De kernramp van Fukushima (Japans: 福島第一原子力発電所事故 Fukushima daiichi genshiryoku hatsudensho jiko) rond de kerncentrale Fukushima I in Ōkuma, Japan was het gevolg van de zeebeving en de daaropvolgende tsunami van 11 maart 2011.
De drie operationele reactoren in de centrale werden binnen enkele seconden na het begin van de aardbeving automatisch stilgelegd door middel van een noodstop. Het gewone elektriciteitsnet was beschadigd en daarom moesten de koelpompen voor de centrales draaien op elektriciteit van een noodstroomvoeding. Door de vloedgolven veroorzaakt door de aardbeving werden deze generatoren onbruikbaar, doordat die lager waren geplaatst dan de hoogst verwachte tsunami. Hierna werd overgeschakeld op koeling door accu's. Deze tijdelijke koeling is voorzien als tijdelijke oplossing omdat voorzien was dat na enkele uren het gewone elektriciteitsnet of de noodgeneratoren opnieuw operationeel zouden zijn. Door de enorme schade door de aardbeving en vloedgolven in de omgeving was dit niet het geval, en hierdoor bleef de temperatuur van de kernreactor oplopen, een loss-of-coolant accident.
Als gevolg hiervan vond in drie units een kernsmelting plaats: brandstofelementen waren gedeeltelijk gesmolten waardoor kernbrandstof op de bodem van de reactoren terechtkwam. Er volgde ook een reeks ongelukken in verschillende reactoren in het complex, waaronder explosies van waterstofgas. Op 16 december 2011, meer dan negen maanden na de zeebeving en de daardoor veroorzaakte tsunami, werd aangekondigd dat alle reactoren van de kerncentrale een toestand hebben bereikt die vergelijkbaar is met die na een gewone 'koude' stilstand.Federaal Agentschap voor Nucleaire Controle. Fukushima, één jaar later, 9 maart 2012 (pdf). Gearchiveerd op 4 maart 2016.
Sinds de ramp werden meer dan 100.000 mensen geëvacueerd vanuit hun huizen om hen te beschermen tegen radioactieve besmetting. Intussen is er een alsmaar toenemende controverse over de draagwijdte van de ramp en de berichtgeving hierover. WANO, 'The World Nuclear Association', verklaarde in oktober 2017 dat er geen sterfgevallen of gevallen van stralingsziekte door het nucleaire ongeval zijn geweest. CNN. Fukushima tuna study finds minuscule health risks 4 juni 2013. Gearchiveerd op 4 augustus 2023.
De ervaringen na de ramp in Fukushima werden in Europa gebruikt om extra weerstandstests uit te voeren, de zogenaamde Stresstest. Zo werden extra maatregelen genomen om schade door waterstofophopingen te vermijden, en wordt in Tihange de overstromingsmuur verhoogd, zodat een eventuele vloedgolf in de Maas geen invloed zou kunnen hebben op noodvoorzieningen.
Zeebeving en tsunami
Op 11 maart 2011 vond 130 km ten oosten van de Japanse stad Sendai een catastrofale zeebeving plaats met een kracht van 9,0 op de Schaal van Richter. De daaropvolgende tsunami richtte veel schade aan. In Sendai, de hoofdstad van de prefectuur Miyagi, werd een tsunami van tien meter hoog waargenomen. Bij de kerncentrale Fukushima Daiichi was deze circa 15 meter hoog.
Na de ramp kwam er kritiek op de mediahype rondom de ramp. Europese kranten bleken na de zeebeving 90 procent van hun berichtgeving te hebben besteed aan de problemen in Fukushima en slechts 10 procent aan de gevolgen van de tsunami. Dit terwijl de zeebeving meer dan 18.000 directe slachtoffers eiste en de problemen in Fukushima nauwelijks. The Age. Japan's radiation disaster toll: none dead, none sick, 4 juni 2013The Wall Street Journal d.d. 18 augustus 2012: The Panic Over FukushimaDid the Media Hype Fukushima Health Impacts?
In 2001 zijn er sporen gevonden van een tsunami in het jaar 869, met een geschatte hoogte van meer dan 8 m. Tohoku, Japan, Earthquake and Tsunami of 2011, Uit de gevonden afzettingen werd duidelijk dat grote delen van de vlakte van Sendai drie tot vier kilometer landinwaarts overstroomd waren. Ook op plekken niet ver noordelijk van de plaats waar nu de kerncentrale staat, zijn een flink eind landinwaarts afzettingen van deze tsunami gevonden. TEPCO was in ieder geval in 2009 op de hoogte van het bestaan en de mogelijke implicaties van deze tsunami maar had deze ten tijde van de ramp nog niet verwerkt in nieuwe risico-analyses.
Het Internationaal Atoomenergieagentschap waarschuwde in 2008 dat een grote aardbeving zou kunnen zorgen voor grote problemen in de nucleaire installaties, omdat de veiligheidsmaatregelen verouderd waren. phys.org. IAEA warned Japan over nuclear quake risk: WikiLeaks, 17 maart 2011
Kerncentrale
Na de aardbeving worden vier kerncentrales in de regio stilgelegd: Fukushima Daiichi, Fukushima Daini, Onagawa en Tokai. De kerncentrale Fukushima I (Japans: 福島第一原子力発電所, Fukushima dai-ichi genshiryoku hatsudensho, ook bekend onder de naam Fukushima Dai-ichi) ligt in de Japanse gemeente Okuma (district Futaba) in de prefectuur Fukushima. De centrale ligt 250 km ten noordoosten van de hoofdstad Tokio en is de eerste nucleaire installatie gebouwd door en in beheer van TEPCO. De bouw van de centrale startte op 25 juli 1967; de eerste reactor werd op 26 maart 1971 in bedrijf genomen. Met zes kokendwaterreactoren op deze locatie met een gezamenlijk vermogen van 4,7 GW is Fukushima een van de 25 grootste nucleaire energiecentrales in de wereld. Naast de zes reactoren uit de jaren zeventig waren nog twee reactoren van het type geavanceerde kokendwaterreactor in aanbouw.
thumb|Een luchtfoto van de centrale met daarop de genummerde reactoren.・Unit 6 : richting van Nakamura・Unit 4 : richting van Taira Reactor Inbedrijfstelling Vermogen Status op het ogenblik van de kernramp Fukushima I - 1 26 maart 1971 460 MW In bedrijf tijdens aardbeving, noodstop uitgevoerd.Brandstofstaven gesmolten Reactor verontreinigd door zeewater.Gebouw zwaar beschadigd door explosie. Fukushima I - 2 18 juli 1974 784 MW In bedrijf tijdens aardbeving, noodstop uitgevoerd.Brandstofstaven gesmoltenReactor verontreinigd door zeewater.Gebouw licht beschadigd. Fukushima I - 3 27 maart 1976 784 MW In bedrijf tijdens aardbeving, noodstop uitgevoerd.MOX als splijtstof.Brandstofstaven gesmoltenGebouw zwaar beschadigd door explosie. Fukushima I - 4 12 oktober 1978 784 MW Buiten bedrijf sinds 30 november 2010 voor onderhoud, geen splijtstof in reactorSplijtstofbassin mogelijk beschadigd door brand. Fukushima I - 5 18 april 1978 784 MW Buiten bedrijf sinds 3 januari 2011 voor onderhoud, splijtstof in reactor.Geen schade door aardbeving.Ventilatieopeningen in gebouw gemaakt om waterstofexplosie te voorkomen. Fukushima I - 6 24 oktober 1979 1100 MW Buiten bedrijf sinds 14 augustus 2010 voor onderhoud, splijtstof in reactor.Geen schade door aardbeving.Ventilatieopeningen in gebouw gemaakt om waterstofexplosie te voorkomen.
Gebeurtenissen
Als gevolg van de zeebeving voor de kust op 11 maart 2011 werden reactoren 1, 2 en 3 automatisch uitgeschakeld met een noodstop. De reactoren 4, 5 en 6 waren reeds uitgeschakeld in verband met onderhoud. Door het uitschakelen van de elektriciteitsproductie in de centrale en de massale stroomstoring als gevolg van de aardbeving en de tsunami moest de centrale overschakelen op een noodstroomvoorziening via dieselgeneratoren om de pompen van het koelsysteem te laten werken.
Hoewel maatregelen om de kerncentrale tegen een aardbeving te beschermen goed hadden gefunctioneerd, bleken maatregelen om de centrale tegen een hoge vloedgolf te beschermen onvoldoende. Bij de bouw werd er rekening gehouden met een mogelijke vloedgolf van 5,7 meter hoog, de vloedgolf was echter waarschijnlijk meer dan 14 meter hoog. Door de vloedgolf ontstond er schade aan de gebouwen en raakten de noodaggregaten op een na buiten werking. Alleen de dieselgenerator van reactor 6 bleef intact, zodat reactor 5 en 6 voorzien bleven van elektriciteit. Alleen de allerbelangrijkste systemen konden nog tijdelijk van elektriciteit worden voorzien met accu's. De reactoren 1 tot en met 4 kwamen al snel zonder regel- en controlesystemen te zitten. Het personeel moest zijn werk uitoefenen in het donker met zeer beperkte communicatie. Uit voorzorg werd de nucleaire noodtoestand uitgeroepen, wat in Japan wettelijk verplicht is bij een uitval van de koelsystemen.
De problemen van de eerste vier reactoren waren in omvang verschillend maar werden allemaal veroorzaakt doordat de koeling uitviel. Door de uitval van controlesystemen en koeling liep de temperatuur in de reactoren 1 tot en met 3 op. Ondanks pogingen om de reactorkernen te koelen ontstonden er diverse explosies, die de reactorgebouwen verder beschadigden. Ook werd het werken in de centrale steeds gevaarlijker. Om de druk in het systeem van de centrale te verlagen, werd stoom uit het primaire circuit van de eenheden 1 en 3 afgeblazen in de atmosfeer. Ondanks aanwezigheid van speciale ventilatieafvoersystemen om in geval van een kernsmelting alle waterstofgas af te zuigen, vonden er toch diverse waterstofgasexplosies plaats die de gebouwen rond de reactoren 1, 3 en 4 beschadigden. Daarbij kwam radioactief materiaal vrij in de atmosfeer, het grondwater en de zee. Boven verschillende reactoren was gedurende enige tijd witte 'rook' zichtbaar. Fukushima Nuclear Accident Update Log, Updates of 18 April 2011
Het duurde lang om het gevaar onder controle te krijgen: de temperatuur in de verschillende reactoren bleef lange tijd te hoog. De werkzaamheden werden bemoeilijkt door hoge stralingsniveaus.De Standaard (16 maart 2011) Baas Atoomagentschap omschrijft situatie als 'zeer ernstig' Desondanks werkten er op 20 maart 2011 300 mensen om de situatie in de verschillende eenheden onder controle te krijgen.NOS 20 maart Twee reactoren Japan onder controle. Gearchiveerd op 20 oktober 2021.
In een poging de reactoren te koelen, werd bij aanvankelijk gebrek aan leidingwater of ander zuiver zoet water, zeewater in de reactoren 1, 2 en 3 gepompt. Zeewater is sterk corrosief: het opgeloste zeezout en verontreinigingen in het zeewater tastten het leidingensysteem aan van de reactoren. De reactoren 1, 2 en 3 werden daardoor in feite afgeschreven, omdat het economisch niet haalbaar is om de systemen te ontsmetten.Trouw.nl (13 maart 2011) Zeewater om kernsmelting te voorkomen De Verenigde Staten van Amerika verscheepten daarom zoet water naar Japan.
thumb|De schade aan eenheid 1 na de waterstofexplosie (reconstructie)
Eenheid 1 Net als de andere reactoren werd reactor 1 automatisch via een noodstop stilgezet bij aanvang van de aardbeving. De op de aardbeving volgende tsunami overspoelde de centrale om 15:30 uur lokale tijd, 45 minuten na de aardbeving. Door de tsunami vielen, volgens de aannames van TEPCO, de koelsystemen in reactor 1 uit. Het waterniveau daalde en bereikte na 3 uur de bovenkant van de brandstofstaven. Anderhalf uur later kwamen de brandstofstaven geheel bloot te liggen, waarna de temperatuur in de kern snel opliep tot 2800 graden Celsius. 16 uren na de noodstop is waarschijnlijk alle brandstof gesmolten en op de bodem van het reactorvat terechtgekomen. Een uur eerder was gestart met het toevoegen van extra koelwater, aanvankelijk in een poging om kernsmelting te voorkomen, maar naar later blijkt, werd hiermee voorkomen dat brandstof door de bodem van het reactorvat zou smelten. Wel raakte het reactorvat beschadigd, waardoor het koelwater weglekte in de ruimtes onder de reactor. Aanvankelijk werd met zoet water gekoeld, maar toen die voorraad op raakte, werd overgegaan op koeling met zeewater. Aan dit water werd later boorzuur toegevoegd, dat neutronen absorbeert en zo kettingreacties in de nucleaire brandstof afremt. TEPCO (5 april 2011) Status of TEPCO's Facilities and its services after the Tohoku-Taiheiyou-Oki Earthquake. Gearchiveerd op 16 oktober 2021.