Op 11 maart 2011, binnenkort 10 jaar geleden, 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. Bij de kerncentrale Fukushima Daiichi was de vloedgolf zo'n 15 meter hoog en daarmee krachtiger dan waarmee in het ontwerp van de kerncentrale rekening was gehouden. Maar volgens een onderzoekscommissie van het Japanse parlement was het kernongeluk mede het gevolg van een cultuur van wegkijken en elkaar de hand boven het hoofd houden. Wat gebeurde er precies, wat waren de gevolgen en wat is nu de stand van zaken. Herman Damveld zet het op een rij.

Samenvatting
Door het ongeluk in de Fukushima-reactoren werden zo’n 150.000 mensen geëvacueerd en 1.800 vierkante kilometer land was vanwege de stralingsbelasting ongeschikt voor bewoning en landbouw. De Japanse regering heeft het toelaatbare stralingsniveau met een factor 20 verhoogd, zodat 110.000 mensen naar huis konden terugkeren. Vanwege te hoge stralingsbelasting mochten 40.000 mensen dat niet.
Volgens de Japanse regering waren er 2.268 doden, niet door de straling maar als indirect gevolg van het kernongeval, met name door de stress die de gedwongen evacuatie gaf. Daarnaast, is het aantal gevallen van schildklierkanker bij kinderen twintig keer hoger dan verwacht.
De economische schade wordt geschat op omgerekend 385 tot 540 miljard euro.
Na het samenpersen en verbranden van radioactief besmet materiaal resteert over tien jaar, in 2031, nog 260.000 m3 radioactief afval dat bovengronds in opslagplaatsen of in hallen wordt bewaard.
Na het kernongeluk in 2011 werden alle kerncentrales gesloten. Nu zijn er vier weer in bedrijf; van 23 kerncentrales wordt onderzocht of ze weer stroom mogen leveren; 27 kerncentrales zijn definitief gesloten.

Aardbeving met tsunami op 11 maart 2011
De aardbeving op vrijdag 11 maart 2011 om 14:46:23 uur lokale tijd veroorzaakte veel schade, die nog eens werd vergroot door een tsunami. Het epicentrum was op 130 km uit de oostkust van de stad Sendai. Het was een complexe dubbele aardbeving met een duur van ongeveer 3 minuten. Japan verhuisde hierdoor een paar meter naar het oosten en de lokale kustlijn zakte een halve meter. De tsunami overstroomde ongeveer 560 km2 waarbij zo’n 19.000 doden vielen. Een miljoen gebouwen liep schade op.[i]

De kerncentrale Fukushima
De Fukushima-reactoren zijn kokendwaterreactoren (BWR) volgens een ontwerp uit de jaren zestig van de reactorbouwers General Electric (GE), Toshiba en Hitachi. De reactoren 1 tot en met 3 werden in 1971-1975 in gebruik genomen. Het elektrisch vermogen van eenheid 1 was 460 Megawatt (MW) en van de eenheden 2 tot en met 5 was dat 1.784 MW, terwijl eenheid 6 een vermogen van 1.100 MW had.

Fukushima was ook gevolg van cultuur van wegkijken
Het ongeluk met de kerncentrales in Fukushima was het gevolg van een cultuur van wegkijken en elkaar de hand boven het hoofd houden. Dat schreef de officiële onderzoekscommissie van het Japanse parlement in juni 2012 in een onthutsend rapport over de oorzaken van de ramp.[ii]

Al jaren voor maart 2011 waren maatregelen voorgesteld die het ongeluk hadden kunnen voorkomen als ze waren uitgevoerd. De bouw van Fukushima begon in 1967. Bij de bouw werd rekening gehouden met een mogelijke vloedgolf van 5,7 meter hoog. De kerncentrale werd gebouwd op ongeveer 10 meter boven de zeespiegel, de tsunami was echter 14 meter hoog. In 2006 wisten de regering en het energiebedrijf Tokyo Electric Power Company (TEPCO), de exploitant van de Fukushima-kerncentrales, dat de kerncentrale beschadigd zou kunnen worden bij een zwaardere tsunami. In maart 2008 stelde TEPCO dat de centrale toch voldoende bestand was tegen aardbevingen, wees erop dat de kans op een grote tsunami klein was en maakte een - volgens het Japanse parlement ondeugdelijke - berekening om te bewijzen dat maatregelen niet nodig waren. En de toezichthouder namens de overheid (NISA) stemde in 2009 in met de visie van TEPCO. Daarom werden geen maatregelen genomen.

Gevolgen aardbeving voor kerncentrale Fukushima
Op 11 maart 2011 waren eenheid 1, 2 en 3 van de Fukushima-kerncentrale in bedrijf: ze schakelden meteen af na de aardbeving. Eenheid 4 onderging een periodiek onderhoud, waarvoor alle brandstofstaven van deze kerncentrale naar het opslagbassin getransporteerd waren. Eenheid 5 en 6 lagen ook dicht voor onderhoud, maar de brandstofstaven zaten nog in de reactorkern.
Door de aardbeving werd de stroomtoevoer van buiten de kerncentrales onderbroken. Maar de nooddieselaggregaten ter plekke kwamen wel in bedrijf om de warmte die vrijkomt bij het verval van de splijtingsproducten af te voeren.
De brandstofelementen in een kerncentrale moeten gekoeld kunnen worden om te voorkomen dat de centrale uiteindelijk ontploft. Voor die koeling zijn elektrisch aangedreven pompen nodig en daarom is een goede noodstroomvoorziening van levensbelang. De noodstroomvoorziening was echter erg gebrekkig en de systemen waren niet onafhankelijk van elkaar, concludeerde het Japanse parlement. Er waren weliswaar verschillende stroomleidingen naar de centrale, maar die kwamen vanuit twee beginpunten die tegelijk kapot gingen bij de aardbeving. De dieselgeneratoren voor de noodstroomvoorziening stonden dicht bij de centrale en werden overspoeld door de tsunami. Daardoor vielen alle noodstroomvoorzieningen op hetzelfde moment uit. TEPCO had geen idee hoe men met een dergelijke situatie zou moeten omgaan en daarom was het onmogelijk om de loop der dingen nog te veranderen, stelde het Japanse parlement.[iii]

Volgens TEPCO werd binnen enkele uren na de aardbeving in eenheid 1 een stralingsdosis gemeten van 300 millisievert per uur. Na vier uur begon de kernsmelting.[iv] Dat het misging in eenheid 1 kwam door de aardbeving en niet, zoals bij eenheid 2 en 3, door de tsunami, concludeerde de commissie van de Japanse Diet. De schuld op de Tsunami te schuiven, "is an attempt to avoid responsibility by putting all the blame on the unexpected (the tsunami)(...) and not on the more foreseeable earthquake."[iii]

Gevolgen tsunami voor kerncentrale Fukushima
Bijna een uur na de aardbeving deed zich een tsunami voor van 14 meter hoog die de kerncentrales overspoelde. Behalve één aggregaat van eenheid 6 vielen alle nooddieselaggregaten uit. Ook de pompen die het koelwater uit zee haalden, stopten ermee. Alle veiligheidssystemen die elektriciteit nodig hadden voor eenheid 1, 2 en 3 vielen uit. De dieselgenerator van reactor 6 bleef intact, zodat reactor 5 en 6 voorzien bleven van elektriciteit en zo de situatie stabiliseerden. 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.

Het energiebedrijf Tokyo Electric Power Company (TEPCO), de exploitant van de Fukushima-kerncentrales, probeerde vanaf 12 maart via het pompen van zeewater de reactoren te koelen, maar dat lukte niet. Door het verlies van koelmiddel werd de brandstof van eenheid 1, 2 en 3 aanzienlijk beschadigd. De kern van eenheid 1 smolt enkele uren na de tsunami. De kernsmelting van eenheid 3 vond plaats op 13 maart en van eenheid 2 op 14 maart (zie tabel 1).

Tabel 1: Tijdsverloop na aardbeving van 14:46 uur

	Eenheid 1	Eenheid 2	Eenheid 3
Verlies koelwater	Na 1 uur	Na 70 uur	Na 36 uur
Begin kernsmelting	Na 4 uur	Na 77 uur	Na 44 uur
Waterstofexplosie	Na 25 uur	Na 87 uur	Na 68 uur

Lozing radioactieve stoffen en maatregelen
Om de omhulling te beschermen werden radioactieve gassen geloosd tussen 12 en 15 maart 2011, waaronder waterstof. Hoge-temperatuur stoom reageert namelijk met de zirconiumomhulling van de brandstofelementen en dat geeft waterstof. Niet alle waterstof werd geventileerd, een deel bleef achter in het reactorgebouw van eenheid 1, 2, 3 en 4. Het explodeerde, de kerncentrales liepen ernstige schade op en er kwamen radioactieve stoffen vrij, vooral cesium-137 en jodium-131. Tussen 12 en 31 maart 2011 ging het om zo’n 33 Petabecquerel cesium-137 (38% van wat bij Tsjernobyl vrijkwam) en 500 Petabecquerel jodium-131 (28% van de Tsjernobyl-lozing). Lozingen van 31 maart tot eind 2011 zijn ongeveer 1% van wat in maart vrij kwam.[v] Een deel van de radioactiviteit kwam op land en een deel in zee terecht (figuur 1 en 2). Ongeveer 150.000 mensen werden geëvacueerd (zie tabel 2) en 1.800 vierkante kilometer land was vanwege de stralingsbelasting ongeschikt voor bewoning en landbouw.[vi] Ter vergelijking: Nederland heeft een oppervlakte van 41.543 vierkante kilometer.[vii]

Tabel 2
Overzicht maatregelen kort na het kernongeval
11 maart 2011
14:46 De aardbeving.
15:42 TEPCO liet de overheid weten dat er een noodsituatie was.
19:03 De regering kondigde een nucleaire noodtoestand af.
20:50 De prefectuur van Fukushima gaf opdracht tot evacuatie tot op 2 kilometer afstand.
21:23 De overheid: evacuatie tot 3 kilometer en binnen blijven tot 10 kilometer.

12 maart 2011
05:44 De overheid gaf opdracht tot evacuatie tot op 10 kilometer.
18:25 De overheid gaf opdracht tot evacuatie tot op 20 kilometer.

15 maart 2011
11:01 De overheid beval om binnen te blijven in gebouwen in een zone van 20 tot 30 kilometer van de centrale.

25 maart 2011
De regering vroeg om vrijwillige evacuatie in een zone van 20 tot 30 kilometer van de centrale.

21 april 2011
De regering stelde een no-go-zone in van 20 km rond Fukushima

Figuur 1: Lozing radioactiviteit Fukushima op land

Bron: https://www.ippnw.de/commonFiles/pdfs/Verein/Alex_Rosen/Fukushima_Vortrag_Ausgestrahlt_2021.pdf, 10 februari 2021.

Figuur 2: Lozing radioactiviteit Fukushima in de zee

Bron: https://www.ippnw.de/commonFiles/pdfs/Verein/Alex_Rosen/Fukushima_Vortrag_Ausgestrahlt_2021.pdf, 10 februari 2021.

In augustus 2012 bereikte TEPCO naar eigen zeggen een mijlpaal bij eenheid 4. Zoals gemeld vond in maart 2011 onderhoud plaats in deze centrale. Daarvoor was het deksel van het reactorvat losgehaald en een etage lager neergezet. Maar door de waterstofexplosie werd die bovenste etage weggeblazen. Het deksel van het reactorvat stond nu als het ware op het plafond van de reactor. TEPCO wilde vanaf dit nieuwe plafond een luchtdichte structuur om eenheid 4 bouwen. Pas daarna konden de brandstofelementen uit het opslagbassin worden gehaald. Maar dan moest eerst dit nieuwe plafond helemaal schoon zijn. En daartoe moest het deksel van het reactorvat dat 52 ton woog, worden verplaatst. Dat gebeurde op 10 augustus 2012. Tegelijkertijd werden dikke stalen platen op het opslagbassin gelegd.

Aantal dodelijke slachtoffers kernramp onbekend
Volgens gegevens van de Japanse regering van maart 2019 waren er 2.268 doden als gevolg van het kernongeval. Maar volgens de Japanse overheid was de vrijgekomen radioactiviteit niet de oorzaak. Ongeveer 90% van de sterfgevallen waren mensen ouder dan 66 jaar. Hiervan vond ongeveer 70% plaats in de eerste drie maanden na de evacuaties. De oorzaken zouden lichamelijke en geestelijke klachten en stress zijn door verblijf in opvangcentra door de gedwongen evacuatie, evenals het gebrek aan medische zorg omdat ziekenhuizen na de ramp werden uitgeschakeld.

De gevolgen van de vrijgekomen radioactiviteit voor de gezondheid van de mensen zijn onbekend. Alleen het aantal gevallen van schildklierkanker bij kinderen is systematisch onderzocht. Dat is twintig keer hoger dan verwacht, bleek uit een op 26 februari 2021 verschenen rapport.[viii] Zie ook figuur 3. Daarnaast is er een direct verband tussen de omvang van de stralingsbelasting en de psychosociale stress van de getroffenen.[ix]

Figuur 3: Schildklierkanker bij kinderen rond Fukushima

Bron: https://ippnw.de/commonFiles/pdfs/Atomenergie/Fukushima/IPPNW_Digitale_Pressemappe_10_Jahre_Leben_mit_Fukushima.pdf, 26 februari 2021.

Volgens een in maart 2019 gepubliceerde studie waren er zowel in de verboden als in de weer bewoonbaar verklaarde gebieden stralingsniveaus tot 100 keer hoger dan internationaal wordt aanbevolen. Daar komt nog bij dat Japan het toelaatbare stralingsniveau met een factor 20 heeft verhoogd.[x] Op die manier wordt een groter gebied weer snel bewoonbaar in plaats van pas na tientallen jaren.[xi] De hoeveelheid cesium in de omgeving van Fukushima staat in figuur 4. Ter vergelijking: na het ongeval met de kerncentrale in Tsjernobyl moesten alle gebieden met meer dan 0,5 miljoen Bequerel cesium per vierkante meter langdurig geëvacueerd worden.[xii] Toegepast op Fukushima gaat het om de rode, gele en donkergroene gebieden in figuur 4, tot zo’n 45 kilometer van de kerncentrale. Dat is een groter gebied dan de no-go-zone die de Japanse regering in 2011 instelde.

Kort na het kernongeval werden 150.000 mensen geëvacueerd. In december 2018 was dit aantal volgens de officiële gegevens van het bestuur van Fukushima teruggelopen tot 43.000 mensen en in april 2020 tot 39.000 mensen.[xiii] Hoeveel mensen last hebben of zullen krijgen van Fukushima is nog niet bekend, ook omdat het soms lang duurt voordat de gevolgen van langdurige straling merkbaar zijn. Volgens de Duitse afdeling van de International Physicians for the Prevention of Nuclear War, een wereldwijde groepering van 60 nationale medische organisaties, onderschat de Wereld Gezondheids Organisatie (WHO) de gevolgen aanzienlijk.[xiv]

Figuur 4: Cesium in de grond rond Fukushima

Bron: https://www.ippnw.de/commonFiles/pdfs/Verein/Alex_Rosen/Fukushima_Vortrag_Ausgestrahlt_2021.pdf, 10 februari 2021.

Kosten Fukushima
Het Japanse ministerie van Handel schatte in 2016 de schade door het ongeluk met de kerncentrales in Fukushima op 168 miljard euro.[xv] Het Japan Center for Economic Research schatte in 2019 dat de kosten 385 tot 540 miljard euro zouden bedragen.[xvi] Het gaat hier onder meer om het verwijderen van de gesmolten brandstofelementen uit de kerncentrale, het afbreken van de kerncentrales, de opslag van het daarbij ontstane radioactieve afval en de vergoeding van de geëvacueerden. Over al deze kostenposten zijn gegevens die soms erg van elkaar verschillen, afhankelijk van de uitgangspunten en de verwachtingen. Daarom noemen we hier alleen het totaalbedrag.

Stromen radioactief afval tot 2031
Het elektriciteitsbedrijf TEPCO had eind vorig jaar te maken met 460.000 m3 radioactief afval. Het gaat dan om besmette grond en gebouwen, omgehakte bomen en uiteraard ook het radioactieve afval van de kerncentrales zelf. Daarnaast is er 1,2 miljoen ton radioactief water dat nu in bekkens wordt opgevangen maar volgens een advies aan de Japanse regering in zee geloosd zou kunnen worden.[xvii]

TEPCO verwacht dat daar tot het jaar 2031 nog eens 310.000 m3 afval bijkomt, dat men dan wil gaan samenpersen en verbranden. Op die manier resteert 260.000 m3 radioactief afval, waarvan 70.000 m3 in bestaande bovengrondse opslagplaatsen of in hallen blijft liggen. Voor 140.000 m3 worden nieuwe opslagplaatsen bovengronds of opslaghallen gebouwd, terwijl de besmette grond zorgt voor 50.000 m3 afval dat eveneens bovengronds wordt bewaard.[xviii]

Van centraal belang voor het tempo van het opruimen van de schade van Fukushima is wat er met de verongelukte kerncentrales gebeurt. TEPCO is van plan om in 2024 te beginnen met de verwijdering van de gesmolten brandstofelementen uit eenheid 2 en in 2026 met die van eenheid 1. Dat duurt tot 2028 en gepland is dat in het jaar 2031 alle brandstof uit de zes eenheden gehaald is.[xix] Het is nog niet bekend waar deze brandstofelementen opgeslagen zullen worden. De door de overheid aangestelde Nuclear Waste Management Organisation van Japan (NUMO) verwacht ondergrondse berging namelijk niet voor het jaar 2035.[xx] [xxi]

Gevolgen kernenergieprogramma Japan
Na het kernongeluk in 2011 werden alle kerncentrales gesloten. Medio februari 2021 hebben negen kerncentrales een nieuwe bedrijfsvergunning gekregen van de regering, bij zeven vindt onderzoek plaats of ze voldoen aan de veiligheidseisen en elf kerncentrales moeten nog onderzocht worden. Van vijf van de negen kerncentrales is de vergunning vernietigd door een regionale rechtbank, zodat op 17 februari 2021 vier kerncentrales in bedrijf waren die zorgden voor 6% van de elektriciteitsproductie.[xxii] Daarnaast zijn 27 kerncentrales definitief gesloten (zie figuur 5 en 6).[xxiii] [xxiv]

Figuur 5: Aandeel kernenergie in de elektriciteitsproductie

Bron: https://pris.iaea.org/PRIS/CountryStatistics/CountryDetails.aspx?current=JP, 15 februari 2021.

Figuur 6: Opgesteld vermogen Japanse kerncentrales en elektriciteitsproductie

Bron: https://www.worldnuclearreport.org/-World-Nuclear-Industry-Status-Report-2020-.html, 28 september 2020.

Bronnen

i Voor dit artikel is veelvuldig gebruik gemaakt van: https://www.world-nuclear.org/Information-Library/Safety-and-Security/Safety-of-plants/Fukushima-Daiichi-Accident.aspx, januari 2021.
ii https://warp.da.ndl.go.jp/info:ndljp/pid/3856371/naiic.go.jp/en/report/, juni 2012.
iii https://warp.da.ndl.go.jp/info:ndljp/pid/3856371/naiic.go.jp/en/report/, juni 2012.
iv https://carnegieendowment.org/2012/03/09/fukushima-could-have-been-prevented-pub-47448, 9 maart 2012.
v https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-981-13-8218-5_20, Imanaka T. “Comparison of Radioactivity Release and Contamination from the Fukushima and Chernobyl Nuclear Power Plant Accident“. Low-Dose Effects on Animals and the Ecosystems, 249-259, november 2019.
vi https://warp.da.ndl.go.jp/info:ndljp/pid/3856371/naiic.go.jp/en/report/, juni 2012.
vii https://nl.wikipedia.org/wiki/Nederland.
viii http://ippnw.de/commonFiles/pdfs/Atomenergie/Fukushima/IPPNW_Digitale_Pressemappe_10_Jahre_Leben_mit_Fukushima.pdf, 26 februari 2021.
ix https://www.ippnw.de/startseite/artikel/de/10-jahre-fukushima-unabhaengige-fors.html, 26 februari 2021.
x https://theecologist.org/2020/jan/21/forgetting-fukushima, 21 januari 2020.
xi https://apjjf.org/2020/5/Burnie.html, 1 maart 2020.
xii https://www.ippnw.de/commonFiles/pdfs/Verein/Alex_Rosen/Fukushima_Vortrag_Ausgestrahlt_2021.pdf, februari 2021.
xiii https://www.worldnuclearreport.org/-World-Nuclear-Industry-Status-Report-2020-.html, 28 september 2020.
xivhttps://www.ippnw.de/commonFiles/pdfs/Verein/Alex_Rosen/Fukushima_Vortrag_Ausgestrahlt_2021.pdf, 10 februari 2021.
xv http://www.reuters.com/article/us-tepco-outlook-idUSKBN13N03G?il=0, 27 november 2016.
xvi https://learningenglish.voanews.com/a/japan-changes-fukushima-cleanup-/5225417.html , 7 januari 2020.
xvii https://www.fukushima-disaster.de/deutsche-information/hintergrundinformationen.html, 26 februari 2021.
xviii https://www.tepco.co.jp/en/hd/decommission/information/dap/index-e.html , 27 maart 2020.
xix https://www.tepco.co.jp/en/hd/decommission/project/roadmap/index-e.html.
xx https://www.numo.or.jp/en/jigyou/new_eng_tab03.html
xxi https://www.nap.edu/read/11320/chapter/11#101
xxii https://www.world-nuclear-news.org/Articles/Viewpoint-Japan-needs-nuclear-power-to-reduce-its, 17 februari 2021.
xxiii https://pris.iaea.org/PRIS/CountryStatistics/CountryDetails.aspx?current=JP, 15 februari 2021.
xxiv https://www.worldnuclearreport.org/-World-Nuclear-Industry-Status-Report-2020-.html ,28 september 2020.