1999 erlitt die japanische Atomindustrie in Tokai-mura in Ibaraki, Japan, einen schweren Atomunfall. Es geschah in einer Kernbrennstoffverarbeitungsanlage.
Um Ibarakis Kritikalitätsunfall zu verstehen, erklären wir zunächst kurz den Urananreicherungsprozess im Werk Tokaimura.
Was ist der Urananreicherungsprozess?
Der Urananreicherungsprozess wird durchgeführt, indem zuvor Uran in eine Verbindung namens Uranhexafluorid umgewandelt wird. Uranhexafluorid ist unter normalen Bedingungen gasförmig.
Der nächste Schritt ist die Umwandlung des angereicherten Urans in Form von Uranhexafluorid in Uranoxid, das in einem Tank mit einer wässrigen Lösung von Uranylnitrat erreicht wird.
Die Verbindung wird in keramische Brennstoffpellets umgewandelt. Diese Pellets sind der Kernbrennstoff, der in einem Kernkraftwerk verwendet wird.
Die Uranoxidlösung (U3O8) musste sich in einem dafür vorgesehenen Tank befinden. Danach musste es in eine reine Uranylnitratlösung überführt und mit einer Stickstoffgasspülung homogenisiert werden.
Anschließend musste das Gemisch in den wassergekühlten Fällungstank gegossen werden, um die durch die exotherme Reaktion erzeugte Restwärme abzuleiten.
Das Verfahren hatte Grenzen für die Menge an Uran, die in den Fällungstank überführt werden musste, um eine sich selbst erhaltende Kernkettenreaktion zu verhindern. Das Maximum muss 2,4 kg Uran betragen.
Ibaraki Atomkatastrophe verursacht
Das Verfahren wurde im November 1996 ohne Genehmigung der zuständigen Regulierungsbehörden geändert.
Bei der Herstellung des JOYO-Brennstoffs im September 1999 lösten die Arbeiter das U 3 O 8 -Pulver in Salpetersäure in den Edelstahleimern und gossen die Lösung direkt in den Fällungstank.
Die verwendete Lösung von 16 Litern Uranoxid, das stark angereichert war, wurde in vier Edelstahleimer verteilt, um in den Tank gegossen zu werden.
Am Morgen des 30. September, als das Volumen 40 Liter erreichte und die kritische Masse erreichte, die zur Auslösung einer Kernspaltungskettenreaktion erforderlich war, begann es, Neutronen und Gammastrahlung zu emittieren.
Sofortige Auswirkungen des Atomunfalls von Ibaraki
Der Arbeiter, der den siebten Würfel Urannitrat in die Spüle gab - Hisashi Ouchi- - sah einen blauen Blitz von Cherenkov-Strahlung. Er und ein anderer Arbeiter in der Nähe des Waschbeckens hatten sofort Schmerzen, Übelkeit, Atemnot und andere Symptome.
Einige Minuten nach dem Unfall erbrach er sich und verlor das Bewusstsein.
Es gab keine Explosion, aber das Ergebnis der Kernreaktion war eine intensive Gamma- und Neutronenstrahlung aus dem Sedimentationstank, die den Alarm auslöste. Dann begannen die Aktionen, den nuklearen Unfall zu lokalisieren.
Elf Stunden nach Beginn des nuklearen Unfalls betrug die Gammastrahlung an einem der Standorte außerhalb des Kernkraftwerks etwa 0,5 Millisievert pro Stunde.
Die Kernspaltungskettenreaktion dauerte etwa 20 Stunden. Nach dieser Zeit hörte die Reaktion auf, weil die Arbeiter Kühlwasser um den Tank herum hinzufügten.
Das Kühlwasser spielte einen Neutronenreflektor und dem Siedler wurde Borsäure zugesetzt (Bor ist ein guter Neutronenabsorber).
Die Unterbrechungen der Kernenergiekettenreaktion wurden durch die Tatsache verursacht, dass die Flüssigkeit kochte, die Wassermenge nicht mehr ausreichte, um die Kritikalität zu erreichen, und die Kettenreaktion abnahm. Nach dem Abkühlen und Kondensieren des Wassers wurde die Reaktion fortgesetzt.
Die Neutronenstrahlung hörte auf, aber die gefährliche Menge an restlicher Gammastrahlung von Spaltprodukten blieb einige Zeit in der Senke.
Die meisten flüchtigen radioaktiven Kernspaltungsprodukte blieben im Gebäude. Einige der radioaktiven Edelgase und Jod 131 gelangten jedoch in die Atmosphäre.
Folgen des Unfalls der Tokaimura
Der Atomunfall in Tokaimura betraf direkt die drei Arbeiter, die die Probe vorbereiteten und ins Krankenhaus eingeliefert werden mussten. Die drei Männer waren Yutaka Yokokawa, Masato Shinohara und Hisashi Ouchi.
Zwei von ihnen befanden sich in einem kritischen Zustand. Hisashi Ouchi starb nach 12 Wochen und der andere nach sieben Monaten. Es wird geschätzt, dass einer der toten Arbeiter Strahlung zwischen 1 und 20 Sieverts erhielt.
In Ergänzung,
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Sechsundfünfzig weitere Arbeiter im Werk erhielten Bestrahlung - mindestens 21 Personen, die signifikante Dosen erhielten und einer medizinischen Untersuchung unterzogen werden mussten.
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In einem Umkreis von 200 Metern um die Anlage war der Zugang eingeschränkt.
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Die japanischen Behörden evakuierten 161 Menschen aus 350 Meter vom Werk entfernten Gebieten.
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Dreihundertzehntausend Menschen, die 10 km entfernt lebten, wurden gewarnt, ihre Häuser nicht zu verlassen, bis die Situation unter Kontrolle war. Ihre Haft dauerte 18 Stunden.
Nach Beendigung der Kettenreaktion normalisierten sich die Strahlungswerte im Freien wieder.
Nach Angaben der Internationalen Atomenergiebehörde IAEO hatten die Strahlungswerte in der Nähe der Anlage Mitte Oktober 1999 ihre natürlichen Werte wiedererlangt. Die Jod-131-Spiegel in Böden und Vegetation außerhalb der Anlage zeigten, dass das Essen nicht beeinträchtigt worden war.
Der Unfall erreichte Stufe 4 in der INES-Skala („Unfall ohne signifikantes Risiko außerhalb des Standorts“).
Seit dem Unfall, auf den alle Anzeichen als menschliches Versagen hinweisen, haben die japanischen Atomenergiebehörden entschieden, dass die Brennstoffaufbereitungsanlagen in Japan vollautomatisiert werden müssen.
