд цацрагийн тун хэмжээг тодорхой хэмжээгээр агуулсан усны уур агаарт цацагдаж тархаж эхэлсэн юм. Хөргөлтийн үед түлшний бортогууд бүрэн хэмжээгээр усанд булхсан байдалд байх ёстой боловч тодорхойгүй шалтгаанаар усны түвшин буурч бортгоны дээд хэсэг уснаас ил гарчээ. Энэ нь дулааны энергийн нөлөөгөөр бортогууд хайлах, гэмтэх эрсдэл бий болгож цаашид цацраг идэвхт бодис алдагдахад хүргэж болох байв.

12-ны өглөө реакторын усны түвшин буурч 4 м урттай түлшний бортогоны 170 см орчим хэсэг нь уснаас ил гарсан бөгөөд хайлах буюу гэмтсэн байх магадлалтай хэмээн мэдээлэгдэв. Өдрийн 12 цагийн үед 1-р реакторын цөмийн хаягдалд хийсэн шинжилгээгээр цацраг идэвхт цезий илэрсэн байна. Энэ бодис нь түлшний бортогод агуулагдах учир бортого хайлсан байж болох таамаглалыг баталгаажуулав. Эцэст нь өдрийн 3 цаг 30 минутад 1-р реакторт дэлбэрэлт болов. Дэлбэрэлтийн шалтгааныг түлшний бортого хайлан усны ууртай урвалд орж их хэмжээний устөрөгчийн хий үүссэнээс болсон хэмээн таамаглаж байгаа боловч реакторын битүүмж ямар нэг байдлаар алдагдаагүй хэмээн мэдээлэв. Мөн реактор дотор үүссэн усны уур реактороос гадагшилж төмөр бетонон барилгын хийцийн дээвэр дор хуралдаж дэлбэрсэн гэсэн дүгнэлтийг мэргэжилтнүүд гаргасан нь барилгын зөвхөн дээврийн хэсэг дэлбэрсэн байгаагаар нотлогдож байгаа юм. Гэхдээ уур ямар замаар реактороос гадагшилсан нь тодорхойгүй байна. Энэ үйл явдал Япон улсын цөмийн эрчим хүчний түүхэнд хамгийн том осолд тооцогдох болов. 19 хүн дэлбэрэлтээс алдагдсан цацраг туяаны нөлөөнд орсон нь тодорхой болсон боловч нийтдээ 600 гаруй хүн мөн адил цацрагийн тунг хүртсэн байх магадлалтай хэмээн мэдээлэгдэв. Станцын ойролцоох хэмжих төхөөрөмжийн заалтаар цацрагийн хэмжээ цагт 1600 орчим мкЗв (микрозиверт) хүрсэн байна.

3-р реакторын дэлбэрэлт
12-ны оройн 5 цагаас 3-р реакторт усны түвшин буурч мөн адил түлшний бортого хайлах нөхцөл үүссэн учир ослын хөргөлтийн 1-р системийг зогсоож реакторт далайн ус шахах ажил эхлэв. Мөн адил реакторын даралт ихэссэнээс реакторын уурыг агаарт гаргах ажиллагааг өглөөний 5 цаг орчимд эхлүүлсэн байна. 13-ний өдөр усны түвшин буурч түлшний бортогоны 2.2 м хэмжээтэй хэсэг уснаас ил гарсан учир хайлсан байх магадлалтай тухай мэдээлэгдэв. Энэ нь 1-р реактортой адил устөрөгчийн дэлбэрэлт үүсэх нөхцөл бий болсон гэсэн үг юм. Усны түвшингийн бууралтын шалтгаан тодорхойгүй байсан бөгөөд усны шугамд ямар нэгэн алдагдал гарсан, мөн түвшингин хэмжүүр алдаатай зааж байж магадгүй хэмээн таамаглаж байв. 13-ний 11 цагт 1-р реакторт болсон адил дэлбэрэлт 3-р реакторт болов. 3-р реакторын хүчин чадал нь 1-ээс 1.5 дахин илүү учир дэлбэрэлтийн хүч ч тэр хэмжээгээр их байв. Хэмжилтээр реакторын ойр орчимд нейтрон болон цацраг идэвхт бодис илрээгүй учир реакторын бүрэн бүтэн байдал алдагдаагүй гэсэн дүгнэлт гарчээ. Станцын ажилчин 11 хүн шархдаж 1 хүнд цацрагын тун шингэсэн учир ойр орчимын 20км-ийн тойрогт байрлах хүмүүсийг нүүлгэх буюу гэртээ хоргодох арга хэмжээг авч эхлэв. 13-ний өдрийн 2 цаг 20 минутад хийсэн хэмжилтээр цацрагын хэмжээ зөвшөөрөгдөх дээд хязгаар (500 мкЗв)-ыг давж цагт 751 мкЗв-т хүрсэн боловч хэсэг хугацааны дараа 200 мкЗв-т хүрч тогтворжсон байна.

2 болон 4-р реакторын дэлбэрэлт
13-ний өдрийн 1 цагийн үеэс 1, 3 -р реакторуудтай адилаар 2-р реакторын хөргөлтийн ажиллагаа доголдон, реакторын даралтын хэмжээ ихэсч усны түвшин буурч эхлэв. Энэ нь түлшний бортого хайлж устөрөгчийн дэлбэрэлт үүсэх нөхцөл учир усны уурыг агаарт гаргах оролдлого хийсэн боловч агаарын хаалтууд нээгдээгүйгээс амжилтгүй болсон байна. Мөн реакторт далайн ус шахаж байсан боловч хөргөлт шаардлагатай хэмжээнд хүртэл явагдсангүй. Мэргэжилтнүүд реакторын даралт өндөр байгаагаас насос усыг бүрэн шахаж чадахгүй байна хэмээн дүгнэж реакторыг хөргөх үйл ажиллагаа хяналтаас гарсаныг хүлээн зөвшөөрөв. 14-ний өглөөний 6 цаг 10 минутад 2 реакторт жам ёсны гэмээр дэлбэрэлт болов. Энэ удаад реакторын хамгаалалтын саванд гэмтэл гарсан байх магадлалтай тухай мэдээлэгдэв. Өглөө 8 цаг 30 минутад хийсэн хэмжилтээр цацрагын хэмжээ зөвшөөрөгдөх дээд хэмжээнээс 16 дахин ихэсч 8217 мкЗв болов. Энэ нь түлшний бортого хайлсаныг харуулж байна гэж үзэж болох юм. Хэсэг хугацааны дараа цацрагын хэмжээ цагт 2000 мкЗв орчимд хүрч тогтворсон байна. Оршин суугчдыг нүүлгэх буюу аюулгүй байдалд хоргодох тойрийн хэмжээг 30 км болгон нэмэгдүүлэв.

15-ны өдрийн өглөөний 6 цаг 14 минутад 4-р реакторын орчимд дэлбэрэлтийн чимээ сонсогдож дээврийн хэсэгт түймэр гарсан байгааг станцын ажилчин илрүүлсэн байна. 4-р реактор нь 1, 2, 3-р реакторын адил ажиллагаанд залгаатай байгаагүй бөгөөд шалгалт, засвар хийх зорилгоор зогсолтын байдалд байсан юм. Түймэр хэсэг хугацааны дараа унтарсан боловч барилгын дээврийн хэсэгт 8 м хэмжээний 2 нүх үүссэн байна. Станцын ажилчид 1, 2, 3-р реакторын хөргөлтийн ажиллагаанд анхаарал хандуулж 4-р реакторын хянлтыг орхигдуулсанаас хэрэглээгүй түлшний хөргөлтийн ажиллагаа алдагдан усны түвшин буурч, температур нэмэгдсэнээс дэлбэрэлт болсон гэсэн урьдчилсан дүгнэлтийг гаргав. 15-ний өдрийн 1 цагийн үед 3-р реакторын орчимд хийсэн хэмжилтээр цацрагын хэмжээ цагт 400 млЗв (миллизиверт) буюу нэлээд аюултай хэмжээнд хүрч өссөн байна.

Цацраг туяаны тархалт
Одоогоор цацрагын тархалтын хэмжээ хэрхэн өөрчлөгдөх нь хүмүүсийн сэтгэлийг хамгийн ихээр түгшээж байна. Өнөөдрийг хүртэл АЦС-ын ойр орчинд илэрсэн цацраг туяаны хэмжээ компьютер томограф, рентгэн зэрэг эмнэлгийн шинжилгээний үед хүний биед шингэх хэмжээнээс илүү гараагүй байсан юм. Харин хамгийн сүүлийн хэмжилтээр илэрсэн цагт 400 млЗв хэмжээ нь АЦС-ын ажилчны биед бүтэн жилийн турш нөлөөлж болох хэмжээнээс 8 дахин их байгаа нь ноцтой үзүүлэлт юм. Цацрагийн хэмжээ цагт 500 млЗв болох тохиолдолд хүний бие хордлогод орж венийн судсан дахь линфоцитийн хэмжээ багасах, цагт 1000 млЗв хүрсэн тохиолдолд 10 хүний нэгт дотор муухайруулах нөлөөг тус тус үзүүлдэг байна. Мөн энэ өдрөөс гамшигт нэрвэгдсэн мужуудад цацрагын хэмжилт хийж эхэлсэн бөгөөд өглөөний 6 цагийн хэмжилтээр АЦС-аас 70 км зайтай Ибараки мужын Китаибараки хотод ердийн хэмжээнээс 100 дахин их буюу 5.575 мкЗв, Точиги мужийн Үцүномия хотод 35 дахин их буюу 1.317 мкЗв, Сайтама хотод 20 дахин буюу 1.222 мкЗв, Токиод мөн адил 20 дахин их хэмжээний цацраг туяа тус тус тархсан нь илэрсэн байна. Ердийн хэмжээ гэдэг нь байгальд ердийн нөхцөлд үүсэх цацараг туяаны хэмжээ юм.

Фүмүшима Дайичи АЦС-ын гурван реакторт гарсан дэлбэрэлтийн шалтгаан болон явц бүрэн тодорхой болоогүй байгаа боловч үндсэндээ газар хөдлөлтөөс үүдэлтэй хөргөлтийн системийн гэмтэлээс шалтгаалсан хэмээн урьдчилсан байдлаар дүгнэж болох юм. Дайичи АЦС-аас 11 км зайд байрлах Фүкүшима Дай-ни (хоёрдугаар) АЦС-д хөргөлтийн системд гэмтэл гараагүй бөгөөд бүх реакторуудын хөргөлтийг 14-ний өдөр бүрэн гүйцэтгэж чадсан байгаа нь энэхүү дүгнэлтийг баталгаажуулж байна. Хэдийгээр цацраг туяа болон цацраг идэвхт бодисыг хүрээлэн байгаа орчинд тодорхой хэмжээгээр алдсан ч хөргөлтийн системийн ажиллагааны доголдолтой нөхцөлд нарийн төвөгтэй процессийг тодорхой хэмжээгээр чадварлагаар удирдаж цөмийн реакторын томоохон дэлбэрэлтэд хүргээгүй япон мэргэжилтнүүдийн ур чадварыг үнэлэх хэрэгтэй болов уу.

Мөн түүнчлэн энэ удаагийн газар хөдлөлтийн хүч урьд тохиолдож байгаагүй өндөр байсан учир хамгаалалтын системийн хүчин чадлаас давсан, өөрөөр хэлбэл ийм хэмжээний газар хөдлөлтөд бэлтгэлгүй байсан хэрэг юм. Иймд бүх АЦС-уудын хамгаалалтын ситемийн түвшинг дээшлүүлэх асуудал мөн адил яригдаж байна. Одоогийн байдлаар гурван реакторын параметрүүд болон хөргөлтийн үйл ажиллагаа тогтворжсон байгаа боловч цаашид нөхцөл байдал ямар нэг байдлаар хүндэрч болохыг үгүйсгэхгүй байна. Хэдийгээр дэлбэрэлт үүссэн ч 4 хоногийн туршид хөргөлт хийгдэж, реакторын температур тодорхой хэмжээгээр буурч байгаа учир хэд хоногийн дараа хөргөлтийг бүрэн дуусгах боломж бүрдэнэ гэдэгт хүмүүс найдаж байна. Цаашид реакторуудын хөргөлтийн үйл ажиллагааны явцын талаархи онцлог мэдээллүүдийг тус блогоор мэдээлж байх болно.

Технологи, Фүкүшима, Эрчим хүч