Tổng hợp các hành động hậu sự cố hạt nhân Fukushima Daiichi

Sự cố hạt nhân tại nhà máy điện hạt nhân (ĐHN) Fukushima Daiichi, Nhật Bản xảy ra vào ngày 11/3/2011 lả một trong những quan tâm lớn nhất hiện nay của thế giới. Ảnh hưởng của sự kiện này vào môi trường sống của toàn cầu cũng như giải quyết hậu quả đã và đang được theo dõi sít sao từ các tổ chức môi trường, giới chuyên môn trong cộng đồng quốc tế. Dưới đây là tổng hợp tóm tắt các báo cáo liên quan đến diễn biến sau khi sự cố Fukushima xảy ra.

1. Đánh giá tình trạng vùng hoạt

Sự kiện tan chảy vùng hoạt hay còn được gọi là China Syndrom là điều tồi tệ nhất trong các sự cố hạt nhân. Vì vậy việc đánh giá tình trạng vùng hoạt sau sự cố hạt nhân Fukushima Daiichi là vấn đề được chú trọng hàng đầu.

Khi thảm họa kép động đất-sóng thần xảy ra, các lò số 1, 2, 3 của nhà máy Fukushima Daiichi đang vận hành ở công sất cao nhất, các lò số 4, 5, 6 đang trong giai đoạn bảo dưỡng và kiểm tra định kỳ.   

Với tựa đề “Phân tích mới về tình trạng vùng hoạt của Fukushima”, bài viết được xuất bản trên World Nuclear News ngày 30/11/2011, các tác giả đã cho biết: Một phân tích mới về sự cố tại Fukushima Daiichi chỉ ra rằng sự tan chảy xảy ra tại lò số 1 có khả năng lớn hơn suy nghĩ trước đây mặc dù tình trạng được dự đoán của các lò số 2 và 3 vẫn giữ nguyên. Liên quan đến nhận định này, trước đó đã có một báo cáo vào ngày 16/5/2011 khẳng định sự nóng chảy nhiên liệu tại Fukushima: Các điều tra tại lò số 1 Fukushima cho thấy rằng hầu hết nhiên liệu trong vùng hoạt lò phản ứng đã tan chảy và rơi xuống đáy thùng lò vào các giai đoạn đầu của sự cố. Tiếp theo, ngày 26/5/2011, một báo cáo về sự tan chảy mức độ lớn được dự đoán tại lò số 2 và lò số 3, báo cáo viết: Phân tích máy tính về sự hư hại lò phản ứng tại Fukushima Daiichi đã chỉ ra có khả năng sự tan chảy nhiên liệu xảy ra tại các lò số 2 và 3 nghiêm trọng hơn suy nghĩ trước đây.

Báo cáo ngày 30/11/2011 viết: Theo phân tích, một khối lượng lớn nhiên liệu hạt nhân của lò số 1 đã xuyên qua đáy của thùng lò khoảng 70 cm lớp bê tông phía dưới của bể khô. Tuy nhiên corium đã không chọc thủng được xuống lớp thép dày 1,9 m bên trong lớp bê tông  của vỏ nhà lò.

Sàn của tòa nhà lò được làm bằng bê tông có chiều dày 10,2 m, nhưng corium được cho là đã tan chảy và chỉ hòa trộn với lớp bê tông 70 cm đầu tiên. Sự lan tỏa tự nhiên và sự giãn nở của corium cộng với sự thêm vào hợp chất bê tông sẽ làm giảm cường độ nhiệt được sinh ra cho đến khi đạt đến một cân bằng và hóa rắn tại chỗ. Công ty Điện lực Tokyo (TEPCO), vận hành nhà máy, tin tưởng rằng sự tan chảy đã ngừng do thiếu khí được phát ra từ các phản ứng nhiệt độ cao giữa corium và bê tông.    

Phân tích cuối cùng do TEPCO thực hiện từ tháng 5/2011 sau khi nổi lên một số thông tin phủ nhận các dự đoán của họ. TEPCO cho rằng phân tích này chính xác hơn mặc dù họ đã thận trọng nói rằng kịch bản của nó còn chưa chắc chắn. Lò số 1 là lò cũ nhất trong số 3 lò của nhà máy khi đang vận hành ở công suất cao nhất trước khi xảy ra động đất và nó cũng bị tấn công nặng nề nhất

Đối với lò số 2 và số 3, phân tích cũng đưa ra kết quả tương tự cho sự mô phỏng được  làm trong tháng 5/2011, thậm chí họ còn nghĩ rằng hai kịch bản này nhiều khả năng tốt hơn. Trước đó các vùng hoạt của hai lò này đã được dự đoán có sự quá nhiệt tồi tệ với phần lớn nhiên liệu tan chảy hoặc trở nên mềm đủ để đổ sụp xuống đáy thùng lò. Họ cũng nghĩ rằng một lượng tương đối nhỏ đã đi qua các lỗ trong thùng lò và rơi xuống sàn bể khô.

Tình trạng vùng hoạt của 3 lò được đánh giá theo chương trình phân tích* như trong H.1 dưới đây, lò số 1 (hình bên trên) và 2 lò số 2, số 3 (hình bên dưới). Nước được phun vào qua đường cấp nước (chiều mũi tên phải) trong khi lò số 2 và lò số 3 còn  được hưởng lợi cả từ hệ thống phun vùng hoạt – CS (chiều mũi tên trái) đã làm giảm nhiệt độ đáng kể. 

H.1: Tình trạng vùng hoạt của 3 lò phản ứng Fukushima Daiichi được đánh giá

2. Đánh giá sự rò rỉ phóng xạ sau sự cố hạt nhân

Theo đánh giá của Cơ quan An toàn hạt nhân chính phủ Nhật Bản ngày 11/4/2011, sự cố hạt nhân Fukushima được xếp loại trên cơ sở INES (International Nuclear Even Scale) như sau: 3 lò ở mức 5, một lò ở mức 3. Trong khi đó, một báo cáo của tổ chức Greenpeace (ngày 25/3/2011) bằng minh chứng sự hư hỏng trầm trọng của 4 lò cùng với sự tan chảy nhiên liệu trong 3 lò, đã đưa ra khả năng 3 lò có sự cố cấp độ 7 của INES và như vậy kèm theo đó mỗi lò tung ra lượng phóng xạ 100.000 Tbq (10¹⁷ Bq).

Theo Greenpeace, cấp độ sự cố Fukushima có thể so sánh với Chernobyl nhưng sự ảnh hưởng của rò rỉ phóng xạ đe dọa sức khỏe dân chúng có thể ở mức độ rất lớn. Điều này được xem xét trên hai phương diện tổng lượng phóng xạ tung ra và phạm vi bị ảnh hưởng: sự cố Chernobyl chỉ liên quan đến 1 lò phản ứng trong khi Fukushima có 4 lò bị sự cố; mật độ dân cư tại vùng chịu ảnh hưởng của Chernobyl là 40 người/km² trong khi mật độ dân cư trung bình của Nhật Bản là 800 người/km². Vì vậy, việc đánh giá mức độ rò rỉ phóng xạ là điều cấp thiết đầu tiên đối với sự đánh giá tác động phóng xạ trong phạm vi cục bộ và  ngắn hạn cũng như phạm vi rộng và dài hạn của sự cố hạt nhân.

Theo báo cáo của IAEA “Báo cáo tình trạng Fukushima Daiichi” được xuất bản ngày 31/5/2012, TEPCO đã cung cấp số liệu đánh giá sự thất thoát phóng xạ hai lần như sau: Từ ngày 12-31/3/2011, tổng các nhân  phóng xạ (tính theo đơn vị Bq) tung vào khí quyển gồm: khí trơ khoảng 5x10¹⁷, I¹³¹ khoảng 5x10¹⁷, Cs¹³⁴ và Cs¹³⁷ khoảng 1x10¹⁶; Từ ngày 26/3 – 30/9/2011, tổng các nhân  phóng xạ tung vào đại dương gồm: I¹³¹ khoảng 1x10¹⁶, Cs¹³⁴ và Cs¹³⁷ khoảng 3,5x10¹⁵.     

Trong báo cáo “Đánh giá sự rò rỉ phóng xạ vào Thái Bình Dương do sự cố hạt nhân Fukushima” được tạp chí Springer xuất bản online vào 04/5/2013, trên cơ sở phân tích hàng loạt báo cáo của các cơ quan chức năng, nghiên cứu Nhật Bản và quốc tế (IAEA, IRSN), nhóm nghiên cứu đánh giá môi trường của Trung tâm Nghiên cứu nguyên tử Bhubha, Ấn Độ, đã đưa ra các kết luận đánh giá về mức độ rò rỉ phóng xạ như sau.

Hàng loạt các nhân phóng xạ có nồng độ cao đã được báo cáo là hiện diện trong vùng biển gần nhà máy điện hạt nhân Fukushima Daiichi (FDNPS). Nguồn chủ yếu của các nhân phóng xạ này là do sự rò rỉ của chất lỏng nhiễm phóng xạ cao từ một hầm trong tòa nhà tuốc bin gần với kênh lấy nước vào lò số 2 xuyên qua một vết nứt trên tường bê tông. Vào thời điểm đầu tháng 4/2011, trong vùng lân cận sát nhà máy, nồng độ phóng xạ trong nước biển đã đạt tới 68 MBq m⁻³ đối với ¹³⁴Cs và ¹³⁷Cs, và > 100 MBq m⁻³ đối với ¹³¹I. Nồng độ này bắt đầu hạ xuống từ 11/4/2011 và đến cuối tháng tư giá trị chỉ còn khoảng 0,1 MBq m⁻³ đối với ¹³⁷Cs. Ngay sau sự cố hạt nhân, TEPCO đã bắt đầu rất tích cực công tác đo đạc môi trường  gồm cả Thái Bình Dương. Các mẫu nước biển đã được thu thập trên một phạm vi thời gian và không gian lớn. Trong nghiên cứu** này, nồng độ của các nhân phóng xạ khác nhau đo được ở vị trí gần kênh thải phía nam của FDNPS đã được dùng để đánh đánh giá sự rò rỉ của chúng vào Thái Bình Dương. Mức độ rò rỉ đã được đánh giá là 5.68 PBq đối với ¹³¹I, 2.24 PBq đối với ¹³⁴Cs và 2.25 PBq đối với ¹³⁷Cs. Các nhân khác như ^99mTc, ¹³⁶Cs, ¹⁴⁰Ba và ¹⁴⁰La cũng được đánh giá mức độ rò rỉ nằm trong dải giữa 0.02 PBq (^99mTc) và 0.53 PBq (¹⁴⁰Ba). Khoảng 11.28 PBq tổng hoạt độ phóng xạ đã bị rò rỉ vào Thái Bình Dương. Trong số đó ¹³¹I chiếm 50.3 %; ¹³⁴Cs - 20 %; ¹³⁷Cs - 20 %; ¹⁴⁰Ba - 4.6 %; ¹³⁶Cs - 2.6 %; ¹⁴⁰La - 2.3 % và ^99mTc - 0.2 %.

3. Đánh giá ảnh hưởng của rò rỉ phóng xạ đến sức khỏe dân chúng

Theo GENEVA ngày 28/2/2013, một tài liệu gần 200 trang của WHO, kết quả sau hai năm phân tích các liều chiếu xạ được ước lượng và tiềm năng ảnh hưởng đến sức khỏe của chúng, đã báo cáo về ảnh hưởng của sự cố Fukushima Daiichi đến sức khỏe dân chúng một cách chi tiết. Đây là một báo cáo đánh giá toàn diện bởi các chuyên gia quốc tế về các nguy hiểm đối với sức khỏe con người từ sự cốa hạt nhân Fukushima Daiichi. Báo cáo đã kết luận rằng đối với toàn thể dân chúng trong và ngoài biên giới Nhật Bản, các rủi ro được dự doán là thấp và không có sự tăng lên đáng kể về các tỉ lệ ung thư trên các tỉ lệ tại vạch ranh giới được lường trước. 

WHO báo cáo như sau “Sự đánh giá nguy hiểm đối với sức khỏe từ sự cố hạt nhân sau thảm họa sóng thấn và động đất tại phía bắc Nhật Bản năm 2011 đã dựa trên sự ước lượng liều chiếu xạ sơ bộ”, tuy nhiên báo cáo cũng lưu ý rằng  sự rủi ro được đánh giá đối với các bệnh ung thư đặc trưng trong bộ phận dân chúng nhất định tại quận Fukushima đang tăng lên và như vậy, đòi hỏi có sự quan trắc dài hạn và chương trình sức khỏe cho bộ phận dân cư này.

Các chuyên gia đã đánh giá sự rủi ro trong toàn thể dân chúng ở quận Fulushima, những người khác ở Nhật Bản, trên thế giới và các công nhân có thể bị chiếu xạ trong quá trình xử lý sự cố của nhà máy điện hạt nhân.

4. Phát hiện mới rò rỉ phóng xạ vào nước ngầm và Chính phủ Nhật Bản vào cuộc

Các quan trắc, phân tích mẫu môi trường không khí và nước biển hậu sự cố hạt nhân Fukushima đã cho thấy mức độ rò rỉ phóng xạ rất lớn do sự hư hỏng trầm trọng của các lò phản ứng. Tuy nhiên điều này chưa phải là tất cả khi gần đây, từ trung tuần tháng 8/2013  TEPCO đã phát hiện ra một sự rò rỉ mới chất phóng xạ vào nước ngầm dưới khu vực nhà máy và thoát ra Thái Bình Dương.

Sự khủng hoảng mới nhất đã tấn công vào FDNPS khi mà TEPCO đã phát hiện ra 300 tấn nước bị nhiễm xạ cao gồm ⁹⁰Sr, ¹³⁷Cs và các chất phóng khác rò rỉ từ một bể chứa xuyên xuống lòng đất và đang thoát ra Thái Bình Dương mỗi ngày. Bể chứa bị rò rỉ nước nhiễm xạ là một trong số 1000 bể (H.2) được TEPCO xây dựng trên mặt đất bên trong nhà máy. Số lượng đồ sộ các bể này chứa nước để được chủ động bơm vào các lò phản ứng đã hư hỏng nhằm nỗ lực làm mát nhiên liệu bên trong và ngăn chặn sự tan chảy. Nước như vậy bị nhiễm xạ nặng nề và nguy hiểm với vấn đề dòng nước ngầm chứa phóng xạ lớn hơn Tuy nhiên vấn đề này được các nhà khoa học cho là không đặt ra câu hỏi nguy hiểm với sức khỏe con người ngay tức thì dù sự kiện này đã làm mất an toàn trong tiêu thụ một vài loài cá biển. Cần phải nói thêm rằng bể chứa đang rò rỉ là một trong số 350 bể được làm tạm thời (có tính chất đối phó) để tăng trữ lượng cho 650 bể thép hàn kín đã có từ trước. Các bể chứa tạm thời được làm từ các tấm thép hàn kín với nhau bằng vật liệu plastic và dễ nhận thấy có thể có nhiều chỗ yếu dẫn đến rò rỉ.

H.2: Hình chụp từ trên không các bể chứa nước nhiễm xạ tại Fukushima

Một quan chức của TEPCO cho biết trước đây đã phát hiện ra 4 chỗ rò rỉ trên các bể chứa tạm thời nhưng không giống như những lần trước, điểm rò rỉ lần này, tại chiếc bể chứa cách biển khoảng 503 m (550 yard), vẫn chưa được tìm thấy chính xác. Nhưng công ty này nói rằng công nhân đã bơm toàn bộ nước bên trong khu vực đặt bể chứa đang rò rỉ.

Sự rò rỉ mới nhất này đã dấy lên mối quan tâm mới về tiến triển các vấn đề tại FDNPS. Mặc dù TEPCO nói (vào thứ Năm - 18/8/2013) rằng các mẫu kiểm tra nước biển tại mương đào gần bể rò rỉ không cho thấy nồng độ ¹³⁷Cs tăng lên nhiều. Tuy nhiên, vẫn còn khả năng là nước nhiễm xạ cao có thể đã hòa trộn với nước ngầm chảy xuyên qua vị trí nhà máy rồi thoát ra biển. Một vấn đề các chuyên gia quốc tế quan tâm nữa là đã không có báo cáo về mức độ của ⁹⁰Sr trong môi trường nước bên ngoài Fukushima.

“Không có thời gian để lãng phí”, trước sự “leo thang “ các vấn đề mà TEPCO phải đối mặt, chính phủ Nhật Bản đã phải vào cuộc và nắm vai trò trực tiếp hơn. Chính phủ đã thông báo trong tháng 8/2013: đang cân nhắc một khoản tài chính lên đến 50 tỉ yên (410 triệu đô la Mỹ) để thiết lập một “bức tường băng” (hóa rắn lớp đất sâu phía dưới - ND) trong một nỗ lực để ngăn chặn nước ngầm dưới khu vực nhà máy vươn ra biển. Kỹ thuật này đã được sử dụng từ lâu trong các lĩnh vực khai mỏ và xây dựng đường ngầm. Cũng theo như đưa tin, kỹ thuật “bức tường băng” đã được thực hiện tốt trong việc kiềm chế nước phóng xạ thuộc dự án kiểm tra của chính phủ Mỹ vào đầu thập niên 1990 nhưng chưa bao giờ được sử dụng trên phạm vi rộng tại một nhà máy ĐHN.

Dự án “bức tường băng” (bao quanh khu vực 4 tòa nhà lò phản ứng) đã được thông báo từ tháng 5/2013 và được lên lịch trình hoàn tất vào tháng 7/2015. Tổng thư ký Nội các chính phủ Nhật Bản, ông Yoshihide Suga, đã phát biểu về dự án này là “không có tiền lệ tại bất cứ nơi nào trên thế giới”. Điều này cho thấy Nhật Bản vẫn còn phải đương đầu với nhiều thách thức lớn để giải quyết hậu sự cố Fukushima Daiichi.   

 _____________________

*: Sử dụng phần mềm MAAP và được kiểm tra chéo bởi phân mềm MELCOR

**: Đo nồng độ nhân phóng xạ trong nước biển sử dụng mô hình phân tán bình lưu hai chiều

Trần Thu Hà

Nguồn: World Nuclear News, World Health Organization, Springer, IAEA, TEPCO, National Geographic, Nuclear Street.