Kärnkraftverket Fukushima Dai-ichi var konstruerat för att stå emot en jordbävning, men den efterföljande tsunamin blev för mycket. Vågen slog ut både det ordinarie kylsystemet och reservsystemet vid flera reaktorer. Det gjorde att bränslestavar smälte och radioaktiva ämnen spreds till omgivningen. Men tack vare en rad åtgärder som vidtogs efter en stor jordbävning 2007 blev skadeverkningarna ändå begränsade.
Det började som ett kraftigt jordskalv strax före klockan 15.00 den 11 mars, japansk tid. De japanska kärnkraftverken klarade skalven relativt bra, men när tsunamivågen kom 45 minuter senare kunde reaktorerna vid Fukushima Dai-ichi inte stå emot. Den ordinarie elförsörjningen slutade fungera och reservkraften slogs ut. Därmed fungerade heller inte den nödvändiga kylningen av reaktorhärdarna.
Ingen väntade sig tsunamin
Det fanns en beredskap mot jordbävningar. Det japanska samhället, kärnkraftverkets ägare och personalen hade dragit lärdomar från det stora jordskalv som 2007 drabbade kärnkraftverket Kashiwazaki-Kariwa och ledde till att fyra reaktorer snabbstoppades. En konkret åtgärd efter den händelsen, som blev extra tydlig i samband med jordskalvet i Fukushima, var att anläggningens brandvattensystem modifierades för att kunna kyla härden i nödsituationer – en åtgärd som bara ska behövas i yttersta nödfall. Man hade också konstruerat en jordbävnings- och tsunamisäkrad byggnad. Till den begav sig kärnkraftverkspersonalen direkt efter jordbävningen.
– Ingen vid Fukushima Dai-ichi förväntade sig den efterföljande tsunamin, men när skalvet kom begav sig personalen rutinmässigt till den tsunamisäkrade byggnaden som stod klar så sent som i fjol. Den är förklaringen till att endast två personer omkom direkt på anläggningen. Det kunde ha varit många, många, fler, säger Kenneth Broman, utredare på Strålsäkerhetsmyndigheten.
Jordskalvet och tsunamin påverkade inte bara reaktorerna. Det blev även stora skador på infrastrukturen. Bland annat kopplades anläggningen bort från det ordinarie elnätet.
Flera av dieselaggregaten slogs ut
Den huvudsakliga reservkraften vid ett kärnkraftverk är dieselaggregat. Efter jordbävningen fungerade alla reservdieslar vid kärnkraftsanläggningen, men efter tsunamin var det endast ett dieselaggregat på hela anläggningen som gick att köra. Det var ett aggregat vid reaktor 6, som stod 13 meter över havet, tre meter högre än de värst drabbade reaktorerna 1–4 som stod tio meter över havet.
På morgonen den 12 mars kom mobila kraftaggregat på plats. Vägarna var delvis raserade och det var stora problem att få dit dem. När reservaggregaten väl var på plats var det problem att installera dem. Arbetsförhållandena var besvärliga. Personalen fick dra kablar i mörkret samtidigt som det hela tiden kom efterskalv. På området var det dessutom höga strålningsnivåer som ytterligare försvårade installationsarbetet.
¬Då ingen elförsörjning till kylsystemen fanns fick arbetarna använda det nyinstallerade brandvattensystemet för nödkylning av reaktorhärdarna. Då vattnet inte längre cirkulerade i ett slutet system spreds radioaktiva ämnen till omgivningen, säger Kenneth Broman.
Som en följd av att kylningen inte fungerade blev det redan på kvällen den 11 mars en så kallad härdfriläggning på reaktor 1. Det innebär att det vatten som ska kyla bränslet kokar bort och bränslet börjar smälta. Det i sin tur leder till en härdsmälta.
Personalens dosgräns höjdes
För att personalen skulle kunna genomföra alla nödvändiga arbeten i kärnkraftverket ändrade japanska myndigheter den 14 mars den maximala dosgränsen för arbetare från 100 mSv per år till 250 mSv per år.
Under mars fick sex arbetare en dos som överskred 250 mSv. Antalet arbetare som utsätts för höga stråldoser minskar. Medeldosen för kärnkraftsarbetarna var i mars 22,4 mSv. I april var den nere på 3,9 mSv och i maj 3,1 mSv. De sex personer som fick över 250 mSv hade tagit av sig skyddsmasken inne på kontrollerat område.
Tsunamin spolade bort och förstörde de personliga strålningsmätare, dosimetrar, som fanns på anläggningen. Till en början fanns det bara en dosimeter per arbetsgrupp vilket gör det omöjligt att veta exakt vilken stråldos varje arbetare utsattes för.
Reaktorerna startas inte igen
Reaktor 1–4 vid Fukushima Dai-ichi kommer aldrig att kunna startas igen. De är totalförstörda efter härdsmältor, vätgasexplosioner och nödkylning med havsvatten. Reaktor 1 är inklädd i ett plastskydd för att förhindra spridning av radioaktivitet. Reaktor 5–6 däremot klarade händelsen bättre tack vare att de ligger högre och hade kvar reservkraft under förloppet.
– Hur stora skadorna är i härdarna och på reaktortankbottnarna vet vi inte. Däremot blir läget vid Fukushima Dai-ichi alltmer stabilt och sedan en tid är temperaturen i samtliga reaktortankar under 100 grader, vilket innebär att kylvattnet inte längre kokar bort, säger Kenneth Broman.
Inget kylvatten sprids heller längre till omgivningen. Allt kylvatten som flödar i reaktorerna går via reaktortank, inneslutning, reaktorbyggnad och turbinbyggnad för att sedan renas och cirkuleras.
Lärdomar driver säkerheten framåt
En del åtgärder hade vidtagits vid Fukushima Dai-ichi till följd av tidigare jordskalv och bidrog till att denna omfattande olycka inte blev ännu värre. Men en rad frågor kan ställas: Vad hade hänt om personalen vid kärnkraftverket inte hade evakuerats till den jordbävnings- och tsunamisäkra byggnaden? Vad hade hänt om det nya brandvattensystemet för nödkylning inte hade hunnit installerats? Vad hade hänt om inneslutningen på någon av reaktorerna hade kollapsat?
– Även om det mesta verkar ha gått fel så fanns det en del omständigheter som kan kategoriseras som ”tur i oturen”. Det fanns dessutom en hel del lyckliga omständigheter i naturkatastrofens omfattning. Hade tsunamivågen varit ännu högre än sina respektingivande 14 meter hade ännu fler reaktorer kunnat drabbas, säger Kenneth Broman.
Precis som efter de stora kärnkraftsolyckorna vid Three Miles Island (Harrisburg) och Tjernobyl kommer lärdomar att dras från kärnkraftskatastrofen i Japan. Inom EU pågår sedan i somras arbetet med de så kallade stresstesterna som ska analysera säkerheten vid kärnkraftverken. I Sverige är det Strålsäkerhetsmyndigheten som ansvarar för att sammanställa analyserna och rapportera till regeringen och EU-kommissionen. Redan nu har vissa brister identifierats, bland annat motståndskraften mot jordbävningar och möjligheten att klara en olycka som drabbar flera reaktorer vid samma kärnkraftverk – precis det som skedde i Fukushima våren 2011.
David Persson
Faktaruta
11 mars
Ett kraftigt jordskalv strax före klockan 15.00, japansk tid. 15.45 kommer tsunamivågen. På kvällen friläggs härden på reaktor 1.
12 mars
På morgonen kommer mobila kraftaggregat på plats. Reaktor 1 exploderar.
14 mars
Den maximala dosgränsen för arbetare ändras från 100 mSv per år till 250 mSv per år. Reaktor 3 exploderar.
15 mars
Reaktor 2 förlorar tryck. Reaktor 4 exploderar.