NHK: 55% of Water Injected into Reactor 3 Pressure Vessel at #Fukushima I Nuke Plant May Have Gone to Condenser Instead

NHK did a documentary special of Fukushima I Nuclear Power Plant for the second anniversary of the nuclear accident. It sent reporters to the plant, and also did its own analysis and simulation experiments with the help of experts.

NHK says it obtained the blueprints of Reactor 3, and carefully studied them with the experts. Now why wouldn't anyone have done it sooner?

The news below must be a segment from the documentary. NHK raises the possibility that Reactor 3's meltdown occurred because not enough water was reaching the Reactor Pressure Vessel, and more than half the water being injected by the fire engines went to the condenser instead.

The pump that circulates the water from the condenser had a line coming in from the main water line to the Reactor Pressure Vessel. In normal condition, the powerful pump (2,500 tonnes/hour) prevents any water coming in from the line as its blades spin at a very high speed. However, the pump stopped on March 11, 2011 when the power was totally lost. So the water injected into the main water line to the RPV reached the condenser pump and went to fill the condenser, instead of going to the RPV.

NHK also says if the loss was only 25% of water instead of 55%, the meltdown may not have happened.

TEPCO did mention in a press conference in the very early days of the nuclear accident that for some reason the condensers in Reactor 2 and Reactor 3 seemed to be full of water. In those days, reporters probably didn't even know what a condenser in a nuclear power plant was, and TEPCO's managers (they were engineers in the beginning of the accident) couldn't explain things well to the general public.

Screen captures from NHK News (3/10/2013):

Experts examine the blueprints for Reactor 3, and they notice the water line from the fire engine to the reactor is connected to a line that could divert the water to the condenser:



Fire engine pumping water into the water line that reaches the Reactor:

 

But this line has a small feeder line to the Condenser Unit:



The pump is installed there to regulate the flow of water:





The water from this feeder line does not flow to the Condenser Unit in the normal condition (i.e. the pump is powered by electricity):



But when the power was lost, the pump stopped, and the blades stopped spinning, and there was nothing to stop the water being injected by the fire engine from going into the Condenser Unit.



TEPCO did mention the Condenser Units of Reactor 2 and Reactor 3 to be full of water, in a press conference in 2011 right after the start of the accident:



So NHK and the experts NHK consulted do a simulation, using a small-scale model, and conclude that about 55% of water injected may have leaked into the Condenser Unit.



They further conclude that if the leak was up to 25% of the water injected, the meltdown may have been prevented:



Then, NHK turns to fire engines installed at nuclear power plants after the Fukushima accident, and says "Nobody knows whether a sufficient amount of water from a fire engine can reach the reactor in an emergency."



One of the experts comments, "It is a mistake to feel safe, or secure, just because you have fire engines on site."

I remember experts commenting that the pressure from heating fuel inside the Pressure Vessel prevented enough water from reaching the Pressure Vessel. I wonder if they knew about the line to the condenser pump, or if it occurred to them that the water intended for the Pressure Vessel got diverted to the condenser because of the loss of power to the pump.

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Original Japanese NHK News, which has additional information that does not appear in the news video:

３号機に注水の半分以上漏出か

東京電力福島第一原子力発電所の事故で、１号機に続いてメルトダウンした３号機について、当時、消防車から緊急に原子炉に向けて注入した水の半分以上が、別の装置に漏れ出し、冷却に必要な量の水が原子炉に入っていなかった可能性の高いことが、ＮＨＫが専門家と共に行った解析や実験で分かりました。

消防車は、事故のあと、安全対策の要として全国の原発に配備されていますが、原子炉に確実に水が入るのか、事故から２年になる今も十分な検証が進んでいない実態が浮かび上がりました。

おととし３月の福島第一原発の事故では、１号機から３号機まで次々にメルトダウンし、建屋が水素爆発するなどして、大量の放射性物質が外部に放出されました。

事故から２年、なぜメルトダウンを防げなかったのか、十分な解明が進まないなか、ＮＨＫは、当時緊急に行われた消防車からの原子炉への注水に注目し、なすすべなく最初に水素爆発した１号機のあとに危機を迎えた３号機で検証しました。

消防車による注水を巡っては、一部が原子炉以外のどこかに漏れているのではないかという指摘が専門家からあり、ＮＨＫは、独自に入手した３号機の配管の図面などを基に、専門家と共に詳しく分析しました。

その結果、消防車から原子炉までの配管ラインの途中に水の抜け道があり、ここを通って、原子炉とは別の装置に水が漏れ出る可能性のあることを見つけました。

この抜け道の先には、発電に使われた蒸気を再び水に戻す「復水器」と呼ばれる装置があり、通常はその途中にあるポンプが動いていて水がせき止められるため、復水器に水が流れ込むことはありません。

ところが、専門家の協力を得て実験すると、ポンプが止まった場合、素通りして水が先に流れることが分かり、すべての電源を失った福島の事故の際には復水器側に水が漏れ出る可能性が高いことが分かりました。

当時、３号機の復水器は通常ではあり得ない満水状態だったことが、事故直後に東京電力が行った記者会見で明らかにされていて、今回の実験結果を裏付けています。

さらに、消防注水した際の当時の３号機の水の流れを実験で再現し、その結果を基に専門家が解析すると、原子炉に入らずに漏れた量はおよそ５５％に上り、この量ではメルトダウンを防げなかったという結果になりました。

一方、漏れた量が２５％までなら、メルトダウンは防げるという結果になっています。

消防車は、事故のあと、安全対策の要として全国の原発に配備されましたが、原子炉に確実に水が入るのか、事故から２年になる今も十分な検証が進んでいない実態が浮かび上がりました。

法政大学の宮野廣客員教授は、「消防車を配備すれば終わりではなく、本当に核燃料を冷やすのに十分な量の水が入るのかを確かめなければ、意味がない。事故の検証は不十分だ」と指摘しています。

「放射性物質漏らさない」構造が落とし穴に

原子炉に向けて注水した水がポンプから復水器に漏れ出した背景には、放射性物質を外に漏らしてはいけないという、原発特有の“落とし穴”がありました。

水が漏れる原因となった、「復水器」につながるポンプは、１時間に２５００トン近くの水を送り出す能力があり、猛スピードで回転するため、通常、軸の部分に少量の水を送り込んで熱の発生を抑える工夫が凝らされています。

一般のポンプであれば、水は送り込んだあと、そのまま外に排出しますが、原発で使うポンプの場合、放射性物質を含む水を外に漏らしてはいけないため、水でふたをする「封水」と呼ばれる特殊な構造をしています。

「封水」は、ポンプの羽根が回転する際に発生する水の圧力によって、ポンプに流れ込む水をせき止めます。

ところが、福島の事故では、すべての電源が失われてポンプが止まってしまったため、ポンプを素通りして、復水器に水が流れました。

緊急時に原子炉に注水する際、本来、水の漏れがあってはいけません。

ポンプの構造に詳しい東京海洋大学の刑部真弘教授は、「原発のように汚染水を絶対に漏らしてはならない状況では非常によくできた仕組みだが、電源が失われた今回は、大きな盲点になった。似たようなケースはほかにもある可能性があり、どこに弱点が存在するのか、徹底的に検証すべきだ」と指摘しています。

原子力規制委はまだ検証できず

消防車を使った原子炉への注水の検証が十分進んでいないことについて、国の原子力規制委員会で、原発の新安全基準作りを担当している更田委員に聞きました。

更田委員は「当然、漏れることは考えられるし、消防車やポンプ車で期待した量がすべて原子炉にいくわけではないと考えてもらっていい。安全基準や注水の手順で足りないところを見つけることは、事業者と個別の原子炉を対象に図面を基に議論しようとしているが、今の時点ではほとんどやっていない」と述べ、現状では規制委員会としても検証ができていないことを認めました。

そのうえで、今後の対応について更田委員は、「弱点探しや、実際に事故が起きたときにどうしようかという議論は、基準とは別の話だ。消防車による代替注水で十分な能力なのか、十分な手順なのか、万一事故が起きたときに実際に対応する人たちと私たちが向かい合って議論することになると思う」と述べ、消防車による注水のように、事故が起きたときの対応については、安全基準とは別に、事業者と直接議論をして対応策を検討する考えを示しました。

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