|
มาตรฐานการออกแบบ (DESIGN CRITERIA)
อุปกรณ์ทางด้านนิวเคลียร์ได้รับการออกแบบมาให้ทนทานต่อแผ่นดินไหวหรือเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นภายนอก ไม่ให้มีอันตรายต่อระบบความปลอดภัยของโรงไฟฟ้า เนื่องจากประเทศญี่ปุ่นมีความถี่และขนาดของแผ่นดินไหวเกิดขึ้นค่อนข้างสูง จึงมีการพิจารณารายละเอียดในการหาที่ตั้ง การออกแบบและก่อสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ค่อนข้างมาก
การออกแบบโรงไฟฟ้าให้ต้านทานต่อแผ่นดินไหว ต้องใช้มาตรฐานด้านความแข็งแรงสูงกว่าโรงไฟฟ้าที่ไม่ใช้นิวเคลียร์ (non-nuclear) โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ของญี่ปุ่นได้รับการออกแบบให้ทนทานต่อแผ่นดินไหวที่ความเข้ม 2 ระดับคือ S1 และ S2
พื้นฐานการออกแบบให้ต้านทานต่อแผ่นดินไหว สำหรับการเคลื่อนตัวของพื้นดินระดับ S1 หมายถึง แผ่นดินไหวขนาดใหญ่ที่สุดที่คาดว่าจะเกิดตรงตำแหน่งที่สร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ โดยใช้ข้อมูลความรู้ของแผ่นดินไหวในบริเวณนั้น โดยเครื่องปฏิกรณ์ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์สามารถเดินเครื่องต่อเนื่องได้อย่างปลอดภัยเมื่อแผ่นดินไหวที่ระดับ S1 แต่ในทางปฏิบัติจะถูกปรับให้ลดกำลังการเดินเครื่องให้อยู่ในระดับที่ต่ำลง
แผ่นดินไหวขนาดใหญ่ขึ้นจากการเคลื่อนตัวของพื้นโลก เนื่องจากโครงสร้าง tectonic ของเปลือกโลกหรือกรณีอื่นจะนำมาพิจารณาร่วมด้วย แม้ว่าจะมีผลน้อยมากก็ตาม แผ่นดินไหวจากการเคลื่อนตัวของแผ่นดินขนาดใหญ่ที่สุดที่จะเป็นไปได้ การออกแบบเพื่อรองรับแผ่นดินไหวจากการเคลื่อนตัวของเปลือกโลกอยู่ที่ระดับ S2 ระบบความปลอดภัยของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์จะทำงานเมื่อแผ่นดินไหวที่ระดับ S2 โดยจะดับเครื่องลงได้อย่างปลอดภัยและไม่มีการรั่วไหลของกัมมันตภาพรังสีออกมา
โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์มีการติดตั้งเครื่องตรวจจับแผ่นดินไหว ถ้าตรวจพบการสั่นสะเทือนของพื้นดินตามระดับที่กำหนด ซึ่งมักจะต่ำกว่าระดับ S1 อยู่ช่วงหนึ่ง เพื่อให้เกิดความปลอดภัยมากขึ้น ระบบจะทำงานโดยอัตโนมัติและทำให้โรงไฟฟ้าดับเครื่องลงอย่างปลอดภัย เครื่องปฏิกรณ์ของโรงไฟฟ้าส่วนใหญ่จะก่อสร้างบนชั้นหินแข็ง เพื่อลดความสั่นสะเทือนที่เกิดจากแผ่นดินไหวให้น้อยที่สุด
หลังจากเหตุการณ์แผ่นดินไหวที่เมืองโกเบ ได้มีการประชุม เพื่อทบทวนระบบความปลอดภัยของอุปกรณ์ด้านนิวเคลียร์ และการจัดทำแนวทางในการออกแบบและก่อสร้าง คณะกรรมการความปลอดภัยทางนิวเคลียร์แห่งญี่ปุ่น (Japanese Nuclear Safety Commission) ได้อนุมัติรายงานฉบับนี้ หลังจากที่มีการคำนวณใหม่ การออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ให้ทนทานต่อแผ่นดินไหว และมีคามปลอดภัยเมื่ออยู่ใกล้กับศูนย์กลางของการเกิดแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ ทำให้ได้ข้อสรุปภายใต้แนวทางฉบับนี้ โดยทำให้โรงไฟฟ้านิวเคลียร์จะยังคงปลอดภัยอยู่ได้เมื่อแผ่นดินไหวที่ความแรง 7.75 ตามมาตรา Richter ขณะที่แผ่นดินไหวที่เมืองโกเบมีระดับความแรง 7.2
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แห่งอื่น เช่น Hamaoka ที่อยู่ใกล้กับ Tokai อยู่ในบริเวณที่คาดว่าอาจจะมีแผ่นดินไหวที่ความแรง 8.5 Richter ก็มีการออกแบบตามมาตรฐานนี้เช่นกัน
แผนที่แสดงตำแหน่งและความลึกของการเกิดแผ่นดินไหว
ประสบการณ์ในที่อื่น
ก่อนหน้านี้เคยเกิดเหตุการณ์แผ่นดินไหวใกล้กับกับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์หลายแห่งของญี่ปุ่นโดยไม่มีผลกระทบใดๆ เกิดขึ้น ในบางกรณีโรงไฟฟ้าจะดับเครื่องโดยอัตโนมัติ ด้วยระบบความปลอดภัย เนื่องจากแผ่นดินไหวอาจมีผลต่อการทำงานบางระบบของโรงไฟฟ้า
ในเดือนตุลาคม ปี 2004 เกิดแผ่นไหวขนาด 6.8 ที่เมือง Niigata ห่างจากกรุงโตเกียวไปทางเหนือ 250 กิโลเมตร โดยไม่เกิดผลกระทบต่อโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ Kashiwazaki Kariwa แต่ 2 สัปดาห์ต่อมาได้เกิดแผ่นไหวขนาด 5.2 ทำให้เครื่องปฏิกรณ์ฯ เครื่องหนึ่งในหน่วยที่ 7 ดับเครื่องโดยอัตโนมัติ และในเดือนมีนาคม 2005 เกิดแผ่นดินไหวขนาด 7.0 ทางตอนเหนือของเกาะ Kyushu ซึ่งไม่มีผลกระทบต่อโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ Genkai โรงไฟฟ้า Sendai โรงไฟฟ้า Shimane และโรงไฟฟ้า Ikata
เมื่อวันที่ 16 สิงหาคม 2005 เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ 3 หน่วยของโรงไฟฟ้า Onagawa ของบริษัท Tohoku ได้ดับเครื่องลงโดยอัตโนมัติ เมื่อเกิดแผ่นดินไหวขนาด 7.2 ทางตะวันออกเฉียงเหนือของญี่ปุ่น หลังจากที่ผ่านการตรวจสอบอย่างละเอียด เครื่องปฏิกรณ์ Onagawa-2 ได้เริ่มเดินเครื่องอีกครั้งเมื่อวันที่ 10 มกราคม 2006 โดยมีการวิเคราะห์ทางธรณีเทคนิค (Geotechnical analysis) และประเมินความปลอดภัยภายใต้องค์การความปลอดภัยทางนิวเคลียร์และอุตสาหกรรมของญี่ปุ่น (Japan’s Nuclear & Industrial Safety Agency) ทำหน้าที่ตรวจสอบรายงานของบริษัท และคาดว่า Tohoku จะส่งรายงานของเครื่องปฏิกรณ์ฯ หน่วย 1 และ หน่วยที่ 3 ในต้นปี 2006
ในระยะ 20 ปีก่อนปี 2004 เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ของญี่ปุ่นไม่เคยดับเครื่องจากการทำงานเครื่องตรวจจับแผ่นดินไหว ในเดือนพฤศจิกายน 1993 เกิดแผ่นดินไหวขนาด 5.8 ทางตอนเหนือของเกาะ Honshu ทำให้เกิดแรงสั่น (ground acceleration) ขนาด 0.121g ที่เครื่องปฏิกรณ์ฯ Onagawa 1 ซึ่งเป็นเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบ BWR ขนาด 497 MWe อยู่ห่างจากศูนย์กลางของแผ่นดินไหว 30 กิโลเมตร การออกแบบได้ทำให้ระดับของ S1 อยู่ที่ 0.25g และ S2 อยู่ที่ 0.375g และเครื่องปฏิกรณ์ได้รับการออกแบบให้ดับเครื่องเมื่อวัดแรงสั่นได้ 0.2g แต่เครื่องปฏิกรณ์ถูกดับเครื่องที่ 0.121g เนื่องจากฟลักซ์ของนิวตรอนมีค่าแปรปรวนเกินกว่าตัวแปรที่กำหนดเอาไว้
สัญญานจากเครื่องตรวจจับแผ่นดินไหวที่โกเบ
การเกิดแผ่นดินไหวในครั้งอื่นๆ เครื่องปฏิกรณ์ยังคงทำงานอย่างต่อเนื่อง ตัวอย่างเช่น การเกิดแผ่นดินไหวขนาด 7.8 ตามมาตรา Richter ที่ชายฝั่งของเกาะฮอกไกโด (Hokkaido) เมื่อเดือนกรกฎาคม 1993 ไม่มีผลกระทบต่อโรงงานนิวเคลียร์ของญี่ปุ่น เครื่องปฏิกรณ์ Tomari 1และ 2 ซึ่งเป็นเครื่องปฏิกรณ์แบบ PWR ขนาด 550 MWe ตั้งอยู่ห่างจากศูนย์กลางของแผ่นดินไหว 95 กิโลเมตร ยังคงเดินเครื่องตามปกติ ในเดือนธันวาคม 1994 แผ่นดินไหวขนาด 7.5 ตามมาตรา Richter ได้ทำลายตอนเหนือของญี่ปุ่น แต่ไม่ได้ทำให้เกิดความเสียหายต่อเครื่องปฏิกรณ์แบบน้ำเดือด (boiling water reactor) 11 หน่วย หรือโรงงานนิวเคลียร์ที่อยู่ใกล้เคียง ซึ่งทั้งหมดยังคงเดินเครื่องเป็นปกติ
มีการประมาณไว้ว่า 20% ของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ในโลก มีการใช้งานอยู่ในพื้นที่ที่มีนัยสำคัญที่จะเกิดแผ่นดินไหว เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ทั้งแบบตะวันตกและแบบโซเวียต ต่างก็ได้รับการออกแบบให้รองรับต่อแผ่นดินไหว ที่อาจจะเกิดขึ้นในอเมริกาเหนือหรือยุโรป โดยไม่เกิดความเสียหาย เครื่องปฏิกรณ์ฯ San Onofre 2 ขนาด 1,070 MWe กับ San Onofre 3 ขนาด 1,080 MWe ซึ่งเป็นเครื่องปฏิกรณ์แบบ PWR ของ California และเครื่องปฏิกรณ์ Diablo Canyon 1 ขนาด 1,073 MWe กับเครื่องปฏิกรณ์ Diablo Canyon 2 ขนาด 1,087 MWe ซึ่งเป็นเครื่องปฏิกรณ์แบบ PWR ยังคงเดินเครื่องเป็นปกติ ขณะที่เกิดแผ่นดินไหวขนาด 6.6 เมื่อเดือนมกราคม 1994 โดยโรงไฟฟ้า San Onofre ที่อยู่ใกล้กว่านั้น ตั้งอยู่ห่างจากศูนย์กลางของแผ่นดินไหวประมาณ 112 กิโลเมตร
ในเดือนธันวาคม 1988 ได้เกิดแผ่นดินไหวทางตะวันตกเฉียงเหนือของประเทศอาร์เมเนีย (Armenia) ทำให้มีผู้เสียชีวิต 25,000 คน แรงสั่นสะเทือนนี้ รู้สึกได้ที่โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ของอาร์เมเนีย ที่ตั้งอยู่ห่างจากศูนย์กลางของแผ่นดินไหวไปทางใต้ประมาณ 75 กิโลเมตร แต่เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ชนิด PWR ซึ่งออกแบบโดยโซเวียต ยังคงทำงานเป็นปกติและไม่มีรายงานความเสียหาย
สึนามิ (TSUNAMIS)
แผ่นดินไหวใต้ท้องทะเลมักทำให้เกิดสึนามิ ซึ่งเป็นคลื่นความดันที่เคลื่อนผ่านมหาสมุทรอย่างรวดเร็ว และกลายเป็นคลื่นยักษ์ที่มีความสูงมากกว่าสิบเมตรเมื่อไปถึงน้ำตื้น ก่อนจะโถมเข้าใส่แผ่นดินชายฝั่ง ในเดือนธันวาคมปี 2004 แผ่นดินไหวขนาด 9 ริกเตอร์ ทีอินโดนิเซีย ทำให้เกิดสึนามิไปถึงชายฝั่งตะวันตกของอินเดีย และทำให้เกิดผลกระทบต่อโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ Kalpakkam ที่ตั้งอยู่ใกล้กับเมือง Madras/Chennai เมื่อเครื่องตรวจจับพบว่ามีระดับน้ำหล่อเย็นที่ผิดปกติ เครื่องปฏิกรณ์ได้ดับเครื่องลงโดยอัตโนมัติ และเดินเครื่องอีกครั้งใน 6 วันต่อมา
สำหรับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่ตั้งอยู่ใกล้กับระดับน้ำทะเล โครงสร้างอาคารที่คลุมเครื่องปฏิกรณ์ (containment) มีความแข็งแรงทนทาน สามารถป้องกันความเสียหายจากสึนามิ ต่อส่วนที่เป็นอุปกรณ์ทางนิวเคลียร์ได้ และหากส่วนอื่นของโรงไฟฟ้าได้รับความเสียหาย ก็จะไม่มีอันตรายที่เกิดจากรังสี
ถอดความจาก Nuclear Power Plants and Earthquakes
เวบไซต์ www.uic.com.au
|
|
|
| การเคลื่อนตัวของเปลือกโลกใต้ทะเล ทำให้เกิดแผ่นดินไหว
|
|
|
| สึนามิเป็นคลื่นยักษ์ ที่เกิดจากแรงสั่นของแผ่นดินไหว ใต้ทะเล ที่โถมเข้าใส่ชายฝั่ง |
|
|
