Podvodní robot, který pracoval uvnitř třetího kontejnmentu, jde o malou na dálku ovládanou ponorku se světly, kamerami, dozimetrem, poháněnou lodním šroubem. (Zdroj IRID).

Roboty už pracovaly uvnitř všech třech zničených reaktorech

V předchozí části cyklu o Fukušimě byly podrobně rozebrány znalosti o situaci uvnitř kontejnmentů prvních dvou zničených reaktorů, které se podařilo získat pomocí robotů. V prvním reaktoru proběhly dva průzkumy, při kterých roboty podobné hadu pronikly potrubím do vnitřních částí kontejnmentu. V tomto případě robota vyvinuly společně vědci z ústavu IRID (International Research Institute for Nuclear Decommissioning), kteří se zabývají vývojem technologií pro vyřazování jaderných zařízení z provozu a jejich likvidaci, a technici firmy Hitachi-GE. Nejdříve prozkoumaly roštovou podlahu okolo centrální části, nad kterou je upevněna reaktorová nádoba. Ta byla nepoškozena a ve velmi dobrém stavu. Druhý průzkum provedl vylepšený robot, který mohl spouštět kameru a dozimetry mezerami v roštech podlahy do vody. Tento robot nahlédl i do prostor v centrální části pod dnem reaktorové nádoby. V tomto případě se nepodařilo najít žádné známky zbytků ztuhlé taveniny z aktivní zóny ani v blízkosti vstupu do centrální části pod reaktorovou nádobou. Během průzkumu se odebraly vzorky sedimentu ve vodě. Jejich analýza uveřejněná začátkem června 2017 nepotvrdila, že by tam byly části roztaveného paliva. Podrobný rozbor výsledků měření a analýz z druhého průzkumu by měl být zveřejněn příští měsíc.

Schéma skenování aktivní zóny třetího bloku. Detektory mionů umístěné v prvním patře strojovny umožňují „vidět“ celou aktivní zónu i spodní část reaktorové nádoby (zdroj TEPCO).

U druhého reaktoru se roboty vyvinuté pracovníky institutu IRID, tentokrát s firmou Toshiba, dostaly rampou přímo do centrální části. Zde byly části roštové podlahy silně poškozeny a některé úplně chyběly. V některých jejich částech byla vidět temná hmota, která by mohla být ztuhlou taveninou ze zničené aktivní zóny. Ovšem tento její původ zatím pořád není jistý. Zjistil se zde velmi vysoký dávkový příkon až několik stovek Sievertů za hodinu. Podrobný popis toho, co roboty v prvních dvou blocích objevily, je právě ve zmíněném předchozím článku cyklu.

Pohled na robota a jeho jednotlivé části (zdroj IRID).

Robot ve třetím reaktoru

Situace u třetího reaktoru byla mnohem komplikovanější. Tam je hladina vody v kontejnmentu velmi vysoko a robot se tak musel přímo při proniknutí do kontejnmentu ponořit do šest metrů hlubokého bazénu radioaktivní vody. Bylo tak potřeba připravit vodotěsnou plovoucí variantu robota, která dokáže vydržet práci pod hladinou v radioaktivní vodě. Stejně jako předchozí roboty jej vyvinuli pracovníci institutu IRID, tentokrát podobně jako roboty pro druhý blok s firmou Toshiba. Plovoucí robot o délce zhruba 30 cm, šířce 13 cm a hmotnosti 2 kg je poháněn lodními šrouby a jde vlastně o malou ponorku či umělou rybu. To je důvod, proč je označován jako malý měsíčník (severoamerický okoun). Šířka je dána potrubím o průměru 14 cm, které se pro průnik do kontejnmentu využilo. Je vybaven dvojicí LED světel o výkonu 10 W, dvěma kamerami a dozimetrem. Stejně jako předchozí roboty je připojen ke komunikačnímu a napájecímu kabelu, přes který je ovládán a zásobován elektřinou. Rychlost jeho pohybu je malá, okolo 150 m/h. Vydržet by měl dávku až do 200 Sv. V tomto bodě je voda výhodou, protože radiaci efektivně stíní. Video z testů robota je zde.

Spodní část systému pro pohon řídicích tyčí (zdroj TEPCO).

Samotný průzkum byl zahájen 19. července 2017 a trval tři dny. Robot se postupně nořil stále hlouběji. Zjistil, že velká část roštové podlahy pod reaktorovou nádobou chybí. Zároveň lokalizoval řadu dalších poškození struktur pod její spodní části, například konstrukce nesoucí pohony řídicích tyčí. Naopak na dně pod reaktorovou nádobou byly zjištěny části popadaných konstrukcí, roštů z podlahy a kusy lávové hmoty, která je s největší pravděpodobností ztuhlou taveninou vzniklou roztavením paliva a částí konstrukcí aktivní zóny. Kusy jsou nakupeny do hromad. Zároveň jsou často vidět různé kamínky, písek, rez a kal. Jde zatím o nejjasnější identifikaci možné taveniny z aktivní zóny.

Schéma proniknutí robota do kontejnmentu, fialová průhledná barva ukazuje naplnění kontejnmentu vodou do výšky šesti metrů (zdroj TEPCO).

Společnost TEPCO a ústav IRID zatím neuveřejnili výsledky měření radioaktivity. Také ještě nejsou publikovány výsledky skenování pomocí kosmických mionů, které začalo u tohoto bloku od května 2017 a probíhá už několik měsíců. Metoda využití kosmických mionů pro skenování vnitřních prostor kontejnmentu a výsledky získané u prvního bloku jsou zde.

Jeden ze záběrů pořízených uvnitř kontejnmentu třetího reaktoru (zdroj TEPCO).

Získané informace by měly umožnit nalezení metody likvidace zničené aktivní zóny, vyzvednutí a bezpečné uložení zničených částí a vysoce radioaktivních materiálů. Japonský ministr průmyslu Hirošige Seko na základě prvních informací z tohoto průzkumu prohlásil, že by již v září mohl existovat první návrh, jak provést odstranění zbytků zničené aktivní zóny u třetího bloku. V první půli roku 2018 by mohly být již navrženy konkrétní postupy a reálný start likvidace by mohl nastat v roce 2021. V tomto případě by právě vyplnění kontejnmentu vodou, která stíní radiaci, mohlo práci zjednodušit. V každém případě však všechny činnosti budou muset provádět na dálku řízené manipulátory a roboty, což je obrovská výzva.

A právě nutné technologie a postupy se testují v institutu IRID a už nyní jsou tam modely částí kontejnmentu v reálných velikostech, na kterých se zkoušejí různé možnosti. Vyvíjejí se například manipulátory s bruskami a řezačkami, které umožní velké kusy rozřezat a uvolnit. Různé možné cesty přístupu robotů a manipulátorů do kontejnmentu a práce v něm je třeba ověřit, než se začnou reálně připravovat pro využití ve Fukušimě.

Testovací model části kontejnmentu v reálné velikosti pro zkoušky různých možností prací při likvidaci zničených reaktorů (zdroj IRID).

Nové mezinárodní výzkumné centrum pro přípravu technologií k likvidaci zničených reaktorů se začalo budovat ve městě Tomioka, u kterého se na jaře zrušila veškerá omezení a obyvatelé se tam mohou vrátit. Je to další krok k obnově města i k rozvoji prací v elektrárně.

Pokrok v elektrárně i v dalších oblastech

Koncem června 2017 začala reálná instalace nové horní části budovy třetího bloku, po jejím dokončení a uvedení vnitřního zařízení do provozu by mělo začít vyklízení bazénu tohoto bloku. Pokračují práce na úpravě horní části budovy druhého bloku, kde se postavila plošina, ze které se bude provádět dekontaminace, případně rozebrání části budovy nad patrem s bazénem pro vyhořelé palivo. U prvního bloku se dokončuje čištění patra s bazénem od sutě a zbytků zničené horní části a dekontaminují se i hůře přístupná místa. Náročnost prací spojená hlavně s velmi vysokou kontaminací, která se musí co nejvíce odstranit, způsobuje relativně pomalý postup při přípravě vyvezení bazénů.

Záběr pořízený podvodním robotem v kontejnmentu třetího bloku (zdroj TEPCO).

Dalším důležitým pokrokem je radikální snížení čerpaného objemu spodní vody, které by mělo umožnit dokončení ledové stěny obklopující budovy zničených reaktorů. Její část směrem k moři je už úplně uzavřena. V části směrem do vnitrozemí, odkud spodní voda přitéká, byl poslední propustný úsek, který zajišťoval, aby přílišný pokles hladiny spodní vody kolem reaktorových budov nezpůsobil pronikání silně kontaminované vody ze suterénů budov do venkovního prostoru. Množství spodní vody pronikající do okolí reaktorů se snížilo na 100 tun denně. V červnu 2017 bylo úřadem pro jadernou bezpečnost povoleno úplné uzavření zmíněného posledního sedmimetrového úseku. Množství spodní vody, které se dostane ke zničeným reaktorům, by se tak mělo dále výrazně zmenšit.

Části krytu třetího bloku po jeho přivezení lodí do Fukušimy I (zdroj TEPCO).

Snížení průniku spodní vody umožňuje, aby firma TEPCO přistoupila k průběžnému odčerpávání radioaktivní vody ze všech suterénů budov a po dekontaminaci ji mohla uskladnit ve zmíněných nádržích. Jejich kapacita je v současné době okolo 950 000 tun v zhruba jednom tisíci nádrží. Stále se předpokládá, že k úplnému vyřešení situace by mělo dojít do roku 2020.

Do konce května 2017 se podařilo dokončit výměnu starých, pouze šrouby spojovaných nádrží za nové svařované, u kterých je mnohem nižší riziko vzniku netěsností. Části rozmontovaných nádrží jsou pak automaty rozporcovány na malé kousky a uskladněny v úložišti radioaktivního odpadu. Skladovaná radioaktivní voda po dekontaminaci obsahuje téměř výhradně tritium. Jak se bude řešit situace s tímto radionuklidem, je stále otevřenou otázkou.

Manipulace s částí krytu třetího bloku (zdroj TEPCO).

Metody separace tritia jsou velmi náročné. Firmy ve Spojených státech a v Rusku na žádost Japonska testují zařízení pro velkoobjemovou separaci tritia. Pokud naleznou finančně dostupné technologie, Japonsko je koupí. Pokud tato možnost zůstane nedostupnou, lze využít toho, že tritium je normální součástí životního prostředí. Vzniká interakcí kosmického záření v atmosféře. Po dostatečném zředění, které sníží jeho koncentraci pod hygienické limity, které jsou v Japonsku 60 kBq/kg, je možné je bez dopadů na životní prostředí vypouštět do moře. V principu by po příslušném zředění šlo vodu kontaminovanou pouze tritiem vypouštět do moře už nyní. Proti tomu jsou však z pochopitelných důvodů hlavně rybáři. Pokud tedy separace tritia nebude finančně příliš náročná, bude snaha rybářům v tomto ohledu vyhovět. Jak je věc citlivá, ukazuje nedávný případ, kdy neobratnou formulaci představitele elektrárny upravenou novináři vznikl dojem, že elektrárna už vypouštění této vody připravuje. Představitelé rybářů na to reagovali velice ostře.

Postižené oblasti

Pokračují práce na dekontaminaci a úpravě patra s bazénem vyhořelého paliva na druhém bloku. K tomu účelu se zde přistavěla speciální plošina. (Zdroj TEPCO).

V minulém přehledu se psalo o zrušení všech omezení na téměř celém evakuovaném území, které patřilo do I. a II. kategorie podle stupně kontaminace. Uzavřený zůstal jen velmi malý kus území I. a II. kategorie ve městě Ókuma a úplně malinký kousek města Futaba. Tato města však mají většinu svého území s dominantní částí zástavby v III. kategorii. Obnova infrastruktury a zázemí tak trvá déle. Proto se otevření již dekontaminovaných částí těchto dvou měst zdrželo.

V současné době začala také velmi intenzivní dekontaminace silně znečištěných území III. kategorie. Umožnilo ji dokončení první části přechodného úložiště jaderného odpadu z dekontaminace ve městech Futaba a Okuma. To zahájilo částečný provoz a kromě ukládání už nahromaděného odpadu z předchozího čištění oblastí I. a II. kategorie sváženého s provizorních úložišť začne přijímat i odpad z nové fáze dekontaminace. Před uložením se odpad třídí a část z něj, u níž během let provizorního uložení měrná aktivita klesla pod limit 8000 Bq/kg, je možné přeřadit do kategorie normálního odpadu a jako takový využít či zlikvidovat. Část odpadu se také spaluje ve speciální spalovně, která zachytí všechny radioaktivní látky. Je tak možné snížit objem ukládaného radioaktivního materiálu.

Mapa oblasti s vyznačením doposud uzavřených oblastí. Kromě malých kousků ve městech Ókuma a Futaba už jde pouze o nejsilněji kontaminované oblasti III. kategorie. Na mapě je i silniční systém. Některé ze silnic, které jsou už úplně otevřeny pro provoz, například Dálnice Džóban, procházejí i přes uzavřenou oblast. V současné době se jedná o otevření pro veškerou dopravu i silnice 114, která přes uzavřené oblasti propojuje východní pobřeží se západními částmi prefektury.

Pro návrat obyvatel je velmi důležitá obnova infrastruktury, do které patří i silniční síť. Řada důležitých spojovacích silnic prochází i stále uzavřenými územími. Některé z nich jsou již otevřeny pro běžný provoz bez omezení. Jde například o velmi důležitou Dálnici Džóban, která spojuje sever s městem Sendai s Tokiem na jihu a tím i severní a jižní části prefektury Fukušima.

Po otevření části města Namie a dalších oblastí v blízkosti zničené elektrárny stoupá potřeba i propojení z východu na západ. Představitelé Namie se tak obrátili na vládu s požadavkem, aby bylo možné do konce roku otevřít silnici 114, která je nejrychlejším propojením mezi pobřežím a hlavním městem prefektury Fukušimou. Zatím ji mohou využívat pouze místní obyvatelé s příslušným povolením. Otevření této a navazujících silnic pro běžný provoz by umožnilo zrychlit dopravu materiálu a zboží, spojení do klíčových úřadů, nemocnic, škol a dalších institucí. Přispělo by tak silnou měrou k revitalizaci otevřených území. Silnice je dekontaminována a dávka obdržená při jejím průjezdu je pod hodnotou 1,3 mikroSievertu. Je pochopitelné, že otevření této silnice by bylo i impulsem pro zrychlení dekontaminace a rekonstrukce zatím uzavřených území III. kategorie.

Je třeba připomenout, že řada lidí nebyla evakuována až následkem jaderné havárie, ale z domovů je vyhnala už vlna cunami. V tomto případě byla jejich obydlí zničena a je potřeba postavit jiná, většinou v jiných místech, kam už ani budoucí cunami nedosáhne. Zajímavou informací tak je, že se už podařilo postavit 3400 veřejných bytových jednotek pro evakuované z oblasti Fukušimy, což reprezentuje 70 % plánů. Zbývající část by měla být dokončena do března příštího roku. Řada domů se stavěla i na otevíraných územích a obyvatelé se do nich mohli hned stěhovat.

Důležitým faktorem pro návrat obyvatel je i dostupná kvalitní lékařská péče. Otevřené polikliniky a nemocnice rozšiřují své služby. Nemocnice ve městě Minamisoma tak začala realizovat dialýzu, pacienti tak nemusí jezdit do zařízení ve městě Soma. Zároveň se zde rozběhla široká kampaň zajištěná finančními pobídkami pro získání nových lékařů do státního i privátního sektoru.

Zajímavou oblastí, která se na otevřených i ještě uzavřených územích realizuje, je vývoj a testy systému dronů, které by se využívaly v zalidněných oblastech pro dopravu zásilek a další účely. Je třeba zajistit bezpečnost provozu velkého počtu těchto zařízení v hustě zastavěných a zalidněných oblastech. Proto se v postižených oblastech Fukušimy připravuje polygon pro testy dronů a dalších robotů.

Jedna z prvních etap studie rozložení dávkového příkonu měřeného z helikoptéry ve městě Date (osa x) a určeného z osobního dozimetru (osa y). Období září až listopad 2011. (Zdroj Makoto Miyazaki and Ryugo Hayano, J. Radiol. Prot. 37 (2017)320).

Z hlediska rizika radiace a možných zdravotních dopadů pro populaci v zasažených oblastech je velmi zajímavá studie, která zkoumala dávku obdrženou obyvateli ve městě Date vzdáleném od elektrárny zhruba 60 km. To leželo ve směru větrů v době havárie a bylo tak kontaminováno poměrně značně. Nebylo však, až na pár domů v nejvíce zamořené oblasti, evakuováno. A evakuovaní se po první fázi dekontaminace mohli relativně brzo vrátit. To byl důvod, proč samospráva už v prvních měsících po havárii rozhodla o tom, že obyvatelé dostanou své pasivní dozimetry a budou dlouhodobě dozimetricky sledováni. Postupně, nejdříve ženy a děti, tak téměř všichni ze 62 000 obyvatel Date obdrželi dozimetr, který byl obměňován jednou za tři měsíce. Zhruba 52 000 obyvatel se účastnilo programu nejméně rok a většina z nich mnohem déle.

Stejná měření uskutečněná v období říjen až prosinec 2014. Je vidět docela dramatické snížení obdržených i měřených dávkových příkonů za tři roky. (Zdroj Makoto Miyazaki and Ryugo Hayano, J. Radiol. Prot. 37 (2017)320).

Nyní byla tato data velmi podrobně analyzována Makoto Mijazakim a fyzikem Rjugo Hajánem, jehož jiné práce jsou popsány spolu s jeho medailonkem v knize Fukušima I poté. Výsledky byly publikovány v článku „Individual external dose monitoring of all citizens of Date City by passive dosimeter 5 to months after the Fukushima NPP accident (series): 1. Comparison of individual dose with ambient dose rate monitored by aircraft surveys“, v časopise Journal of Radiological Protection.
Data získaná osobními dozimetry se srovnávala s daty o dávkovém příkonu získanými při leteckém měření, která se používají pro kontrolu kontaminace na zasažených územích. Předpokládalo se, že dávka určená u obyvatel bude zhruba 60 % hodnoty určené z leteckého průzkumu. Tato hodnota vycházela z předpokladu, že se obyvatelé zhruba 8 hodin pohybují mimo budovy a zhruba 16 hodin jsou v budovách, kde je radiace nižší. Reálné hodnoty naměřené dozimetry u lidí však byly pouze okolo 15 % dávky určené na základě leteckého průzkumu. Znamená to, že reálné hodnoty jsou pouze čtvrtinou předpokladu.

Vysvětlení je patrně dáno několika faktory. Lidé mohou trávit venku průměrně méně času, než se očekávalo. Zároveň se často pohybují po standardních zavedených cestách, které jsou vyčištěny nejintenzivněji a mají mnohem nižší radiaci než okolí. V každém případě je to silná indicie k tomu, že obdržené dávky budou násobně nižší, než odhadované z průzkumných měření pomocí helikoptéry a v principu by se lidé mohli vracet do postižených oblastí dříve, než při rozhodování podle těchto měření. Na druhé straně je ovšem pravdou, že pozvolný a velmi opatrný proces otevírání vyčištěných území je dán spíše psychologickými faktory. A zůstává otázkou, jak tato reálná data ovlivní přístup lidí a společnosti k tomuto problému.

Japonská jaderná energetika

V minulé části cyklu se psalo o tom, že Vrchní soud v Osace zvrátil rozhodnutí soudu nižší instance o zákazu provozu jaderných bloků Takahama 3 a 4. V polovině května 2017 se tak rozběhl čtvrtý reaktor a začátkem června pak reaktor třetí této elektrárny. Oba využívají také palivo MOX. Nyní tak běží v Japonsku pět reaktorů. Dalšími, které mají nejblíže ke spuštění, jsou Genkai 3 a 4 a Ói 3 a 4.

Velmi těžkou situaci bude mít firma TEPCO se spuštěním elektrárny Kašiwazaki-Kariwa. V prefektuře, kde se nachází, byl zvolen guvernér, který je velmi silně proti jejímu spuštění. Vzhledem k tomu, že k provozování reaktorů je třeba souhlas představitelů samospráv, je velmi otevřenou otázkou možnost obnovy provozu v roce 2019 podle plánů společnosti TEPCO.

V první polovině roku 2017 byly schváleny plány a postupy pro likvidaci šesti menších reaktorů starších 40 let, jejichž úprava pro splnění nových náročnějších požadavků by se ekonomicky nevyplatila. O záměru provozovatelů o odepsání těchto šesti bloků už se v cyklu psalo. V současnosti tak zůstává v Japonsku 42 reaktorů, které se připravují k opětnému zprovoznění. Mezi nimi je i tlakovodní blok Mihana 3 s výkonem 780 MWe, který také překročil stáří 40 let. V tomto případě se však provozovatel rozhodl požádat o prodloužení jeho licence a provede pak potřebné úpravy. Toto prodloužení licence o dalších dvacet let reaktor obdržel a může tak být v provozu do roku 2036, tedy dohromady 60 let. Provozovatel tak začne s jeho úpravami pro posílení bezpečnosti.