فاجعه فوکوشیما: زلزله، سونامی و درس‌های هسته‌ای ژاپن

روزی که زمین لرزید: نگاهی دقیق‌تر به ۱۱ مارس ۲۰۱۱

ساعت ۱۴:۴۶ به وقت محلی ژاپن (۰۵:۴۶ به وقت گرینویچ) بود که زلزله‌ای به بزرگی ۹.۰ ریشتر، شرق شهر سندای رو لرزوند. مرکز زلزله حدود ۹۷ کیلومتر با نیروگاه فوکوشیما فاصله داشت. مردم منطقه فقط ۱۰ دقیقه فرصت داشتن تا خودشون رو برای سونامی آماده کنن. این فاجعه سه‌گانه، یعنی زلزله، سونامی و حادثه هسته‌ای، باعث شد در مجموع نزدیک به نیم میلیون نفر مجبور به ترک خونه‌هاشون بشن.

وقتی زلزله اتفاق افتاد، نیروگاه فوکوشیما دایچی شش رآکتور آب جوشان (BWR) ساخت شرکت جنرال الکتریک (GE) داشت. در اون لحظه، رآکتورهای شماره ۱، ۲ و ۳ در حال کار بودن، ولی رآکتورهای ۴، ۵ و ۶ خاموش و در حال تعمیر و نگهداری بودن. با این حال، حتی رآکتورهای خاموش هم به خنک‌کاری نیاز داشتن چون استخرهای سوخت مصرف‌شده‌شون هنوز داغ بود. با تشخیص زلزله، سه رآکتور فعال به‌طور خودکار خاموش شدن. به خاطر قطعی شبکه برق سراسری و آسیب به پست‌های برق، ژنراتورهای دیزلی اضطراری (EDG) به صورت اتوماتیک روشن شدن تا برق لازم برای سیستم‌های خنک‌کننده اضطراری رو تامین کنن.

اما حدود ۵۰ دقیقه بعد، سونامی با موج‌هایی به ارتفاع ۱۳ تا ۱۴ متر به نیروگاه رسید. سطح زمین نیروگاه ۱۰ متر بالاتر از سطح دریا بود، اما این موج‌ها خیلی بلندتر بودن و به راحتی از دیوار ساحلی عبور کردن. حدود ساعت ۱۵:۴۱، آب کل محوطه، ساختمون‌های توربین و رآکتورها رو گرفت. این سیلاب باعث شد پمپ‌های آب دریا که برای خنک کردن ژنراتورها استفاده می‌شدن، از کار بیفتن. در نتیجه، ۱۰ تا از ۱۳ ژنراتور اضطراری نیروگاه خاموش شدن. سیل همچنین به تجهیزات الکتریکی که در طبقات همکف یا زیرزمین بودن آسیب زد. حتی پست‌های برقی که برق رو از سه ژنراتور باقی‌مونده که در ارتفاع بالاتری بودن می‌گرفتن، از کار افتادن چون ساختمونشون پر از آب شد. در نهایت فقط یک ژنراتور که با هوا خنک می‌شد و مربوط به رآکتور شماره ۶ بود، سالم موند.

با از دست رفتن برق AC (برق شهری و ژنراتورها)، باتری‌های DC پشتیبان وارد مدار شدن. این باتری‌ها طوری طراحی شده بودن که بتونن حدود ۸ ساعت برق ایستگاه رو تامین کنن. اما باتری‌های رآکتورهای ۱، ۲ و ۴ هم که در زیرزمین کنار ژنراتورها بودن، به خاطر سیل از کار افتادن. در نتیجه، رآکتورهای ۱ تا ۵ برق AC رو از دست دادن و رآکتورهای ۱، ۲ و ۴ حتی برق DC هم نداشتن. این وضعیت، که بهش «خاموشی کامل ایستگاه» یا Station Blackout می‌گن، نیروگاه رو در شرایط خیلی خطرناکی قرار داد. اپراتورها بدترین سناریو، یعنی «از دست رفتن خنک‌کننده» (LOC) رو برای رآکتورهای ۱ و ۲ در نظر گرفتن و به سرعت برنامه‌ای برای تزریق آب با تجهیزات آتش‌نشانی و تخلیه فشار محفظه اولیه طراحی کردن. در همین حین، شرکت برق توکیو (TEPCO)، که مالک و اپراتور نیروگاه بود، به مقامات «وضعیت اضطراری سطح یک» رو اعلام کرد.

جدال برای خنک کردن رآکتورها: یک مسابقه نفس‌گیر با زمان

بعد از قطع کامل برق، اپراتورهای نیروگاه وارد یک مبارزه سخت برای کنترل رآکتورها شدن. هر رآکتور داستان خودش رو داشت و چالش‌ها یکی پس از دیگری از راه می‌رسیدن.

ماجرای رآکتور شماره ۱: اولین انفجار

در رآکتور شماره ۱، قبل از سونامی، سیستم خنک‌کننده ایزوله‌اش (IC) داشت کار می‌کرد. این سیستم طوری طراحی شده که بدون نیاز به برق خارجی، با استفاده از نیروی بخار خود رآکتور و جاذبه، آب رو به گردش دربیاره و هسته رو خنک کنه. اما مشکل اینجا بود که وقتی برق DC قطع شد، شیرهای کنترلی این سیستم به‌طور خودکار بسته شدن تا از خنک‌کاری بیش از حد و ایجاد تنش حرارتی در رآکتور جلوگیری کنن. اپراتورها که از این موضوع خبر نداشتن، ساعت ۱۸:۱۸ روز ۱۱ مارس سعی کردن شیرها رو دستی باز کنن، اما سیستم کار نکرد. اونها به درستی تشخیص دادن که سیستم IC از کار افتاده.

حالا باید یه راه دیگه پیدا می‌کردن. برنامه بعدی استفاده از تجهیزات آتش‌نشانی (FP) بود که با یه پمپ دیزلی کار می‌کرد. اما فشار داخل رآکتور خیلی بالا رفته بود و از توانی که پمپ آتش‌نشانی داشت، خیلی بیشتر بود. همزمان، تیم‌ها متوجه شدن که سطح تشعشعات داخل ساختمون ثانویه بالا رفته، که نشون می‌داد هسته رآکتور آسیب دیده. فشار محفظه اولیه نگهدارنده (PCV) هم به ۰.۶ مگاپاسکال رسیده بود که از حد طراحی (۰.۵۲۸ مگاپاسکال) بیشتر بود. پس تصمیم گرفتن اول فشار رو با تخلیه بخار (venting) کم کنن. ساعت ۰۲:۳۰ روز ۱۲ مارس، فشار به حداکثر خودش یعنی ۰.۸۴ مگاپاسکال رسید و بعدش روی ۰.۸ مگاپاسکال ثابت موند. این کاهش فشار به خاطر یه نشت کنترل‌نشده از یه مسیر نامعلوم بود. بعد از اینکه تخلیه شهر اوکوما کامل شد، کارکنان شروع به تخلیه کنترل‌شده بخار کردن که تا ساعت ۱۴:۰۰ بعد از ظهر طول کشید.

با کاهش فشار، کارگرها آماده شدن تا آب رو با پمپ آتش‌نشانی به داخل رآکتور تزریق کنن. اما متوجه شدن پمپ دیزلی هم از کار افتاده و باید از یه ماشین آتش‌نشانی استفاده می‌کردن. وصل کردن ماشین آتش‌نشانی به سیستم حدود ۴ ساعت طول کشید، چون محل اتصال زیر آوارها پنهان شده بود. بالاخره ساعت ۰۴:۰۰ صبح روز ۱۲ مارس، حدود ۱۲ ساعت بعد از قطع برق، تزریق آب شیرین شروع شد. این کار ادامه داشت تا اینکه مخزن آب شیرین تقریبا خالی شد. ساعت ۱۴:۵۳ تزریق متوقف شد و کارگرها شروع به تزریق آب دریا کردن که در یه گودال نزدیک جمع شده بود. ساعت ۱۵:۳۰، با استفاده از یه ژنراتور سیار، برق به رآکتورهای ۱ و ۲ وصل شد.

اما درست چند دقیقه بعد، در ساعت ۱۵:۳۶، یه انفجار هیدروژنی در ساختمون ثانویه رآکتور شماره ۱ اتفاق افتاد. این انفجار سقف و دیوارهای بالایی ساختمون رو خراب کرد. کارگرها بلافاصله محل رو تخلیه کردن. آوارهای ناشی از انفجار به ژنراتور سیار و لوله‌های تزریق آب دریا آسیب زد. لوله‌ها تعمیر شدن و تزریق آب دریا از ساعت ۱۹:۰۴ دوباره شروع شد، اما ساعت ۰۱:۱۰ روز ۱۴ مارس، به خاطر خالی شدن گودال آب، دوباره متوقف شد. در حالی که تلاش‌ها برای پر کردن گودال با کمک ماشین‌های خدمات اضطراری و نیروهای دفاعی ژاپن ادامه داشت، ساعت ۱۱:۰۱ انفجار دیگه‌ای در رآکتور شماره ۳ رخ داد که دوباره به لوله‌ها آسیب زد و باعث تخلیه مجدد محل شد. تزریق آب به رآکتور شماره ۱ تا اون شب، یعنی بعد از ۱۸ ساعت بی‌آبی، از سر گرفته نشد. تحلیل‌های بعدی نشون داد که این دوره طولانی بدون خنک‌کاری باعث ذوب شدن سوخت در رآکتور شماره ۱ شده و بخش زیادی از اون از محفظه فشار رآکتور (RPV) خارج شده و به کف بتنی محفظه اولیه نفوذ کرده بود.

رآکتور شماره ۲: نبردی در سکوت

رآکتور شماره ۲ هم مثل شماره ۱، با قطعی کامل برق AC و DC مواجه شد. اما قبل از خاموشی کامل، سیستم خنک‌کننده ایزوله هسته رآکتور (RCIC) به درستی کار می‌کرد. این سیستم با استفاده از بخار خود رآکتور، یه توربین رو می‌چرخوند که یه پمپ رو برای تزریق آب به کار مینداخت. وقتی تیم‌ها صبح روز بعد وضعیت این سیستم رو بررسی کردن، دیدن که داره بدون مشکل کار می‌کنه و فشار محفظه اولیه در حد ایمن هست. برای همین، تمرکز اصلی روی رآکتور شماره ۱ گذاشته شد. اما مخزن آبی که RCIC ازش استفاده می‌کرد، داشت خالی می‌شد. پس ساعت ۰۵:۰۰ صبح، اپراتورها سیستم رو طوری تنظیم کردن که آب رو از محفظه توری شکل زیر رآکتور (suppression chamber) بکشه و دوباره به گردش دربیاره.

روز ۱۳ مارس، رآکتور شماره ۲ برای تخلیه خودکار فشار آماده شد، اما انفجار در رآکتور شماره ۳ در روز بعد، به تجهیزات تزریق آب دریا آسیب زد و مشخص شد که شیر تخلیه فشار هم بسته و خراب شده. ساعت ۱۳:۰۰ روز ۱۴ مارس، بعد از ۶۸ ساعت کار مداوم، پمپ RCIC رآکتور شماره ۲ از کار افتاد. حالا هیچ راهی برای تخلیه فشار محفظه اولیه وجود نداشت. یه برنامه جدید طراحی شد: با استفاده از شیرهای اطمینان (SRVs)، بخار رو از محفظه فشار رآکتور به داخل محفظه اولیه تخلیه کنن تا فشار به قدری کم بشه که بشه آب دریا رو به داخل رآکتور تزریق کرد.

صبح روز بعد، یعنی ۱۵ مارس ساعت ۰۶:۱۵، یه انفجار دیگه در محل شنیده شد که همزمان با کاهش شدید فشار در محفظه توری شکل بود. این اتفاق به عنوان یه نقص در سیستم اندازه‌گیری فشار تعبیر شد. به خاطر نگرانی از افزایش خطر تشعشعات، تقریبا همه کارگرها به نیروگاه فوکوشیما داینی که در نزدیکی بود، منتقل شدن.

رآکتور شماره ۳: انفجاری بزرگ‌تر

در رآکتور شماره ۳، با اینکه برق AC قطع شده بود، مقداری برق DC هنوز وجود داشت و کارگرها می‌تونستن از راه دور ببینن که سیستم RCIC داره کار می‌کنه. اونها با قطع کردن تجهیزات غیرضروری، عمر باتری‌ها رو به حدود دو روز افزایش دادن تا اینکه صبح روز ۱۳ مارس باتری‌های جدید از یه نیروگاه همسایه رسید. اما ساعت ۱۱:۳۶، بعد از ۲۰.۵ ساعت کار، سیستم RCIC از کار افتاد. به جای اون، سیستم تزریق خنک‌کننده پرفشار (HPCI) فعال شد.

صبح روز ۱۳ مارس، سیستم HPCI هم دچار مشکل شد و شیر ایزوله‌اش به‌طور خودکار فعال نشد. کارگرها مجبور شدن HPCI رو خاموش کنن و برای تزریق آب با تجهیزات آتش‌نشانی آماده بشن. اما شیرهای اطمینان برای کاهش فشار رآکتور کار نمی‌کردن. تلاش‌ها برای راه‌اندازی دوباره HPCI و RCIC هم بی‌فایده بود. بعد از این اتفاق، کارگرها یه خط لوله از گودال آب دریا کشیدن تا به این رآکتور هم آب تزریق کنن، اما فشار داخل رآکتور اون‌قدر بالا بود که پمپ‌ها نمی‌تونستن آب رو وارد کنن.

بالاخره ساعت ۰۹:۰۸ صبح، کارگرها با استفاده از باتری‌هایی که از ماشین‌های اطراف جمع کرده بودن، تونستن شیرهای اطمینان رو باز کنن و فشار رآکتور رو کم کنن. این کار باعث شد تزریق آب (اول آب شیرین بوردار و بعد آب دریا) با سیستم آتش‌نشانی ممکن بشه. اما با وجود خنک‌کاری، فشار محفظه اولیه همچنان بالا می‌رفت و سطح آب در رآکتور پایین میومد تا اینکه صبح روز ۱۴ مارس، سوخت از آب بیرون زد. کارگرها به خاطر ترس از یه انفجار هیدروژنی دیگه، محل رو تخلیه کردن.

کمی بعد از اینکه کار برای وصل کردن دوباره خطوط خنک‌کننده شروع شد، ساعت ۱۱:۰۱ روز ۱۴ مارس، یه انفجار در ساختمون رآکتور شماره ۳ رخ داد. این انفجار خیلی بزرگ‌تر از انفجار رآکتور شماره ۱ بود و باعث تاخیر در خنک‌کاری رآکتور ۱ و آسیب به لوله‌های خنک‌کننده خود رآکتور ۳ شد. کار برای وصل کردن لوله‌های آب دریا از اقیانوس دو ساعت بعد شروع شد و خنک‌کاری رآکتور ۳ بعد از ظهر همون روز از سر گرفته شد.

رآکتور شماره ۴: انفجار بدون سوخت

رآکتور شماره ۴ در زمان حادثه سوخت‌گذاری نشده بود و برای تعمیرات خاموش بود. اما استخر سوخت مصرف‌شده‌اش (SFP) تعداد زیادی میله سوختی داشت. روز ۱۵ مارس، در حین تخلیه سایت، یه انفجار در ساختمون رآکتور شماره ۴ دیده شد. این انفجار به سقف طبقه چهارم آسیب زد و دوتا سوراخ بزرگ در دیوار ساختمون ایجاد کرد. احتمالا این انفجار به خاطر هیدروژنی بود که از طریق لوله‌های مشترک از رآکتور شماره ۳ به شماره ۴ رسیده بود. روز بعد، با یه بازرسی هوایی مشخص شد که آب کافی در استخر سوخت وجود داره. از روز ۲۰ مارس، آب‌پاشی روی استخر شروع شد.

رویداد	رآکتور شماره ۱	رآکتور شماره ۲	رآکتور شماره ۳
قطع برق AC	۵۱ دقیقه بعد از زلزله	۵۴ دقیقه بعد از زلزله	۵۲ دقیقه بعد از زلزله
قطع سیستم خنک‌کننده	۱ ساعت بعد	۷۰ ساعت بعد	۳۶ ساعت بعد
شروع آسیب به هسته*	۴ ساعت بعد	۷۷ ساعت بعد	۴۴ ساعت بعد
انفجار هیدروژنی	۲۵ ساعت بعد (طبقه سرویس)	۸۷ ساعت بعد (محفظه توری)	۶۸ ساعت بعد (طبقه سرویس)
شروع تزریق آب دریا	۲۸ ساعت بعد	۷۷ ساعت بعد	۴۶ ساعت بعد

*بر اساس تحلیل‌های برنامه تحلیل حوادث مدولار (MAAP) در سال ۲۰۱۲

رآکتورهای ۵ و ۶: سرنوشتی متفاوت

رآکتورهای شماره ۵ و ۶ هم در اثر سونامی برقشون رو از دست دادن. اونها در وضعیت «خاموشی سرد» بودن اما هنوز به خنک‌کاری نیاز داشتن. خوشبختانه، یکی از ژنراتورهای دیزلی رآکتور شماره ۶ که با هوا خنک می‌شد و در ارتفاع بالاتری قرار داشت، از سونامی جون سالم به در برد. این ژنراتور باعث شد که برق لازم برای تعمیرات و راه‌اندازی کامل سیستم خنک‌کننده در هر دو رآکتور در روز ۱۹ مارس فراهم بشه. رآکتور شماره ۵ اولین رآکتوری بود که در بعد از ظهر روز ۲۰ مارس به وضعیت «خاموشی سرد» پایدار رسید و رآکتور شماره ۶ هم کمتر از یک ساعت بعد به همین وضعیت رسید. در نهایت، شرکت TEPCO در دسامبر ۲۰۱۳ اعلام کرد که این دو رآکتور هم از رده خارج و بازنشسته خواهند شد.

استخرهای سوخت: نگرانی جدید در ارتفاع

یکی از بزرگ‌ترین نگرانی‌ها در روزهای بعد از حادثه، وضعیت استخرهای سوخت مصرف‌شده بود. این استخرها در طبقات بالای ساختمون‌های رآکتور قرار دارن و برای خنک نگه داشتن میله‌های سوختی که از رآکتور خارج شدن، استفاده می‌شن. با قطع برق، پمپ‌هایی که آب این استخرها رو برای خنک شدن به گردش درمی‌آوردن، از کار افتادن. این یعنی آب استخرها به خاطر گرمای میله‌های سوخت شروع به داغ شدن و بخار شدن می‌کرد و اگر سطح آب خیلی پایین میومد، میله‌های سوخت در معرض هوا قرار می‌گرفتن که می‌تونست باعث آسیب جدی و نشت مواد رادیواکتیو بشه.

استخر رآکتور شماره ۴ وضعیت خیلی حساسی داشت. چون این رآکتور برای تعمیرات خاموش بود، کل سوخت داخل هسته‌اش (۵۴۸ میله سوختی) به همراه سوخت‌های مصرف‌شده قبلی (۱۳۳۱ میله) در استخر نگهداری می‌شد. این حجم زیاد از سوخت، گرمای زیادی (حدود ۳ مگاوات) تولید می‌کرد و تخمین زده می‌شد که اگه آبی بهش اضافه نشه، در عرض ۷ روز آب استخر کاملا بخار می‌شه.

بعد از انفجار هیدروژنی در ساختمون رآکتور شماره ۴ در روز ۱۵ مارس، TEPCO دستور تزریق فوری آب به این استخر رو صادر کرد. از همون روز، تلاش‌ها برای پر کردن استخرهای رآکتورهای ۱، ۲ و ۳ هم شروع شد. اوایل از پمپ‌های آتش‌نشانی استفاده می‌کردن، اما از روز ۲۲ مارس، یه پمپ بتن با بازوی ۵۸ متری به کار گرفته شد تا بشه آب رو با دقت بیشتری از طریق دیوارهای تخریب‌شده به داخل استخرها ریخت. خوشبختانه، بعدا مشخص شد که به خاطر خاموش بودن رآکتور شماره ۴، حجم زیادی آب در بالای ساختمون وجود داشته که به داخل استخر نشت کرده و مانع از خشک شدنش شده بود. کمترین سطح آب ثبت‌شده در این استخر، حدود ۱.۲ متر بالاتر از بالای میله‌های سوخت بود.

چند ماه بعد، مدارهای خنک‌کننده جدیدی برای هر چهار استخر نصب شد که دمای اونها رو از ۷۰ درجه سانتی‌گراد به حالت عادی برگردوند. بعد از اون، نمک آبی که با آب دریا به استخرها اضافه شده بود، خارج شد تا از خوردگی جلوگیری بشه. یکی از بزرگ‌ترین عملیات‌های پاک‌سازی، خارج کردن سوخت از استخر شماره ۴ بود. برای این کار، یه سازه پوششی بزرگ روی ساختمون تخریب‌شده ساخته شد. عملیات خارج کردن ۱۳۳۱ میله سوخت مصرف‌شده و ۲۰۴ میله سوخت جدید از این استخر در نوامبر ۲۰۱۳ شروع شد و ۱۳ ماه بعد، در دسامبر ۲۰۱۴، با موفقیت به پایان رسید. بعد از اون، نوبت به استخر رآکتور شماره ۳ رسید. بعد از برداشتن آوارهای سنگین، یه پوشش دیگه روی این ساختمون نصب شد و عملیات خارج کردن ۵۶۶ میله سوختی از آوریل ۲۰۱۹ شروع و در فوریه ۲۰۲۱ تموم شد.

مکان	میله‌های سوخت در رآکتور	میله‌های سوخت مصرف‌شده	میله‌های سوخت جدید
رآکتور ۱	۴۰۰	۲۹۲	۱۰۰
رآکتور ۲	۵۴۸	۵۸۷	۲۸
رآکتور ۳	۵۴۸	۵۱۴	۵۲
رآکتور ۴	۰	۱۳۳۱	۲۰۴
رآکتور ۵	۵۴۸	۹۴۶	۴۸
رآکتور ۶	۷۶۴	۸۷۶	۶۴
انبار مرکزی	N/A	۶۳۷۷	N/A

ابعاد فاجعه: نشت رادیواکتیو و تخلیه جمعیت

با انفجارها و تلاش برای تخلیه فشار رآکتورها، حجم زیادی از مواد رادیواکتیو وارد محیط شد. مهم‌ترین این مواد، ید-۱۳۱ (I-131) بود که خیلی فراره و نیمه‌عمر کوتاهی (۸ روز) داره، و سزیم-۱۳۷ (Cs-137) که نیمه‌عمرش ۳۰ ساله و می‌تونه برای مدت طولانی در محیط باقی بمونه.

تخمین‌ها در مورد مقدار مواد رادیواکتیو آزادشده متفاوته. مثلا برای سزیم-۱۳۷، بین ۷ تا ۲۰ پتابکرل (PBq) و برای ید-۱۳۱، بین ۱۰۰ تا ۴۰۰ پتابکرل تخمین زده می‌شه. حدود ۴۰ تا ۸۰ درصد از سزیم-۱۳۷ که در هوا پخش شد، در نهایت روی اقیانوس نشست. به گفته موسسه فرانسوی حفاظت رادیولوژیکی و ایمنی هسته‌ای، این حادثه بزرگ‌ترین نشت مواد رادیواکتیو مصنوعی به اقیانوس در تاریخ بوده. جریان قوی کوروشیو (Kuroshio) در سواحل فوکوشیما، این آب‌های آلوده رو به سرعت در اقیانوس آرام پخش کرد.

علاوه بر نشت هوایی، مقدار قابل توجهی مواد رادیواکتیو هم از طریق نشت آب خنک‌کننده که با سوخت در تماس بود، مستقیما وارد آب‌های زیرزمینی و در نهایت اقیانوس شد.

دستورهای تخلیه: سردرگمی و جابه‌جایی‌های مکرر

با وخیم شدن اوضاع در نیروگاه، دولت ژاپن دستور تخلیه مناطق اطراف رو صادر کرد. این دستورها در چند مرحله و با سردرگمی زیادی همراه بود:

• ۱۱ مارس، ساعت ۲۰:۵۰: دستور تخلیه در شعاع ۲ کیلومتری برای ۱۹۰۰ نفر صادر شد.
• ۱۱ مارس، ساعت ۲۱:۲۳: تقریبا همزمان، دستور تخلیه در شعاع ۳ کیلومتری (حدود ۶۰۰۰ نفر) و دستور پناه‌گرفتن در خانه‌ها در شعاع ۱۰ کیلومتری (۴۵۰۰۰ نفر) اعلام شد.
• ۱۲ مارس، ساعت ۰۵:۴۴: شعاع تخلیه به ۱۰ کیلومتر افزایش پیدا کرد.
• ۱۲ مارس، ساعت ۱۸:۲۵: شعاع تخلیه به ۲۰ کیلومتر افزایش پیدا کرد.

این دستورهای متعدد و همپوشان باعث شد خیلی از مردم به مناطقی برن که کمی بعد خودشون جزو مناطق تخلیه اعلام می‌شدن. گزارش‌ها نشون می‌ده که ۲۰ درصد از ساکنان اولیه منطقه ۲ کیلومتری، مجبور شدن بیش از شش بار جابه‌جا بشن. خیلی از شهرداری‌ها هم به خاطر قطع ارتباط با دولت مرکزی، خودشان زودتر از دستور رسمی، مردم رو تخلیه کردن. در نهایت، حدود ۱۶۴ هزار نفر به صورت دائم یا موقت مجبور به ترک خونه‌هاشون شدن.

این جابه‌جایی‌ها، به خصوص برای بیماران و افراد سالمند، پیامدهای تلخی داشت. تخمین زده می‌شه که از حدود ۲۲۲۰ بیمار و سالمندی که در بیمارستان‌ها و خانه‌های سالمندان در منطقه ۲۰ کیلومتری بودن، ۵۱ نفر در حین عملیات تخلیه جان خودشون رو از دست دادن. این مرگ‌ها، که بهشون «مرگ‌های مرتبط با فاجعه» می‌گن، به خاطر استرس، خستگی و شرایط سخت جابه‌جایی اتفاق افتاد. تا سپتامبر ۲۰۲۰، تعداد کل این مرگ‌ها در استان فوکوشیما به ۲۳۱۳ نفر رسیده بود، که بیشتر از تعداد قربانیان مستقیم زلزله و سونامی در همین استان بود.

پنهان‌کاری و مشکلات اطلاع‌رسانی

یکی از انتقادهای جدی به دولت ژاپن و شرکت TEPCO، نحوه اطلاع‌رسانی در هفته‌های اول بحران بود. مردم حس می‌کردن که اطلاعات محدودی بهشون داده می‌شه و تحلیل‌های تخصصی و قابل فهم ارائه نمی‌شه.

• به مقامات TEPCO دستور داده شده بود که از عبارت «ذوب هسته‌ای» (core meltdown) استفاده نکنن تا اینکه دو ماه بعد از حادثه، رسما به این موضوع اعتراف کردن.
• دولت ژاپن سوابق جلسات کلیدی در طول بحران رو ثبت نکرده بود.
• ایمیل‌های مهم آژانس ایمنی هسته‌ای و صنعتی به دولت استانی فوکوشیما، که شامل توصیه‌های تخلیه و بهداشتی بود، خونده نشدن و حذف شدن.
• ارتش آمریکا با استفاده از هواپیما، نقشه‌های دقیقی از پراکندگی مواد رادیواکتیو تهیه کرده و در اختیار ژاپن قرار داده بود، اما این اطلاعات به کمیسیون ایمنی هسته‌ای نرسید و تا یک هفته بعد، هیچ برنامه تخلیه جدیدی بر اساس اونها طراحی نشد.

این مشکلات باعث شد بی‌اعتمادی مردم به دولت و TEPCO بیشتر بشه و نگرانی‌ها در مورد خطرات واقعی تشعشعات افزایش پیدا کنه.

تاثیرات بلندمدت: از سلامت روان تا سیاست انرژی

فاجعه فوکوشیما فقط به نیروگاه و مناطق اطرافش محدود نشد. اثرات این حادثه تا سال‌ها بعد، جنبه‌های مختلف زندگی مردم ژاپن و حتی سیاست‌های جهانی رو تحت تاثیر قرار داد.

سلامت روان و زندگی evacuees (تخلیه‌شدگان)

یکی از بزرگ‌ترین آسیب‌های این فاجعه، تاثیر روانی بر مردمی بود که مجبور به ترک خانه‌هاشون شدن. بسیاری از این افراد با اضطراب شدید در مورد تشعشعات مواجه شدن، مشکلی که بهش «رادیوفوبیا» یا ترس از تشعشع می‌گن. شونیچی یاماشیتا، متخصص بهداشت و تشعشع ژاپنی، با اشاره به تجربه چرنوبیل گفت:

«ما از چرنوبیل می‌دونیم که پیامدهای روانی بسیار بزرگه. امید به زندگی evacuees از ۶۵ به ۵۸ سال کاهش پیدا کرد؛ نه به خاطر سرطان، بلکه به خاطر افسردگی، اعتیاد به الکل و خودکشی. جابه‌جایی آسون نیست، استرس خیلی زیاده. ما نباید فقط این مشکلات رو دنبال کنیم، بلکه باید اونها رو درمان کنیم.»

یه نظرسنجی در سال ۲۰۱۲ از حدود ۱۷۴۳ نفر از evacuees نشون داد که:

• ۶۰ درصد معتقد بودن سلامت خودشون و خانواده‌شون بعد از تخلیه بدتر شده.
• حدود ۴۰ درصد گزارش دادن که نسبت به قبل از حادثه، زودتر عصبانی می‌شن.
• یک‌سوم خانواده‌ها از فرزندانشون جدا زندگی می‌کردن و نیمی از اونها دور از بقیه اعضای خانواده (مثل والدین سالمند) بودن.
• بیش از یک‌سوم از evacuees با کاهش ۵۰ درصدی یا بیشتر حقوق مواجه شده بودن.
• نرخ مشکلات روانی در بین افراد تخلیه‌شده، پنج برابر میانگین ژاپن بود.

استرس ناشی از این وضعیت، خودش رو به شکل مشکلات جسمی هم نشون می‌داد؛ مثل انتخاب‌های غذایی ناسالم، کمبود ورزش، و بی‌خوابی. حتی چاقی در کودکان منطقه هم افزایش پیدا کرد، چون به بچه‌ها توصیه می‌شد به جای بازی در بیرون، در خانه بمونن.

آیا تشعشعات باعث سرطان شد؟

این یکی از جنجالی‌ترین سوال‌ها در مورد فوکوشیماست. گزارش‌های سازمان‌های معتبری مثل کمیته علمی سازمان ملل در مورد اثرات تشعشعات اتمی (UNSCEAR) و سازمان بهداشت جهانی (WHO) بارها اعلام کردن که «هیچ اثر سوء بهداشتی که مستقیما به تشعشعات ناشی از حادثه مرتبط باشه، در بین ساکنان فوکوشیما ثبت نشده.»

دوز تشعشعی که مردم در مناطق اطراف دریافت کردن، عموما پایین بود. تخمین زده می‌شه که ساکنان شهر فوکوشیما در سال اول بعد از حادثه حدود ۴ میلی‌سیورت (mSv) دوز دریافت کردن. برای مقایسه، دوز تابش پس‌زمینه طبیعی که هر فرد در طول عمرش دریافت می‌کنه حدود ۱۷۰ میلی‌سیورته.

با این حال، نگرانی‌ها، به خصوص در مورد سرطان تیروئید در کودکان، وجود داشت. یه مطالعه توسط WHO نشون داد که در معرض‌خطرترین گروه، یعنی نوزادان دختر، ریسک ابتلا به سرطان تیروئید در طول عمرشون تا ۷۰ درصد افزایش پیدا می‌کنه. البته باید توجه داشت که نرخ پایه این سرطان خیلی پایینه، برای همین حتی افزایش ۷۰ درصدی هم به معنای تعداد زیادی بیمار نیست. در ژانویه ۲۰۲۲، شش نفر که در زمان حادثه کودک بودن و بعدا به سرطان تیروئید مبتلا شدن، از شرکت TEPCO شکایت کردن. اما اجماع علمی فعلی اینه که افزایش موارد شناسایی‌شده سرطان تیروئید بیشتر به خاطر «اثر غربالگری» (screening effect) بوده؛ یعنی چون همه بچه‌ها رو با دقت معاینه کردن، مواردی پیدا شده که در حالت عادی شاید هرگز شناسایی نمی‌شدن.

در نهایت، در سال ۲۰۱۸، دولت ژاپن رسما اعلام کرد که یک کارگر نیروگاه به خاطر قرار گرفتن در معرض تشعشعات جان خودش رو از دست داده و با پرداخت غرامت به خانواده‌اش موافقت کرد. همچنین گزارش شده که شش نفر دیگه به سرطان یا لوسمی مبتلا شدن. اما به طور کلی، انتظار نمی‌ره که افزایش قابل تشخیصی در آمار سرطان در جمعیت عمومی دیده بشه.

نوع سرطان	افزایش ریسک نسبت به نرخ پایه (برای نوزادان در معرض‌خطرترین مناطق)
همه سرطان‌های جامد	۴٪
لوسمی (سرطان خون)	۷٪
سرطان تیروئید	۷۰٪

تاثیر بر سیاست انرژی ژاپن و جهان

قبل از حادثه، بیش از ۲۵ درصد برق ژاپن از انرژی هسته‌ای تامین می‌شد و برنامه‌هایی برای افزایش این سهم تا ۵۰ درصد وجود داشت. اما فوکوشیما همه‌چیز رو تغییر داد. بعد از حادثه، تمام رآکتورهای هسته‌ای ژاپن تا سال ۲۰۱۳ خاموش شدن و سهم انرژی هسته‌ای به کمتر از یک درصد رسید. برای جبران این کمبود، ژاپن به شدت به سوخت‌های فسیلی وارداتی وابسته شد که باعث شد این کشور برای اولین بار در چند دهه، با کسری تجاری مواجه بشه.

در سطح جهانی هم واکنش‌ها متفاوت بود:

• آلمان تصمیم گرفت تا سال ۲۰۲۲ تمام نیروگاه‌های هسته‌ای خودش رو تعطیل کنه.
• ایتالیا در یک همه‌پرسی با ۹۴ درصد آرا، با ساخت نیروگاه‌های جدید مخالفت کرد.
• سوئیس و بلژیک هم سیاست‌هایی برای خروج تدریجی از انرژی هسته‌ای در پیش گرفتن (اگرچه بعدا در این تصمیم‌ها تجدیدنظر کردن).
• در مقابل، کشورهایی مثل چین، روسیه، هند و کره جنوبی به برنامه‌های توسعه انرژی هسته‌ای خودشون ادامه دادن.

پاک‌سازی و مدیریت بحران: چالشی که ادامه دارد

عملیات پاک‌سازی و از رده خارج کردن نیروگاه فوکوشیما دایچی، یکی از پیچیده‌ترین و طولانی‌ترین پروژه‌های مهندسی در تاریخه. تخمین زده می‌شه که این کار بین ۳۰ تا ۴۰ سال طول بکشه.

کوهی از آب آلوده

یکی از بزرگ‌ترین چالش‌ها، مدیریت آب آلوده است. روزانه حدود ۴۰۰ متر مکعب آب خنک‌کننده به داخل رآکتورهای آسیب‌دیده پمپ می‌شه. علاوه بر این، حدود ۴۰۰ متر مکعب آب زیرزمینی هم به داخل ساختمون‌های تخریب‌شده نفوذ می‌کنه و آلوده می‌شه. این آب جمع‌آوری و برای تصفیه فرستاده می‌شه.

برای تصفیه این آب، از سیستم‌های پیشرفته‌ای مثل SARRY (سیستم ساده بازیابی و بازیافت آب فعال) و ALPS (سیستم پردازش مایع پیشرفته) استفاده می‌شه. این سیستم‌ها می‌تونن ۶۲ نوع ماده رادیواکتیو رو از آب جدا کنن. اما یه مشکل بزرگ وجود داره: تریتیوم. تریتیوم ایزوتوپ رادیواکتیو هیدروژنه و چون بخشی از خود مولکول آبه، جدا کردنش از آب خیلی سخته و از نظر فنی و اقتصادی تقریبا غیرممکنه.

تا اکتبر ۲۰۱۹، حدود ۱.۱۷ میلیون متر مکعب آب آلوده در بیش از ۱۰۰۰ مخزن در محوطه نیروگاه ذخیره شده بود. با توجه به اینکه فضای ذخیره‌سازی رو به اتمام بود، دولت ژاپن در آوریل ۲۰۲۱ تصمیم جنجالی خودش رو اعلام کرد: این آب تصفیه‌شده، بعد از رقیق‌سازی، به تدریج طی ۳۰ سال آینده در اقیانوس آرام رها بشه. این تصمیم با موافقت آژانس بین‌المللی انرژی اتمی همراه بود که اعلام کرد این کار ایمنه و تاثیر ناچیزی بر محیط زیست و انسان داره. با این حال، این طرح با اعتراضات شدید ماهیگیران محلی، شهروندان و کشورهای همسایه مثل چین و کره جنوبی مواجه شد. چین در واکنش، تمام واردات غذاهای دریایی از ژاپن رو ممنوع کرد.

برای کاهش ورود آب زیرزمینی به محوطه، TEPCO یه دیوار یخی زیرزمینی به طول ۱.۵ کیلومتر در اطراف رآکتورها ساخت. در این روش، لوله‌هایی در زمین فرو می‌کنن و با پمپاژ مایع خنک‌کننده، خاک اطراف رو تا عمق ۳۰ متری منجمد می‌کنن تا یه سد یخی در برابر آب زیرزمینی ایجاد بشه. این کار باعث شد حجم آب آلوده‌ای که روزانه تولید می‌شه، به حدود ۱۷۰ متر مکعب کاهش پیدا کنه.

هزینه‌های سرسام‌آور

هزینه پاک‌سازی فوکوشیما نجومیه. در نوامبر ۲۰۱۶، وزارت تجارت ژاپن تخمین زد که هزینه کل پاک‌سازی، جبران خسارت، از رده خارج کردن نیروگاه و ذخیره‌سازی زباله‌های رادیواکتیو به ۲۱.۵ تریلیون ین (حدود ۱۸۰ میلیارد دلار آمریکا) خواهد رسید. این رقم تقریبا دو برابر تخمین اولیه بود. تا سال ۲۰۲۲، بیش از ۱۲ تریلیون ین از این مبلغ هزینه شده بود که بخش عمده‌اش (۷ تریلیون ین) برای پرداخت غرامت به evacuees و کسب‌وکارهای آسیب‌دیده بود.

دادگاه‌های ژاپن هم نقش مهمی در این ماجرا داشتن. در مارس ۲۰۱۷، یه دادگاه حکم داد که دولت ژاپن در این حادثه مقصره، چون از قدرت نظارتی خودش برای مجبور کردن TEPCO به اقدامات پیشگیرانه استفاده نکرده. در ژوئیه ۲۰۲۲، چهار مدیر سابق TEPCO در یک پرونده مدنی که توسط سهامداران شرکت مطرح شده بود، به پرداخت ۱۳ تریلیون ین (۹۵ میلیارد دلار) غرامت به خود شرکت محکوم شدن.

درس‌هایی که از فوکوشیما آموخته شد: فاجعه‌ای «ساخت ژاپن»

تحقیقات متعددی که بعد از حادثه انجام شد، به یک نتیجه مشترک رسیدن: فاجعه فوکوشیما فقط نتیجه یک زلزله و سونامی نبود، بلکه یک «فاجعه ساخته دست بشر» بود.

کمیسیون تحقیق مستقل حادثه هسته‌ای فوکوشیما (NAIIC)، که توسط پارلمان ژاپن تشکیل شد، در گزارشش اعلام کرد که این حادثه «قابل پیش‌بینی و قابل پیشگیری» بود. این گزارش به شدت از «تبانی بین دولت، نهادهای نظارتی و شرکت TEPCO» انتقاد کرد و گفت که ریشه‌های این فاجعه در «فرهنگ سازمانی و نظارتی» ژاپن نهفته است. رئیس این کمیسیون نوشت:

«چیزی که باید با درد بسیار پذیرفت، این است که این یک فاجعه “ساخت ژاپن” بود. دلایل بنیادی آن را باید در عرف‌های ریشه‌دار فرهنگ ژاپنی جستجو کرد: اطاعت بی‌چون و چرای ما؛ عدم تمایل ما به زیر سوال بردن قدرت؛ تعهد ما به “پایبندی به برنامه”؛ گروه‌گرایی ما؛ و انزواطلبی ما.»

تحقیقات نشون داد که TEPCO و نهاد نظارتی ژاپن (NISA) هشدارهای متعددی رو در مورد خطر سونامی‌های بزرگ نادیده گرفته بودن. به عنوان مثال:

• در سال ۲۰۰۲، مرکز تحقیقات زلزله دولت ژاپن تخمین زده بود که یه سونامی به ارتفاع ۱۵.۷ متر می‌تونه به نیروگاه برسه.
• یه گزارش داخلی خود TEPCO در سال ۲۰۰۸ هم به نیاز فوری برای محافظت بهتر از تاسیسات در برابر سیلاب اشاره کرده بود.

اما هیچ اقدام جدی برای افزایش ارتفاع دیوار ساحلی یا جابه‌جا کردن ژنراتورهای اضطراری به مکان‌های امن‌تر انجام نشد. این سهل‌انگاری در تضاد کامل با نیروگاه هسته‌ای اونگاوا بود که به مرکز زلزله نزدیک‌تر بود، اما چون دیوار ساحلی ۱۴ متری داشت، در برابر سونامی مقاومت کرد و هیچ آسیب جدی ندید.

حادثه فوکوشیما درس‌های فنی مهمی هم برای صنعت هسته‌ای جهان داشت:

1. نیاز به دیوارهای ساحلی بلندتر و مقاوم‌تر در مناطق سونامی‌خیز.
2. استفاده از سیستم‌های ایمنی غیرفعال (Passive Safety): سیستم‌هایی که برای کار کردن به برق نیاز ندارن. مثلا، نصب «ترکیب‌کننده‌های کاتالیزوری غیرفعال» (PARs) که هیدروژن رو قبل از رسیدن به غلظت انفجاری، به آب تبدیل می‌کنن، می‌تونست از انفجارهای هیدروژنی جلوگیری کنه.
3. مقاوم‌سازی منابع برق پشتیبان: ژنراتورهای اضطراری و باتری‌ها باید در مکان‌های ضدآب و امن قرار بگیرن.
4. توسعه ربات‌های مقاوم: ربات‌هایی که در اوایل بحران به داخل نیروگاه فرستاده شدن، به خاطر تشعشعات شدید به سرعت از کار افتادن. این نشون داد که نیاز به ربات‌های قوی‌تر و ماهرتر برای کار در محیط‌های خطرناک وجود داره.

این حادثه باعث شد تا آژانس بین‌المللی انرژی اتمی (IAEA) هم رویکرد خودش رو تقویت کنه. این سازمان برنامه‌ای به نام «برنامه اقدام برای ایمنی هسته‌ای» (Action Plan on Nuclear Safety) رو توسعه داد و ماموریت‌های بازبینی و مشاوره‌ای خودش رو به کشورهای عضو افزایش داد تا از تکرار چنین فاجعه‌ای در آینده جلوگیری کنه. آژانس همچنین رویکردهای جدیدی برای نظارت بر مواد هسته‌ای در سایت‌های آسیب‌دیده مثل فوکوشیما ایجاد کرد تا مطمئن بشه این مواد برای اهداف نظامی استفاده نمی‌شن.