EFECTO DEL TERREMOTO Y TSUNAMI EN LAS CENTRALES NUCLEARES DE FUKUSHIMA DAIICHI
Marzo de 2011
CENTRALES NUCLEARES DE FUKUSHIMA DAIICHI Unidad 1:
BWR 3 (439 MW). En operación.
Unidades 2 y 3: BWR 4 (760 MW). En operación. Unidades: 4 y 5: BWR 4 (760 MW). En parada. Unidad 6:
BWR 5 (1007 MW). En parada.
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DISEÑO DE LA PLANTA Planta de Recarga (Acero) Piscina Combustible gastado 1ª Barrera Elemento Combustible 2ª Barrera Vasija del Reactor 3ª Barrera Contención Primaria 4ª Barrera Edificio Contención Secundaria (Hormigón) Piscina de Supresión (Toro)
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DISEÑO DE LA PLANTA ELEMENTO COMBUSTIBLE (1ª BARRERA DE PROTECCIÓN)
PASTILLA DE UO2 (Óxido de Uranio)
VARILLA
ELEMENTO COMBUSTIBLE
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DISEÑO DE LA PLANTA VASIJA – REACTOR (2ª BARRERA DE PROTECCIÓN)
FUNCIONES: Control Reactividad: Coeficiente de reactividad negativo Extracción de calor Barrera de presión NÚCLEO DEL REACTOR (Elementos Combustibles)
BARRAS DE CONTROL DE LA POTENCIA DEL REACTOR
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DISEÑO DE LA PLANTA RECINTO CONTENCIÓN (3ª BARRERA DE PROTECCIÓN)
Mantener las temperaturas y presiones que se derivan de los accidentes de pérdida de refrigerante. Confinamiento de material radiactivo en caso de sucesos imprevisibles.
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DISEÑO DE LA PLANTA CONTENCIÓN SECUNDARIA (4ª BARRERA DE PROTECCIÓN)
Contiene los equipos de los sistemas necesarios para inyectar agua al reactor en caso de accidente: Sist. Inyección de Baja Presión Sist. Inyección de Alta Presión Sist. de Condensador de Aislamiento
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INICIO DEL SUCESO El 11 de marzo un terremoto de magnitud 9, con epicentro en el mar de la región de Sendai, afectó a la central de Fukushima. La central nuclear está diseñada para terremotos de magnitud inferior a 9. El tsunami originado por el terremoto ocasiona olas mayores de 10 metros que inundan la zona costera y las instalaciones de la central nuclear.
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CONSECUENCIAS DEL TERREMOTO / TSUNAMI
ANTES
DESPUÉS
UNIDAD 1: PRINCIPALES EVENTOS DESPUÉS DEL TERREMOTO
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SISTEMA ENFRIAMIENTO PISCINA COMBUSTIBLE GASTADO
11th 14:46: Planta en operación. Parada automática ocasionada por el terremoto. 11th 15:42: Perdida total de alimentación eléctrica A/C ocasionada por el tsunami. 11th 16:36: Fuera de servicio el sistema de refrigeración del Reactor. 12th
Subida de presión en la Contención Primaria.
12th 10:17: Comienzan los venteos de la Contención Primaria. 12th 15:36: Explosión (Hidrógeno) en la Contención Secundaria. 12th 20:20: Comienza la inyección de agua de mar borada. 23th 02:33: Aumenta la aportación de agua de refrigeración al poner en servicio la línea de contraincendios.
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ENERGÍA EXTERNA
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GENERADORES DIESEL
SISTEMA REFRIGERACIÓN NÚCLEO
x: Sistemas fuera de servicio
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UNIDAD 2: PRINCIPALES EVENTOS DESPUÉS DEL TERREMOTO
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SISTEMA ENFRIAMIENTO PISCINA COMBUSTIBLE GASTADO
11th 14:46: Planta en operación. Parada automática ocasionada por el terremoto. 11th 15:42: Pérdida total de alimentación eléctrica A/C ocasionada por el tsunami. 11th 16:36: Fuera de servicio el sistema de refrigeración del Reactor. 13th 11:00: Comienzan los venteos de la Contención Primaria. 14th 13:25: Pérdida de las funciones de refrigeración del Reactor. 14th 16:34: Comienza la inyección de agua de mar borada al Reactor 14th 22:50 Subida de presión en la Contención Primaria. 15th 00:02: Venteo de la Contención Primaria. 15th 06:10: Explosión (Hidrógeno) en la Contención Secundaria. 15th alrededor 06:20: Posible daño en la Cámara de Supresión (Toro). 20th 15:05 ~ 17:20 Se inyecta agua de mar borada en la piscina de combustible gastado. Posible daño Toro
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ENERGÍA EXTERNA
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GENERADORES DIESEL
20th 15:46 Recuperada la energía eléctrica AC externa.
SISTEMA REFRIGERACIÓN NÚCLEO
x: Sistemas fuera de servicio
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UNIDAD 3: PRINCIPALES EVENTOS DESPUÉS DEL TERREMOTO SISTEMA ENFRIAMIENTO PISCINA COMBUSTIBLE GASTADO (Dificultad en mantener Tª de Piscina
11th 14:46: Planta en operación. Parada automática ocasionada por el terremoto. 11th 15:42: Pérdida total de alimentación eléctrica A/C ocasionada por el tsunami. th 12 20:41: Comienzan los venteos de la Contención Primaria. 13th 05:10: Fuera de servicio el sistema de refrigeración de emergencia del Reactor. 13th 13:12: Comienza la inyección de agua de mar borada al Reactor. 14th 07:44: Subida de presión en la Contención Primaria. 14th 11:01: Explosión (Hidrógeno) en la Contención Secundaria. 17th 09:48: Descarga de agua de refrigeración con helicópteros y camiones de bomberos. 22nd 22:43: Recuperada iluminación en Sala de Control.
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ENERGÍA EXTERNA
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GENERADORES DIESEL
SISTEMA REFRIGERACIÓN NÚCLEO
x: Sistemas fuera de servicio
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UNIDAD 4: PRINCIPALES EVENTOS DESPUÉS DEL TERREMOTO
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SISTEMA ENFRIAMIENTO PISCINA COMBUSTIBLE GASTADO (Dificultad en mantener Tª de Vasija / Posible daño en la envolvente ELEMENTOS COMBUSTIBLES FUERA DEL REACTOR
Planta en parada de recarga y mantenimiento
11th 15:42: Pérdida total de alimentación eléctrica A/C ocasionada por el tsunami. 14th 04:08: Aumenta la Tª en la piscina de combustible gastado. 15th 09:38: Fuego en la 3ª planta. 20th 08:21
Comienza el rociado de agua con bombas de presión exteriores.
22nd 10:35: Recuperada la energía eléctrica AC externa.
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ENERGÍA EXTERNA
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x
GENERADORES DIESEL
SISTEMA REFRIGERACIÓN NÚCLEO
x: Sistemas fuera de servicio
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UNIDAD 5: PRINCIPALES EVENTOS DESPUÉS DEL TERREMOTO
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SISTEMA ENFRIAMIENTO PISCINA COMBUSTIBLE GASTADO
Planta en parada de recarga y mantenimiento
11th 14:30 Parada fría del Reactor. 21th 11:36 Recuperada la energía eléctrica AC externa.
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ENERGÍA EXTERNA
x SISTEMA REFRIGERACIÓN NÚCLEO
x: Sistemas fuera de servicio
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UNIDAD 6: PRINCIPALES EVENTOS DESPUÉS DEL TERREMOTO
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SISTEMA ENFRIAMIENTO PISCINA COMBUSTIBLE GASTADO
Planta en parada de recarga y mantenimiento
20th 19:27 Parada fría del Reactor. 22th 19:17 Recuperada la energía eléctrica AC externa.
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ENERGÍA EXTERNA
x SISTEMA REFRIGERACIÓN NÚCLEO
x: Sistemas fuera de servicio
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CAUSAS DE LA EXPLOSIÓN DE HIDRÓGENO
Cuando las varillas de combustible superan 1200ºC se genera hidrógeno al reaccionar químicamente el material de la vaina (Zirconio) con el vapor de agua.
Se acumula en el interior de la vasija.
Pasa a la contención primaria al despresurizar la vasija. Al aumentar la presión en la Contención Primaria se ventea a la parte superior del Edificio de Contención Secundaria.
Al contacto con el aire forma una atmósfera explosiva que a través de una pequeña fuente de ignición induce a la explosión.
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SITUACIÓN ACTUAL DE LAS PLANTAS (28-03-2011) Unidades 1 y 3
¿ QUÉ SIGNIFICA “1 µSv/h” ? Es la unidad que mide el riesgo radiológico a una exposición de radiación. Si se estuviera expuesto a “1 µSv/h” durante un mes, supondría: - Dosis acumulada = 1 x 24 horas x 30 días x 1 µSv/h = 720 µSv
Supone una baja exposición para el cuerpo humano Por radiación natural se recibe: 2400 µSv/año. Límite legal trabajadores de instalaciones nucleares: Límite anual: 50.000 µSv/año. Límite acumulado en 5 años: inferior a 100.000 µSv/año.
Dosis reportada en el límite del emplazamiento: 500 – 125 µSv/h. 19
CONSECUENCIAS RADIOLÓGICAS
REFERENCIA DE NIVELES DE RADIACIÓN
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PROTECCIÓN FRENTE A FENÓMENOS NATURALES Y ACCIDENTES
CRITERIOS DE DISEÑO Resistir fenómenos naturales específicos del emplazamiento: Terremotos Inundaciones Pérdida de alimentación eléctrica exterior Pérdida total de energía eléctrica exterior e interior
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PROTECCIÓN FRENTE A FENÓMENOS NATURALES Y ACCIDENTES TERREMOTO
ESPAÑA ES ZONA DE BAJA SISMICIDAD. Capacidad estructural de equipos y estructuras relacionados con la parada segura de la central con un factor de seguridad muy superior al máximo histórico de la zona.
PROTECCIÓN FRENTE A FENÓMENOS NATURALES Y ACCIDENTES INUNDACIONES / AVENIDAS
CRITERIO: QUE NO SE VEAN AFECTADOS LOS EQUIPOS Y SISTEMAS DE LA CENTRAL Tsunamis. Probabilidad escasa. Cálculo nivel máximo de inundación: Modelo hidrometeorológico e hidrológico de la cuenca Precipitación máxima probable por lluvia y fusión de nieve Análisis de tormentas históricas Análisis de avenidas históricas
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PROTECCIÓN FRENTE A FENÓMENOS NATURALES Y ACCIDENTES PÉRDIDA DE ALIMENTACIÓN ELÉCTRICA EXTERIOR
Se dispone de generadores diesel como fuente de alimentación interior de reserva. Tienen la capacidad de alimentar el 100% de los equipos relacionados con la seguridad. Están instalados en salas independientes. 24
PROTECCIÓN FRENTE A FENÓMENOS NATURALES Y ACCIDENTES PÉRDIDA DE ALIMENTACIÓN ELÉCTRICA EXTERIOR
Se dispone de salas de baterías redundantes de corriente continua para alimentar los sistemas de refrigeración de emergencia que no depende de corriente alterna.
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PROTOCOLOS DE ACTUACIÓN ADICIONALES
Las centrales tienen previstos protocolos de actuación ante sucesos imprevisibles, más allá del diseño (accidentes severos) para mantener: La parada del reactor. La integridad de la vasija. La integridad de la contención primaria.
Estos protocolos están documentados y se mantienen actualizados, formando parte del entrenamiento periódico del personal que opera las centrales.
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ACCIONES DERIVADAS DEL SUCESO (WANO – INPO)
LA ASOCIACIÓN MUNDIAL DE OPERADORES NUCLEARES (WANO/INPO) HA EMITIDO RECOMENDACIONES PARA QUE, A LA LUZ DE LA EXPERIENCIA DEL SUCESO DE JAPÓN, TODAS LAS CENTRALES VERIFIQUEN SU CAPACIDAD DE MITIGAR ACCIDENTES MÁS ALLÁ DE LAS BASES DE DISEÑO, INCLUYENDO:
VERIFICACIÓN DE EQUIPOS ACTIVOS Y PASIVOS VERIFICACIÓN DE PROCEDIMIENTOS VERIFICACIÓN DE CUALIFICACIÓN DE OPERADORES Y PERSONAL DE APOYO
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ACCIONES DERIVADAS DEL SUCESO (WENRA)
ASIMISMO, LA ASOCIACIÓN DE AUTORIDADES REGULADORAS DE SEGURIDAD NUCLEAR DE EUROPA OCCIDENTAL (WENRA) HA ELABORADO UN PRIMER LISTADO DE CÓMO LLEVAR A CABO LAS REVISIONES DE SEGURIDAD Y LOS ANÁLISIS DE RIESGOS (DENOMINADOS STRESS TESTS O PRUEBAS DE RESISTENCIA) DE LAS CENTRALES NUCLEARES EUROPEAS, CONSIDERANDO:
SUCESOS INICIADORES MÁS ALLÁ DE LAS BASES DE DISEÑO PÉRDIDA PROLONGADA DE LAS FUNCIONES DE SEGURIDAD PROBLEMAS DE GESTIÓN DEL ACCIDENTE