Los reactores de la planta de energía nuclear de Fukushima Daiichi en Japón fueron desbordados por un tsunami después del terremoto de Tohaku de 2011. En consecuencia, un corte de energía en la estación deshabilitó el sistema de enfriamiento, lo que provocó la fusión del núcleo en tres reactores.
Los reactores tipo BWR/3 fueron equipados con Condensadores de Aislamiento , un sistema que debe enfriar los núcleos calientes sin necesidad de energía. Según la documentación, dicho sistema podría enfriar un reactor durante días y evitar así la fusión del núcleo. Esto no parece haber funcionado al final. ¿Cual fue el problema?
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¿El error humano contribuyó a que los condensadores no funcionaran?
Pero siete minutos más tarde, el operador decidió apagar el sistema A del condensador de aislamiento cerrando la válvula 3A por tres razones, TEPCO dijo: 1. la evaporación del vapor había cesado, lo que sugiere que las válvulas 1A y 4A se habían cerrado debido a la señal de aislamiento; 2. Es posible que no haya suficiente agua en el tanque IC para hacer funcionar el sistema; 3. El IC no funcionaba y no había una línea de inyección de agua configurada para suministrar refrigerante al IC.
(Editado de nuevo :)
¿Por qué los trabajadores no encendieron los circuitos integrados manualmente (con volantes)? ¿Hay alguna razón para creer que no habrían evitado que ocurriera el daño?
Sí, fallaron porque fueron apagados por los operadores de acuerdo con los protocolos para tales situaciones y no pudieron volver a encenderse debido a la falta de energía imprevista.
El condensador de aislamiento, que dependía de la convección y la gravedad para realizar su función de enfriamiento, debería haber ayudado a mantener alto el nivel del agua en el núcleo de la unidad 1 durante la crisis. Pero los operadores habían apagado el sistema justo antes del tsunami cerrando sus válvulas, y no había energía eléctrica para reabrirlas y dejar fluir el vapor y el agua. Los trabajadores lucharon para abrir manualmente las válvulas en el sistema IC, pero los expertos creen que el IC no brindó ayuda después del tsunami.
Apagar el IC fue una decisión al pie de la letra:
El CI estaba enfriando el núcleo demasiado rápido, lo que podría estresar las paredes de acero del recipiente a presión. Así que apagaron el sistema. Fue una decisión de libro, pero el libro no fue escrito para los eventos extraordinarios del 11 de marzo.
Encender el IC abriendo sus válvulas más tarde fue imposible debido a la falta de energía. Les tomó casi 5 horas volver a encender los paneles de instrumentos y hacerse una idea de la situación:
Alrededor de las 9:00 p. m., los operadores finalmente conectaron las baterías de automóviles que habían recolectado en los paneles de instrumentos y obtuvieron una información vital: el nivel de agua en el reactor 1. La información parecía tranquilizadora. El indicador registró un nivel de agua de 550 milímetros por encima de la parte superior del conjunto de combustible, que, aunque muy por debajo de los estándares de seguridad normales, fue suficiente para asegurar a los operadores que aún no se había derretido el combustible.
Pero los instrumentos mostraron información incorrecta:
Pero el análisis posterior de TEPCO encontró que los indicadores estaban equivocados. Meses después, los cálculos mostrarían que el agua sobrecalentada dentro de la vasija de presión del reactor 1 había caído por debajo del fondo de las barras de combustible de uranio poco antes de que los operadores revisaran el indicador, dejando el núcleo del reactor completamente descubierto.
Fuente: Eliza Strickland. 24 horas en Fukushima: un relato detallado del peor accidente nuclear desde Chernobyl. . Espectro IEEE. 2011.
Presté mucha atención a la investigación de Fukushima durante años. Perdí mis fuentes (me vendría bien un poco de ayuda con eso), pero puedo agregar más detalles sobre dónde exactamente salió mal. Si la falta de referencias es un problema, eliminaré alegremente esta respuesta.
Sí, como usted dice, el terremoto no causó ningún daño crítico dentro del área de contención, pero el tsunami destruyó los generadores diesel y el interruptor. Eso dejó métodos de respaldo para enfriar los reactores, y hablaré exclusivamente de la unidad 1. El personal tenía un plan para salvar todos los reactores, era un buen plan y estaba funcionando . Este plan se centró en salvar las unidades 2-3, que eran más urgentes. La unidad 1 tenía un "fusible más largo" porque tenía un sistema de enfriamiento llamado condensador de aislamiento . Funcionaría indefinidamente si los tanques se mantuvieran llenos.
Es un intercambiador de calor de vapor a agua en la parte superior del edificio del reactor, muy por encima del reactor. Por un lado, hay agua pura y limpia a presión atmosférica, que hierve a 212F (100C). Por otro lado, hay vapor presurizado de circuito primario (radiactivo) a la presión del reactor (por lo tanto, punto de ebullición más alto).
El sistema es pasivo y no requiere energía, solo recargas ocasionales de agua.
El vapor del reactor presurizado hierve el agua limpia en el IC y este vapor limpio se ventila a la atmósfera. Esto condensa el vapor del reactor en agua líquida (todavía presurizada a la presión del reactor), y el agua (a través de su propio peso) vuelve a caer al reactor (la altura significativa proporciona una "cabeza" de presión además del hecho de que ya está a la presión del reactor, inyectándola efectivamente de nuevo en el reactor como agua de reposición). Como es la misma agua, no hay pérdida de agua, el nivel del agua no baja y el núcleo no queda descubierto. En cambio, el IC pierde agua "limpia", y esto debe compensarse. Pero cualquier camión de bomberos puede hacer eso, ya que solo tiene que levantar agua hasta la parte superior del edificio, no inyectarla contra la presión del reactor.
El IC es tan efectivo que está incluido en el diseño de reactor más nuevo, el ESBWR . En ese diseño, el IC obtiene un suministro de agua para 3 días. Sin embargo, el Fukushima 1 más antiguo solo tenía un suministro de 8 horas. Y el personal lo sabía.
Las salas de IC están en lo alto del edificio del reactor, no en contención, y están en espacios accesibles mientras el reactor está funcionando, aunque subiendo muchos tramos de escaleras. Las válvulas están ahí y pueden ser accionadas por motor o manivelas. Se puede observar su posición. También hay medidores de nivel de agua.
El personal no tenía idea de que se dirigían a un desastre INES 7. Esperaban que su habilidad salvaría los reactores y volverían a estar en línea después de un año o dos. Así que practicaron una buena "administración de calderas", que dice que se enfría cualquier caldera lentamente, con el tiempo. Cambiar su temperatura demasiado rápido genera estrés y la posibilidad de daños muy costosos. Los condensadores de aislamiento lo enfriaban demasiado rápido, por lo que encendían y apagaban los condensadores de aislamiento de manera intermitente para lograr la tasa de enfriamiento objetivo*. Hicieron esto en la sala de control usando interruptores para operar los motores de las válvulas y observando las luces indicadoras para ver las posiciones de las válvulas.
Cuando fallaba la energía, seguían haciéndolo hasta que también fallaba la energía de la batería. En este punto, los controles del motor y las luces indicadoras se apagaron. No tenían claro si estaba encendido o apagado. Ahora, para revisarlo o cambiarlo, tendrían que subir unas escaleras. (Pero, por casualidad, nadie había hecho eso).
En su lugar, decidieron mirar fuera del edificio a las dos tuberías de ventilación del CI. Estos se llaman el "hocico de cerdo".
Vieron vapor saliendo del "Hocico de cerdo" y concluyeron que los circuitos integrados debían estar funcionando .
Nunca habían utilizado los condensadores de aislamiento .
Recuerdo haber leído comentarios de operadores de reactores en una planta en Nueva Inglaterra, que de vez en cuando ejercen su IC. Dijeron que cuando está encendido, no obtienes mechones. Obtienes una sólida explosión de vapor. Es inconfundible. Pero el personal de Fukushima no lo sabía. **
Ese libro también opina que el condensador de aislamiento nunca se había utilizado porque mientras el operador abría y cerraba una válvula, otras tres válvulas se habían cerrado. Esa opinión no se sostiene. Primero, el IC inicialmente se encendió automáticamente, lo que habría abierto los cuatro. En segundo lugar, cerrar esas válvulas sería algo extraño, dada su intención de hacer circular el circuito integrado. En tercer lugar, la teoría entra en conflicto con una inspección de campo de los condensadores de aislamiento (que muestra un uso considerable del agua IC (un tanque al 66 %, el otro al 83 % a las 8:07) y 1 de 2 válvulas abiertas por tanque.
Como barra lateral, el video plantea un punto interesante: este tema no se discute ni se revisa mucho, y muy pocas personas están mirando los datos concretos. Sospecho que es porque "el tsunami lo hizo" es una respuesta clara y cómoda envuelta en una reverencia, que sacia tanto a los pro como a los antinukers. He estado al tanto del video de inspección durante siete años, pero solo ha acumulado 750 visitas al momento de escribir este artículo. También se deduce que no existe una gran cantidad de documentación escrita sobre este tema; al menos no lo suficiente como para que haya mucho en la Web. Esto es típico del desinterés de los medios en los detalles sangrientos: véase también el accidente y la reconstrucción de Oroville, y la cobertura exclusiva de blancolirio . Muchos grandes eventos no tienen un blancolirio , por lo que los detalles (y las referencias) se desvanecen en la oscuridad.
Con el IC fuera de línea, el reactor se enfrió de manera diferente, lo que provocó una pérdida constante de refrigerante. Ocurrió un descubrimiento (exposición de las barras de combustible). Esto rompió los condensadores de aislamiento . Las barras de combustible expuestas se sobrecalentarán hasta que su cubierta de circonio reaccione con el vapor para producir gas hidrógeno. es muy ligero Fue directamente a la parte superior del reactor y al condensador de aislamiento. El gas hidrógeno no se condensa y desplazó el vapor más pesado, dejándolo no funcional. El personal no estaba al tanto de esto. Restauraron la alimentación de CC, descubrieron que el IC estaba apagado y lo volvieron a encender, pero no funcionó. No se dieron cuenta de esto en ese momento, ya que un indicador de nivel de agua indicaba incorrectamente un nivel alto de agua en el reactor.
Después de la falla de los instrumentos primarios, no observaron los instrumentos secundarios, sino que confiaron en métodos de indicación ad-hoc para determinar si el condensador de aislamiento estaba funcionando. Debido a la inexperiencia con el sistema, lo leyeron mal. Esta falla temprana inesperada interrumpió todo el resto del trabajo de recuperación.
5) Los condensadores de aislamiento (sistemas A y B) de la Unidad 1 se activaron automáticamente a las 14:52, pero los operadores de la Unidad 1 detuvieron manualmente ambos sistemas IC solo 11 minutos después. TEPCO siempre ha sostenido que la explicación de la suspensión manual fue que “se consideró que la velocidad de cambio de la temperatura del refrigerante del reactor no podía mantenerse dentro de los 55 °C/hora (100 °F/hora), que era el punto de referencia proporcionado por el manual operativo. .”
Una de las razones por las que el operador de turno no reconoció el hecho fue porque nadie había experimentado el IC en funcionamiento. El mejor conocimiento que alguien tiene es haber escuchado de antiguos operadores que cuando el IC estaba en funcionamiento, el vapor del agua de enfriamiento del condensador saldría horizontalmente de las aberturas de escape (el llamado hocico de cerdo) para producir un trueno grande y estático similar a un relámpago. -sonidos similares (figuras 2.15 y 2.16).
negro mate