Vypouštění radioaktivní vody z Fukušimy do moře

Pracovní skupina Mezinárodní agentury pro atomovou energii (MAAE), která přezkoumává japonskou politiku vypouštění upravené vody z jaderné elektrárny Fukušima Dai-iči v souladu s příslušnými mezinárodními bezpečnostními normami, zveřejnila první zprávu v dubnu loňského roku. Zpráva shrnuje celkový pokrok v technických přípravách na vypouštění vody a zjištění z první kontrolní mise pracovní skupiny do japonské společnosti Tokyo Electric Power Company (TEPCO), provozovatele jaderné elektrárny Fukušima Dai-iči, a ministerstva hospodářství, obchodu a průmyslu (METI). Další kroky pro vypouštění vody jsou plánované na letošní rok 2023. Vypouštěná voda bude upravena na parametry standardu pro pitnou vodu.

Zpráva obsahuje shrnutí charakteristik čištěné vody pokročilého systému zpracování kapalin (ALPS), bezpečnostní aspekty systému vybudovaného za účelem vypouštění vody, posuzování vlivu na životní prostředí, regulační dohled, programy monitorování zdrojů a životního prostředí, radiační ochranu při práci a zapojení zainteresovaných stran.

TEPCO odvede vodu od pobřeží kilometrovým tunelem a před vypuštěním vodu naředí, tak aby koncentrace tritia klesla pod hodnotu 1 500 Bq/l. To je výrazně pod japonským národním regulačním standardem (60 000 Bq/l) a směrnicemi Světové zdravotnické organizace pro kvalitu pitné vody, která stanovuje 10 000 Bq/l. (Pro porovnání: lázeňské vody používané k léčení pacientů v Jáchymovských lázních mají hodnoty řádu 10 000 Bq/l).

Odkud pochází voda uložená v jaderné elektrárně Fukušima Dai-iči

Od havárie v březnu 2011 je zde voda neustále potřebná k ochlazování roztaveného paliva a zbytků paliva v reaktoru. Kromě vody čerpané za tímto účelem prosakuje do areálu také podzemní voda z okolního prostředí a dešťová voda, která se dostává do poškozených budov reaktorů a turbín. Když voda přijde do styku se zbytky paliva a jinými radioaktivními látkami, kontaminuje se.

Jak se kontaminovaná voda ošetřuje

Voda se zachycuje a prochází filtračním procesem zvaným Advanced Liquid Processing System (ALPS), který odstraní většinu radioaktivity.

(Zdroj: Frequently Asked Questions: Fukushima Daiichi Treated Water Release | IAEA)

ALPS pomocí řady chemických reakcí odstraňuje z kontaminované vody 62 radionuklidů, není však schopen odstranit tritium.

Tritium

Tritium je přirozeně se vyskytující radioaktivní forma vodíku, ³H, která vzniká v atmosféře, když se kosmické záření sráží s molekulami vzduchu. Ze všech přirozeně se vyskytujících radionuklidů v mořské vodě má nejnižší radiologický dopad. Tritium je vedlejším produktem provozu všech jaderných elektráren. Má poločas rozpadu 12,32 let, to znamená, že z daného množství tritia zůstane po 12,32 letech v důsledku radioaktivního rozpadu pouze polovina, za dalších 12,32 let pouze čtvrtina atd. Tritiovaná voda má relativně krátký biologický poločas rozpadu v lidském těle - 7 až 14 dní. (Biologický poločas chemické látky (např. léčiva) v živém organismu je doba, za kterou je polovina této chemické látky vyčerpána nebo vyloučena z těla.)

Tritium emituje slabé beta částice, tj. elektrony, s průměrnou energií 5,7 keV (kiloelektronvoltů), které mohou proniknout asi 6,0 mm vzduchu, ale nemohou proniknout do těla chráněného lidskou kůží. Při vdechování nebo požití může představovat nebezpečí vnitřního ozáření, ale pro člověka je škodlivý pouze ve velmi vysokých dávkách.

Proč se nedá tritium během filtrace odstranit?

Odstranit z vody tritiovanou vodu je technicky velmi obtížné. Tritium je izotop vodíku a voda obsahující tritium má chemické vlastnosti téměř totožné s vodou s běžným vodíkem. Existují technologie, které mohou extrahovat tritium vysoce koncentrované v malém množství vody například v zařízeních pro jadernou fúzi. Voda nashromážděná ve Fukušimě má však nízkou koncentraci tritia ve velkém objemu vody a stávající technologie nejsou použitelné.

Jak se s vodou upravenou systémem ALPS zachází

V současné době se voda na území elektrárny Fukušima upravuje a skladuje na místě ve speciálně připravených nádržích. Společnost TEPCO, provozovatel elektrárny, instalovala zhruba 1 000 těchto nádrží, které pojmuly přibližně 1,3 milionu metrů krychlových upravené vody (k 2. červnu 2022). Od roku 2011 se objem vody v zásobnících neustále zvyšuje a současný prostor nádrží se blíží plné kapacitě. I když TEPCO provedlo různá zlepšení, která výrazně snížila rychlost produkce kontaminované vody (ledová podzemní stěna vyřešila množství vody jen částečně: https://www.cnet.com/science/fukushima-ice-wall-prevents-leaking-of-radioactive-water/), společnost rozhodla, že pro likvidaci je zapotřebí dlouhodobé řešení. V dubnu 2021 vydala japonská vláda záměr likvidace vody upravené ALPS prostřednictvím řízeného vypouštění do moře.

Jak je to u jiných jaderných elektráren

Většina jaderných elektráren po celém světě běžně a bezpečně uvolňuje upravenou vodu obsahující nízké koncentrace tritia a dalších radionuklidů do životního prostředí jako součást běžného provozu. Voda se používá v jaderných elektrárnách k přenosu tepla z aktivní zóny reaktoru do parních turbín a v chladicích systémech vyvinutých pro snížení přebytečného tepla. Požadavky na vodu pro jaderné elektrárny se liší v závislosti na použitém chladicím systému, tepelné účinnosti jaderné elektrárny, požadavcích na užitkovou vodu, bezpečnostních prvcích a technikách likvidace odpadu. Běžnou praxí v jaderných zařízeních je povolené a řízené vypouštění tritiované vody do blízkých vodních útvarů, jako jsou řeky, jezera nebo pobřežní oblasti. Vypouštění vody v jaderných elektrárnách je autorizované a je pečlivě sledováno provozovateli a regulačními orgány, aby byla zajištěna bezpečnost. Např. v ČR je povolená aktivita tritia pro pitnou vodu 100 Bq/l. Úroveň tritia ve Vltavě pod výpustmi z Temelína se pohybuje pod touto hodnotou.

Jak konkrétně bude MAAE monitorovat uvolňování vody

Japonsko požádalo MAAE, aby provedla přezkum bezpečnostních aspektů nakládání s vodou upravenou ALPS. Cílem je zajistit, aby likvidace vody byla prováděna v souladu s bezpečnostními normami MAAE a bez nepříznivého dopadu na lidské zdraví a životní prostředí. Probíhající monitorovací a přezkumné činnosti začaly v roce 2021 a budou pokračovat po mnoho let.

Pod vedením sekretariátu MAAE byla zřízena pracovní skupina. Zahrnuje 11 mezinárodně uznávaných odborníků s rozsáhlými zkušenostmi ze široké škály technických specializací z Argentiny, Austrálie, Kanady, Číny, Francie, Marshallových ostrovů, Korejské republiky, Ruské federace, Spojeného království, Spojených států a Vietnamu.

Skupina se zaměří na aspekty:

• Radiologická charakteristika vypouštěné vody upravené ALPS.
• Bezpečnostní aspekty procesu vypouštění vody, včetně zařízení, která mají být použita, a kritérií, která mají být použita a dodržována.
• Posouzení radiačního dopadu na životní prostředí související se zajištěním ochrany osob a životního prostředí.
• Monitorování životního prostředí spojené s vypouštěním.
• Regulační kontrola, včetně povolování, inspekce a průběžného posuzování plánu vypouštění.

Poznámka: O problematice tzv. odpadů po fukušimské havárii jsme psali zde: https://www.3pol.cz/cz/rubriky/jaderna-fyzika-a-energetika/1864-japonsky-radioaktivni-odpad )

Zdroje:

IAEA Releases First Report on Safety of Planned Water Discharge from Fukushima Daiichi Site | IAEA

IAEA Review of Safety Related Aspects of Handling ALPS Treated Water at TEPCO’s Fukushima Daiichi Nuclear Power Station