Fukushima I (Daiichi)
I morse sjönk vattennivån i enhet 3 till 3 meter under toppen av bränslestavarna, vilket nästan exponerade dem helt. Bränsleelementen överhettades och är skadade, men enligt japanska myndigheter har man lyckats undvika en fullskalig härdsmälta för tillfället. Väte håller dock på att byggas upp och det finns risk för en vätgasexplosion som kan skada inneslutningen (det skal som skyddar härden) och släppa ut radioaktivitet.
Den svårt skadade reaktor 1 kyls just nu och radioaktiva gaser ventileras ut i intervaller.
Vattennivåerna i enhet 2 rapporterades vara onormalt låga och kylningen fungerar fortfarande inte. Under lördagen uppgavs enheten läcka, men någon ytterligare information har inte gjorts tillgänglig.
Fukushima
ARKIVBILD: Greenpeacefartyget Arctic Sunrise vid kärnkraftverket Fukushima 1999.
Fukushima II (Daini)
Enligt den senast tillgängliga informationen, är enhet 1, 2 och 4 fortfarande utan kylning och radioaktiva gaser ventileras ut regelbundet.
De radioaktiva nivåerna runt kärnkraftverket är betydligt över normalnivå, vilket tyder på att radioaktiva utsläpp fortsätter frisättas från kraftverket. Det finns rapporter om höga värden så långt som 100 km bort, men orsaken till dessa värden har inte identifierats.
Människor har evakuerats inom en radie på 20 km från Fukushima I och inom en radie på 10 km från Fukushima II. Rapporterna om antalet evakuerade varierar från 80,000 till över 300,000.
Minst 19 personer uppges ha utsatts för skadliga nivåer av strålning.
Vad är problemet?
Kärnreaktorer alstrar värme i huvudsak med hjälp av neutroner för att klyva uranatomer. Reaktionerna skapar en mängd andra radioaktiva grundämnen. När en kärnreaktor stängs av, stoppas klyvningen av uranatomer men de radioaktiva ämnena i bränslet fortsätter att producera värme. Denna värme uppgår initialt till cirka 7 procent av reaktorns fulla effekt, och minskar till 1 procent under loppet av 24 timmar. Efter detta kyls bränslet ner ganska långsamt.
1 procent är fortfarande ett mycket betydande belopp - till exempel, producerar Fukushima 1-1 enheten på 460 MW ca 1300 MW värme när den är i drift. Kärnan producera fortfarande ca 10 MW värme, vilket räcker för att koka 16 kubikmeter vatten per timme. Kylning måste upprätthållas i dagar eller veckor för att förhindra ytterligare radioaktiva utsläpp.
När kylning uteblir eller inte uppnår tillräcklig nivå kommer kärnan att överhettas och börja smälta, vilket leder till att de radioaktiva gaser som finns i bränsleelementen kommer att frigöras, genererar ånga och eventuellt vätgas, som kan spräcka inneslutning. Trycket som byggs upp orsakar utsläpp av radioaktiva gaser även om inneslutningen hålls intakt.
Skillnader mellan Fukushima enheterna 1 och 3
Situationen är för närvarande mest allvarlig för enheten nummer 3 på Fukushima I. En viktig skillnad mellan reaktor 1 och 3 i Fukushima I är storleken - enhet 3 är ungefär två gånger större än enhet I, vilket innebär att operatörerna därmed har mer restvärme att hantera. Det blandade plutonium-uran bränslet (MOX) som finns i reaktor 3 är också varmare än vanligt uranbränsle.
Det kan också lättare uppstå problem i enhet 3 när kylningen inte räcker till eftersom smältpunkten i MOX-bränsle är lägre och mer gas byggs upp i bränsleelementen. Det finns mycket mindre experimentell data och praktisk erfarenhet av beteende hos MOX-bränslen under olyckssituationer jämfört med konventionellt uranbränsle, vilket gör situationen än mer oförutsägbar.
Om bränslet smälter, är risken för "recriticality" eller en spontan kärnreaktion mycket högre för MOX-bränslen. Det är det absolut värsta scenariot. I olyckssituationer används kylvatten med bor för att förhindra ”criticality”, men om det förekommer större mängder klyvbart plutonium minskar ämnet bors effektivitet.
Läs 7th International Conference on Nuclear Engineering: MOX Fuel Behaviour Under Reactivity Accident Conditions, Tokyo, Japan, 1999
När kärnan är skadad, är det största hotet de radioaktiva gaser som ackumulerats mellan kärnorna inuti bränslet. Mängden av dessa gaser är ungefär dubbelt så stor för MOX-bränsle som för "konventionellt" uranbränsle, vilket innebär en dubbelt så stor risk för radioaktiva utsläpp.
Läs Nuclear Energy Agency Organisation for Economic Co-operation and Development: Nuclear Fuel Behaviour in Loss-of-coolant Accident (LOCA) Conditions State-of-the-art Report. 2009
Om reaktorn är svårt skadad, kommer plutonium att spridas i miljön vilket orsakar svår kontaminering på mycket lång sikt framöver. MOX-bränsle innehåller ca 5 gånger så mycket plutonium som bestrålat uranbränsle.
Läs Dr Frank Barnaby, Oxford Research Group/ Shaun Burnie, Greenpeace International: Mox Fuel Production Standards, Quality Control and Nuclear Power Plant Safety Implications for Boiling Water Reactors at Oskarshman, Sweden, 2001
Frågor som återstår
• Statusen för alla de sex enheterna med icke-fungerande kylsystem är fortfarande oklart.
• Hur och var det cesium och jod som upptäckts runt kärnkraftverket frisatts är fortfarande oklart. Finns det mer skada av inneslutning än de japanska myndigheterna är villiga att erkänna?
• Omfattningen av bränsleskador i reaktor 1 är oklart.
• Omfattningen av bränsleskador i enhet 3 är oklart.
• Ingen ny information finns tillgänglig om den tidigare rapporterade läckan i enhet 2.
• Den totala mängden radioaktivitet som släpptes ut vid explosionen och som ett resultat av ventilation av radioaktiva gaser är oklart.
• Explosionen i enhet 1 exponerade den övre delen av poolen för använt kärnbränsle helt. Är poolen skadad? Kyls den ner eller finns det en risk för bränsleskador? Är huvudpoolen för använt kärnbränsle på marknivå skadad?
• Minst 19 personer uppges ha utsatts för skadliga nivåer av strålning. Med undantag för en av dem, är omfattningen av de doser som personen exponerats för ännu inte kända. Det är oklart om några av dem fick höga doser utanför anläggningen, vilket skulle tyda på ett betydande radioaktivt utsläpp.