1. No category

Fukushima Daiichi Nuclear Accident
Bent Lauritzen
Programmet for Strålingsfysik
Fysik og Kemilærerforeningen, Sjælland, Oktober 2012
Source:DOE/ EIA – IEO 2011
Fysik og Kemilærerforeningen, Sjælland, Oktober 2012
Source:DOE/ EIA – IEO 2011
Hvorfor kernekraft?
• Vi mangler energi
• Hensyn til klima og miljø
• Forsyningssikkerhed
• Økonomi
Fysik og Kemilærerforeningen, Sjælland, Oktober 2012
Kernekraft i Japan
JAPAN (2010):
17 kernekraftværker
55 reaktorer
– 30 BWR
– 24 PWR
29% af elforsyning
Fysik og Kemilærerforeningen, Sjælland, Oktober 2012
5.
Japan uden kernekraft ?
Fukushima Daini 1-4
Elektrisk effekt: 4 x 1067 MW
20 tons uranbrændsel/reaktor pr. år
Fysik og Kemilærerforeningen, Sjælland, Oktober 2012
For at erstatte en reaktor kræves
Biobrændsel (træflis)
Vindkraft
16,5 millioner m3
1000 vindmøller
(på 2 MW)
Stenkul
Tre millioner ton
Vandkraft
Naturgas eller olie
1/6 af Japans
vandkraftreserver
Gas: 2,1 milliarder m3
Olie: 2,1 millioner m3
Fysik og Kemilærerforeningen, Sjælland, Oktober 2012
Japan uden kernekraft
Estimerede omkostninger:
3500 mia. kr ???
Fysik og Kemilærerforeningen, Sjælland, Oktober 2012
Fukushima Dai-ichi atomkraftværket
Unit 5
Unit 3
Unit 2
Unit 6
Unit 1
Unit 4
Fysik og Kemilærerforeningen, Sjælland, Oktober 2012
Fukushima Dai-ichi atomkraftværket
Fysik og Kemilærerforeningen, Sjælland, Oktober 2012
Fysik og Kemilærerforeningen, Sjælland, Oktober 2012
Tsunami Wave
Fysik og Kemilærerforeningen, Sjælland, Oktober 2012
Tsunami – Arrival at Fukushima Daiichi
Fysik og Kemilærerforeningen, Sjælland, Oktober 2012
Tsunami – Arrival at Fukushima Daiichi
Fysik og Kemilærerforeningen, Sjælland, Oktober 2012
Tsunami – Arrival at Fukushima Daiichi
Fysik og Kemilærerforeningen, Sjælland, Oktober 2012
Fukushima atomkraftværket før ulykken
Risø DTU, Danmarks Tekniske Universitet
Fukushima atomkraftværket efter ulykken
Risø DTU, Danmarks Tekniske Universitet
Fysik og Kemilærerforeningen, Sjælland, Oktober 2012
Fukushima Daiichi
kernekraftværk
Unit 5
Unit 3
Unit 2
Unit 6
Unit 1
Unit 4
Enhed 1
Enhed 2
Enhed 3
Enhed 4
Enhed 5
Enhed 6
Type
BWR3
BWR4
BWR4
BWR4
BWR4
BWR5
Sælger
GE
Alder
1970
1973
1974
1978
1977
1979
Effekt
460 MW
784 MW
784 MW
784 MW
784 MW
1100 MW
 Toshiba/Hitachi (GE licens) 
Fysik og Kemilærerforeningen, Sjælland, Oktober 2012
Boiling Water Reactor - BWR
Fysik og Kemilærerforeningen, Sjælland, Oktober 2012
Kernekraft:
Spaltning af uran (fission)
En million gange mere energi end i kul!
Fysik og Kemilærerforeningen, Sjælland, Oktober 2012
Uran-piller i brændselselementer
Fysik og Kemilærerforeningen, Sjælland, Oktober 2012
Brændselselementer til atomkraftværker
Fysik og Kemilærerforeningen, Sjælland, Oktober 2012
Fukushima Daiichi – Power Plant layout
Fysik og Kemilærerforeningen, Sjælland, Oktober 2012
Reaktor design - Fukushima
damp
vand
Reaktor kerne
Reaktortank
Reaktorindeslutning
Kondenseringstank
Fysik og Kemilærerforeningen, Sjælland, Oktober 2012
Fysik og Kemilærerforeningen, Sjælland, Oktober 2012
Hændelsesforløbet
11.3.2011
Enhed 1, 2 og 3 i drift
Enhed 4, 5 og 6 nedlukkede
Brugt
brændsel
Brændselsbassiner øverst i
bygningerne
Rotary Rødovre
Fysik og Kemilærerforeningen, Sjælland, Oktober 2012
5. oktober 2011
Hændelsesforløbet
11.3.2011 Kl. 14:46
Jordskælv størrelse 9.0
Strømsvigt i det nordlige Japan
Reaktorerne 1-3 lukker ned,
kædereaktion standses
Fortsat varmeudvikling:
1 sek.  6 %
1 dag  1 %
1 uge  0.5 %
Dieselgeneratorerne starter
Kraftværket i sikker tilstand
Rotary Rødovre
Fysik og Kemilærerforeningen, Sjælland, Oktober 2012
5. oktober 2011
Hændelsesforløbet
11.3.2011 Kl. 15:41
Tsunami rammer værket
Design højde 5,7 m
Vandstand  14 m
Turbinehal oversvømmes
Dieselgeneratorer sætter ud
Station Blackout
Kun batteridrevne systemer
Utilstrækkelig køling
Kraftværket i usikker
tilstand – niveau 4
Rotary Rødovre
Fysik og Kemilærerforeningen, Sjælland, Oktober 2012
5. oktober 2011
Hændelsesforløbet
11.3.2011 Kl. 16:36
Svigt af køling i enhed 1
13.3.2011 Kl. 5:10
Svigt af køling i enhed 3
14.3.2011 Kl. 13:25
Svigt af køling i enhed 2
12.3 Evakuering, 20 km zone
Kraftværket i usikker
tilstand – niveau 4
Fysik og Kemilærerforeningen, Sjælland, Oktober 2012
Hændelsesforløbet
12-13.3.2011
Temperatur og tryk stiger
Vandstand i kernen falder
Trykaflastning af kernen
Begyndende nedsmeltning
900 C Radioaktivt frigøres
1200 C Brintudvikling
1800 C Indkapsling smelter
2700 C Brændslet smelter
Reaktorindeslutning intakt
Kraftværket i meget usikker
tilstand – niveau 5
Fysik og Kemilærerforeningen, Sjælland, Oktober 2012
Enhed 1, 3
12 - 14.3.2011
Radioaktiv damp i
reaktorbygning
Brint i reaktorbygning
Kraftværket i meget usikker
tilstand – niveau 5
Unit 1
Fysik og Kemilærerforeningen, Sjælland, Oktober 2012
Enhed 1, 3
12 - 14.3.2011
Brinteksplosioner i enhed 1 og 3
Lille udslip af radioaktivitet
Ulykke – niveau 5?
Fysik og Kemilærerforeningen, Sjælland, Oktober 2012
Hydrogen explosion at Unit 1 & 3
Enhed 2
15.3.2011
Eksplosion i bunden af enhed 2
Brud på reaktorindeslutning
Nedsmeltning af brændslet i
reaktor 1-3
Stort udslip af radioaktivitet
Høje strålingsniveauer
Evakuering af anlægget
Ulykke – niveau 7
Fysik og Kemilærerforeningen, Sjælland, Oktober 2012
Brændselsbassinerne
15-16.3.2011
Brændselsbassiner uden for
reaktorindeslutning!
Ingen ekstern køling
Lækage i bassin?
Passiv køling:
Enhed 4
Enhed 1-3,5,6
 dage
 uger
Nedsmeltning af brændsel?
Stort udslip
Ulykke – niveau 7
Fysik og Kemilærerforeningen, Sjælland, Oktober 2012
Reaktor 2-4
Fysik og Kemilærerforeningen, Sjælland, Oktober 2012
Reaktor 4
Fysik og Kemilærerforeningen, Sjælland, Oktober 2012
Bassiner til opsamling af vand
Fysik og Kemilærerforeningen, Sjælland, Oktober 2012
Fysik og Kemilærerforeningen, Sjælland, Oktober 2012
Foreløbige konklusioner
•
Fukushima ulykken er den næstmest alvorlige ulykke på
et kernekraftværk
•
Ingen umiddelbare skader på mennesker. Antal
cancertilfælde vil være begrænset, da de mest udsatte
befolkningsgrupper blev evakueret
•
Reaktorerne 1 - 4 er ødelagte. Det vil tage adskillige år og
kræve robotudstyr at nedbryde reaktorerne
•
Omfattende lokal forurening -
Fysik og Kemilærerforeningen, Sjælland, Oktober 2012
Forhøjet baggrundsstråling
Fysik og Kemilærerforeningen, Sjælland, Oktober 2012
Baggrundsstråling i Fukushima Præfekturet
Fysik og Kemilærerforeningen, Sjælland, Oktober 2012
Måling 25. april
Fysik og Kemilærerforeningen, Sjælland, Oktober 2012Rotary
Rødovre5.
Kernekraft efter Fukushima ?
Europa: Stress test af alle kernekraftværker
– Sikring mod oversvømmelser og jordskælv
– Sikring af nødstrømsforsyning
– Sikring af vandforsyninger og køling af
reaktorer
– Køling af brændselsbassinerne
– Sikring mod brint-udvikling
– Sikring mod samtidige ulykker på flere
enheder
Fysik og Kemilærerforeningen, Sjælland, Oktober 2012
Kernekraft efter Fukushima ?
Stress test konklusion (Europa)
•
•
Sikkerheden er god og ingen værker skal lukkes
Men med plads til forbedringer:
– risikovurdering for jordskælv (54 enheder) og oversvømmelse (62
enheder)
– seismiske instrumenter på 121 enheder
– filtreret ventilation på 32 enheder
– udstyr til beredskab sikres på 81 enheder
– nød-kontrolrum på 24 enheder
•
Omkostninger ca. 1 mia. kr./reaktor
Fysik og Kemilærerforeningen, Sjælland, Oktober 2012
Kernekraft efter Fukushima ?
•
Tyskland indstiller driften af 8 enheder og lukker de
resterende 9 enheder inden 2022
•
•
•
Schweiz stopper for udbygning
Belgien stopper for udbygning
Italiensk folkeafstemning om kernekraft
– mens Frankrig, Storbritannien og Østeuropa fortsat bygger
kernekraftværker
•
•
•
USA: langsommere udbygning?
Kina standser midlertidigt udbygning af kernekraft
Japan: Midlertidigt stop for driften af næsten alle enheder
– afvikling af japansk kernekraft???
Fysik og Kemilærerforeningen, Sjælland, Oktober 2012
New Plants Planned in the USA
30 units planned
in USA
First COL
licenses in 2012
Source: 2012, US NRC
Fysik og Kemilærerforeningen, Sjælland, Oktober 2012