Nádrže s vodou obsahující tritium (zdroj MAAE).

Téměř před rokem jsme v posledním dílu našeho dlouhodobého seriálu o likvidaci následků havárie ve Fukušimě psali o schválení plánu a metodiky společnosti TEPCO pro vypouštění vyčištěné vody, která obsahuje pouze tritium, japonským úřadem pro jadernou bezpečnost NRA. Plán byl zaslán k posouzení Mezinárodní agentuře pro atomovou energii (MAAE). Ta na začátku července vydala rozsáhlou zprávu o posouzení navrhované metodiky. Protože analýza návrhu probíhala už před zasláním jejího přesného popisu, věnovali se mu odborníci MAAE s velkou pečlivostí celkově okolo dvou let. Realizovali také několik návštěv v areálu elektrárny Fukušima I, aby posoudili situaci přímo na místě.

Kontrola vypouštěcího zařízení pro vypouštění vody z tritiem, konkrétně tunelu, před jeho dokončením a spuštěním (zdroj TEPCO).

Nyní tak vydali zmíněný podrobný materiál, který jasně prokazuje, že navržené postupy plně odpovídají mezinárodním environmentálním standardům. Navržené limity na radioaktivitu jsou nižší než ty, které musí splňovat voda vypouštěná z jaderných elektráren za provozu, a dokonce i pitná voda.

Zopakování základních faktů okolo dekontaminace radioaktivní vody

V současné době je v tisícovce nádrží v areálu jaderné elektrárny Fukušima I okolo 1,37 milionů tun vody. Na přelomu roku 2023 a 2024 by mohlo dojít k naplnění všech zbývajících rezervních nádrží.

Zdrojem kontaminované vody v areálu je dominantně pronikání spodní vody do silně kontaminovaných míst. Na schématu jsou zobrazeny zdroje vody a technická opatření proti jejímu vzniku (zdroj MAAE).

Kontaminovaná voda vzniká při procesu chlazení zničených reaktorů, ale dominantně se produkuje při pronikání podzemní vody do silně kontaminovaných území okolo zničených reaktorů. V menší míře k přítoku přispívá i dešťová voda. V minulých letech se přítok spodní vody do těchto míst a její kontaminaci podařilo snížit pomocí zábran, mezi které patří i ledová stěna, a odčerpáváním podzemní vody nad areálem ve směru do vnitrozemí. Odčerpávaná podzemní voda se kontroluje a v případě, že splňuje hygienické limity, je vypouštěna do moře. Na kontrole tohoto procesu dohlížejí i představitelé rybářů. Zkušenosti vyjednání této možnosti s rybáři a spolupráce s nimi by mohly pomoci i v současnosti.

Kontaminovaná voda, která se popsaným způsobem hromadí v podzemích prostorách zničených reaktorů, se čistí v zařízení ALPS (Advanced Liquid Processing System) od všech radionuklidů kromě tritia. Jde o těžký izotop vodíku se dvěma neutrony. Oddělit různé izotopy nelze chemicky a pochopitelně z vody nelze vodík odstranit. Ten lze oddělovat fyzikálními metodami, ovšem ty jsou v tak velkém rozsahu extrémně nákladné.

Instalace výstupu vypouštěcího kanálu (zdroj TEPCO).

Tritium navíc vzniká v interakci vysokoenergetického kosmického záření v atmosféře a je normální součástí přírodního prostředí. Pokud se tedy koncentrace tritia blíží přirozenému pozadí, neznamená vůbec žádný vliv na životní prostředí. Navíc se při beta rozpadu tritia nevyzařuje záření gama, ale pouze elektron s velmi nízkou energií a nedochází ke koncentraci tritia v živých organismech. Představuje tak velmi malé biologické dopady na organismy. Rizikem jsou jen extrémně velké koncentrace tritia. Vypouštěná voda však bude mít obsah tritia o mnoho řádů nižší.

Schéma čištění kontaminované vody v zařízení ALPS, které odsraní téměř všechny radionuklidy kromě tritia (zdroj MAAE).

Kontaminovaná voda v areálu elektrárny

Podívejme se podrobněji na situaci s kontaminovanou vodou v areálu elektrárny. Před havárií pronikalo do areálu čtyř zničených bloků okolo 850 tun podzemní vody denně. Tuto vodu odváděl kanalizační systém a odčerpávala sestava čerpadel. Ta byla během cunami a havárie zničena. Po prvních opatřeních se po bezprostřední stabilizaci situace v areálu udělala během více než deseti let celá řada opatření pro snížení denní produkce kontaminované vody. Šlo o čerpání podzemních vod nad areálem, výstavba ledové stěny okolo areálu zničených reaktorů a stěn ve směru moře. Tato opatření snížila průměrnou produkci kontaminované vody z hodnot okolo 540 na zhruba 90 tun za den.

Kontrola vypouštěcího tunelu (zdroj MAAE).

K čištění kontaminované vody se využívá zmíněné zařízení ALPS. To funguje ve třech stupních. Nejdříve se zbavuje soli. Slaná voda by dělala problémy v dalších stupních čištění. Důležité to bylo hlavně na začátku, kdy měla značná část kontaminované vody původ v moři. Nyní jde dominantně o sladkou podzemní vodu. V prvním stupni se na zařízeních Kurion a SARRY zbavuje cesia a stroncia, což jsou ty nejintenzivnější zdroje radioaktivity v kontaminované vodě. Takto upravená voda se může využívat pro chlazení. Pokud nepředpokládáme využití této vody pro chlazení, posílá se do dalšího stupně, kde se odstraňuje celkově 62 radionuklidů. Vůbec se neodstraňuje tritium. Žádný proces čištění není úplně dokonalý, proto se ve vodě po vyčištění vyskytuje velmi malé množství zbytkové radioaktivity, která je však hluboko pod hygienickými a environmentálními limity. A právě tato voda je pak ve zmíněných nádržích.

Schéma Zařízení pro vypouštění vody z tritiem (zdroj TEPCO)

Zařízení pro vypouštění vody kontaminované tritiem se skládá ze čtyř částí. První je zařízení pro měření aktivity a kontrolu kontaminované vody. Zde je voda, která se připravuje k vypouštění homogenizována a u jejích vzorků se měří aktivita různých radionuklidů, aby se ověřilo, zda nepřekračuje povolené limity. Následuje transportní zařízení, které pomocí čerpadel dopraví zkontrolovanou vodu do zařízení pro ředění. V zařízení pro ředění se kontaminovaná voda míchá s mořskou vodou. Ta je získávána ze vstupního kanálu pátého bloku a třemi potrubími dopravena do ředícího zařízení. Namixovaná voda, jejíž aktivita tritia nepřekračuje povolené limity postupuje do vypouštěcího zařízení. Jeho jeden kilometr dlouhý tunel ústí na mořském dně, kde se voda vypouští. K jeho dokončení došlo v červnu 2023. Nyní je celé zařízení k dispozici a připraveno k uvedení do provozu.

Testy reakce mořských organismů a akumulace tritia při životě v prostředí vody s tritiem při koncentraci odpovídající limitám pro vypouštění vody z Fukušimy I (zdroj TEPCO).

Objemová aktivita tritia nesmí překročit 1500 Bq/l, což je nižší limita, než je standardně pro vypouštění takové vody do životního prostředí i hranice pro pitnou vodu. Přirozené pozadí tritia v Pacifickém oceánu je mezi 0,1 až 1 Bq/l. Modely simulující šíření vypouštěné vody v oceánu ukazují, že při předpokládané rychlosti vypouštění budou hodnoty přirozeného pozadí překročeny jen do vzdálenosti 3 km od ústí vypouštěcího kanálu. Dále bude vliv vypouštěné aktivity velmi rychle klesat a ve vzdálenosti stovky kilometrů už bude její příspěvek o několik řádů nižší, než je přírodní pozadí. Roční limit na celkovou aktivitu vypouštěné vody je 22 TBq, což byla hodnota stanovená i pro normální provoz jaderné elektrárny Fukušima I. Při uvedené limitě na objemovou aktivitu tritia dává možnost vypouštět něco málo přes deset miliónů tun vody ročně. Protože se však skladovaná voda v nádržích bude muset značně ředit, aby dosáhla požadované objemové aktivity, bude třeba vypouštění roztáhnout na několik desítek let.

Sběr vzorků mořské vody a pobřežních usazenin v okolí elektrárny (zdroj TEPCO).

Odborníci MAAE velice pečlivě analyzovaly modely, které se využívaly pro analýzu šíření radioaktivity v životním prostředí, hlavně mořské biosféře, a její potenciální biologické účinky. Zhodnotili, že práce plně odpovídá současným vědeckým poznatkům. Zároveň ukazuje, že při splnění stanovených limitů jsou obdržené dávky i v těch nejhorších představitelných případech o několik řádů nižší než všeobecně uznávané limity.

Jak bylo zmíněno, průběh vypouštění a dodržování stanovených limit budou průběžně monitorovány i pod mezinárodním dohledem. Zároveň se bude kontrolovat i mořská fauna a flóra v okolí elektrárny. Na analýze různých kontrolních vzorků a metodik se podílí i MAAE.

Společenské a sociální dopady

Zatímco v environmentální oblasti nepředstavuje vypouštění vody s nízkým obsahem tritia žádné reálné problémy a odborníci, kteří dané problematice rozumí, s ním souhlasí. Odpor se však objevuje v některých složkách společnosti. Významně jsou proti rybáři. Důvodem není reálná obava ze zdravotních či environmentálních rizik, bojí se reakce zákazníků a snížení odbytu vlivem obav veřejnosti.

Inspekce ALPS vypouštěcího zařízení (zdroj TEPCO).

Negativně se v tom projevuje i to, že se situace využívá k obchodním i politickým střetům a protijaderní aktivisté nadsazování rizik zneužívají k boji proti jaderné energetice. V tomto směru by mohla autorita respektované organizace, jako je MAAE pomoci. Například oficiální představitelé Jižní Koreji, kteří byli velmi silně proti vypouštění vody z Fukušimy I, přijali ujištění MAAE o zanedbatelných environmentálních dopadech tohoto postupu pozitivně. Paradoxem stále negativního čínského postoje je to, že čínské jaderné bloky produkují a vypouštějí při provozu do moře mnohem více tritia. Jedinou možnou cestou k překonání odporu k vypouštění vody s malým obsahem tritia ve společnosti je trpělivé vysvětlování reálných dopadů, vysvětlování přesného průběhu vypouštění a co nejotevřenější přístup ke kontrole jeho realizace. Na ní by se měla podílet organizace MAAE i zástupci rybářů.

Inspektoři MAAE při inspekci v jaderné elektrárně Fukušima I (zdroj TEPCO).

V posledních dvou letech také TEPCO zve na exkurze do Fukušimy I představitelé okolních států, které jsou na březích Pacifiku. Snaží se jim co nejpodrobněji vysvětlit metodiku vypouštění vody a to, že dopady na životní prostředí budou zanedbatelné.

A právě zmíněné exkurze i autorita mezinárodní organizace MAAE a její závěry přispěly k tom, že 7. července souhlasila oficiálně i Jižní Korea s plánem Japonska po vypouštění tritiové vody do oceánu. Opírala se také o pečlivou analýzu vlastních odborníků, že kontaminace oceánu okolo Korejského poloostrova bude zanedbatelné.

Inspektoři MAAE při kontrole metodiky odběru mořských vzorků u jaderné elektrárny Fukušima I, vzorky se zkoumaly i v zahraničních laboratořích (zdroj MAAE).

Další práce v areálu elektrárny

Ke konci března 2023 proběhl další průzkum vnitřních prostor kontejnmentu prvního bloku. Navazoval na zkoumání z první poloviny minulého roku, které bylo popsáno v minulém přehledu. Zaměřil se tentokrát na betonový fundament, na kterém je reaktorová nádoba. Má cylindrický tvar o průměru šest metrů a tloušťkou stěny 1,2 m. Zatímco v dřívějších prohlídkách bylo možné vidět pouze vnější stěny betonové struktury, nyní se podvodní robot dostal do jeho vnitřních prostor a provedl jejich detailní obhlídku.

Snímek podvodního robota z prohlídky vnitřní části nosného fundamentu uvnitř kontejnmentu prvního bloku (zdroj TEPCO)

Ukázalo se, že je na řadě míst stékající roztavená aktivní zóna silně poškodila. Povrchové vrstvy betonu jsou silně poničeny a obnažila se armatura. Seismická odolnost konstrukce je tak zeslabena. Na podlaze jsou pak usazeniny, které by mohly být právě i ztuhlé pozůstatky roztavené aktivní zóny.

Vyvážení palivových souborů z bazénu prvního bloku by mělo začít v roce 2027 a všechny bazény by měly být prázdné do roku 2031. Pak už se vše soustředí na likvidaci zničených aktivních zón. V tomto roce se chystá odložený odběr vzorků ztuhlé taveniny ze druhého reaktoru.

Firmy TEPCO a Hitachi ustavily společný podnik, který by vyráběl kontejnery pro vyhořelé palivo i pro uskladnění zbytků aktivních zón vytažených ze zničených reaktorů. Továrna by měla začít pracovat v roce 2025 v oblasti Hamadori prefektury Fukušima. Jde o další krok při přípravě k zahájení prací na vytažení zničených aktivních zón. Na hledání metod vytahování drobnějších částí ztuhlé taveniny spolupracuje TEPCO s francouzskou firmou Orano.

Exkurze s Jižní Koreji na elektrárně Fukušima I byla z pochopitelných důvodů zaměřena na zacházení s radioaktivní vodou (zdroj TEPCO).

Vývoj na zasažených územích

V minulém přehledu se psalo o plánu otevřít další rekonstrukční základny v silně zasažených oblastech na jaře roku 2023. Dne 1. dubna se tak otevřel takový zárodek revitalizace silně zasažené oblasti ve městě Tomioka a nakročilo se tak k úplnému návratu do všech míst tohoto města. Zatím se chce vrátit pouze 54 obyvatel, což jsou jen 2 % těch, kteří na území rekonstrukčního centra žili před havárií. Otevřel se tak i dvoukilometrový úsek silnice s dlouhou alejí sakur, která je symbolem města Tomioka. Po začátku v minulých letech ta úspěšně pokračuje otevírání těch nejvíce zasažených území. Je však jasné, že jejich dekontaminace a revitalizace nebude rychlá a vyžádá si svůj čas.

Společnost Kyushu požádala o inspekci reaktorů Sendai 1 a 2, aby je mohla provozovat déle než 40 let (zdroj MAAE).

Japonská jaderná energetika

I Japonsko je silně ovlivněno dopady války na Ukrajině na energetický trh a nárůstem cen fosilních paliv. Na jejich dovozu je Japonsko velmi silně závislé. I přes velkou podporu obnovitelných zdrojů se situaci v tomto směru nedaří změnit. Japonsko tak stále více klade důraz na jadernou energetiku a opětné spouštění odstavených bloků. Uvažuje dokonce o zrušení zákazu výstavby nových jaderných bloků. Důležité je, že se v tomto ohledu mění i postoj veřejnosti. I proto vyvíjí společnost Mitsubishi Heavy Industry novou verzi svého pokročilého tlakovodního reaktoru SRZ-1200 s výkonem 1200 MWe, který zahrnuje všechny zvýšené nároky zavedené na základě zkušeností z havárie ve Fukušimě I. Některé japonské energetické společnosti uvažují v případě změny pohledu Japonska na novou výstavbu o jeho využití.

Změna pohledu veřejnosti na znovuspuštění jaderných reaktorů v Japonsku (zdroj Asahi Shimbun).

Japonsko mělo před událostmi ve Fukušimě I celkově 54 jaderných reaktorů. Dvacet jedna z nich je nyní v procesu likvidace a mezi provozuschopné se tak počítá 33. Jejich spouštění podle nových bezpečnostních pravidel probíhá velice pomalu, takže povolení k provozu má nyní pouze 10. I když reálně pracuje ještě méně, protože některé z nich jsou v různé době pozastaveny, aby dokončily některá požadovaná bezpečnostní vylepšení nebo prošly kontrolou při překročení čtyřiceti let provozu. Jen 17 dalších má zažádáno o povolení ke spuštění podle nových pravidel. V roce 2021 dodaly jaderné zdroje pouze 7,2 % z celkové výroby elektřiny. Před havárií ve Fukušimě I to bylo přes 30 %.

Japonský parlament schválil zrušení omezení provozování jaderných reaktorů na 60 let. Doposud bylo možné provozovat blok 40 let a po posouzení mohl obdržet licenci na ještě dalších dvacet let provozu. Nová pravidla stanovují první licenci na třicet let. Poté se bude žádat o licenci na další desetiletou periodu provozu, a to bez omezení celkové doby provozu.

Japonský vrchní soud v polovině června 2023 zamítl žalobu několika rodin bydlících v blízkosti elektrárny na zastavení provozu bloku Ikata 3 z důvodu podcenění odhadu dopadu silného zemětřesení. Reaktor tak bude možné po odstávce znovu uvést do provozu. V březnu 2023 se po dlouhých analýzách zjistilo, že zlom v blízkosti reaktoru Shika 2 není aktivní a tento blok bude možné uvést opět do provozu.

Společnost Kyushu požádala o inspekci reaktorů Senday 1 a 2, aby je mohla provozovat déle než 40 let. Reaktory byly uvedeny do provozu v letech 1984 a 1985. Společnost Kansai se chystá podat stejnou žádost pro bloky Takahama 3 a 4, které byly spuštěny v roce 1985.

Japonská továrna Mitsubishi Nuclear Fuel Co v Tokai na výrobu paliva pro tlakovodní reaktory obdržela v srpnu 2022 povolení k zahájení výroby. Naopak spuštění přepracovacího závodu Rokkašo (Rokkasho) bylo přesunuto z roku 2022 na rok 2024

Závěr

Zásadní závěr na začátku července publikované studie organizace MAAE je, že projekt společnosti TEPCO dlouhodobého vypouštění kontaminované vody vyčištěné pomocí zařízení ALPS, která obsahuje tritium, plně odpovídá všem mezinárodním bezpečnostním standardům a bude představovat zanedbatelné riziko pro životní prostředí a Pacifický oceán i pro lidské zdraví. Představitelé MAAE zároveň zdůrazňují, že rozhodnutí o vypouštění vody s tritiem a její realizace je plně v kompetenci Japonska a v případě uskutečnění by k transparentnost a kontrole tohoto desítky let trvajícího procesu mohly přispět pravidelné mise MAAE. Vypouštění by tak mohlo být zahájeno již na konci léta. Postupné vypuštění a likvidace nádrží uvolní místo, které bude potřeba na skladování kontejnerů s radioaktivním odpadem, které se začnou hromadit po zahájení likvidace aktivních zón zničených reaktorů. Pokrokem ve zkoumání vnitřních částí kontejnmentů pomocí robotů se k této činnosti blížíme.