El 1999 la indústria nuclear japonesa va patir un important accident nuclear a Tokai-mura a Ibaraki, Japó. Va passar en una instal·lació de processament de combustible nuclear.
Per entendre l'accident de criticitat d'Ibaraki, primer expliquem breument el procés d'enriquiment d'urani a la planta de Tokaimura.
Quin és el procés d’enriquiment d’urani?
El procés d’enriquiment d’urani es realitza convertint l’urani prèviament en un compost anomenat hexafluorur d’urani. L’hexafluorur d’urani és gasós en condicions normals.
El següent pas és convertir l’urani enriquit en forma d’hexafluorur d’urani en òxid d’urani, cosa que s’aconsegueix en un tanc amb una solució aquosa de nitrat d’urani.
El compost es converteix en pastilles de combustible ceràmiques. Aquests grànuls són el combustible nuclear utilitzat en una central nuclear.
La solució d’òxid d’urani (U3O8) havia d’estar en un dipòsit disposat per a aquest propòsit. Posteriorment, s’havia de transferir a una solució pura de nitrat d’uranil i homogeneïtzar-la amb una purga de gas nitrogen.
Posteriorment, la barreja es va haver d'abocar al dipòsit de precipitació refredat per aigua per evacuar la calor residual generada per la reacció exotèrmica.
El procediment tenia límits per a la quantitat d’urani que s’havia de transferir al tanc de precipitació per evitar una reacció en cadena nuclear autosostenible. El màxim ha de ser de 2,4 kg d’urani.
Què va causar l'accident nuclear de Tokaimura?
El procediment es va modificar el novembre de 1996 sense permís de les autoritats reguladores competents.
Així, quan preparaven el combustible del reactor de potència JOYO el setembre de 1999, els treballadors van dissoldre la pols d’U 3 O 8 en àcid nítric als cubs d’acer inoxidable i van abocar la solució directament al dipòsit de precipitació.
La solució utilitzada de 16 litres d'òxid d'urani altament enriquit es va distribuir en quatre cubs d'acer inoxidable per abocar al dipòsit.
El 30 de setembre al matí, quan el volum va arribar als 40 litres i va assolir la massa crítica necessària per iniciar una reacció en cadena de fissió nuclear, va començar a emetre neutrons i radiació gamma.
Efectes immediats de l'accident nuclear d'Ibaraki
El treballador que va afegir el setè cub de nitrat d’urani a l’aigüera - Hisashi Ouchi-, va veure un flaix blau de radiació Cherenkov. Ell i un altre treballador a prop de l'aigüera van experimentar immediatament dolor, nàusees, falta d'alè i altres símptomes.
Pocs minuts després de l'accident, va vomitar i va perdre el coneixement.
No hi va haver cap explosió, però el resultat de la reacció nuclear va ser una intensa radiació gamma i neutró del tanc de sedimentació, que va provocar l’alarma. Llavors van començar les accions per localitzar l'accident nuclear.
Onze hores després de l’inici de l’accident nuclear, el nivell de radiació gamma era d’uns 0,5 milisieverts per hora en un dels llocs situats fora de la central nuclear.
La reacció en cadena de fissió nuclear va continuar durant unes 20 hores. Passat aquest temps, la reacció es va aturar perquè els treballadors van afegir aigua de refrigeració al voltant del tanc.
L’aigua de refrigeració jugava un reflector de neutrons i es va afegir àcid bòric al sediment (el bor és un bon absorbent de neutrons).
Els trencaments de la reacció en cadena de l’energia nuclear van ser causats pel fet que el líquid bullia, la quantitat d’aigua es feia insuficient per assolir la criticitat i la reacció en cadena disminuïa. Després de refredar i condensar l'aigua, es va reprendre la reacció.
La radiació de neutrons va cessar, però el perillós nivell de radiació gamma residual dels productes de fissió va romandre a la pica durant un temps.
La majoria dels productes volàtils de fissió nuclear radioactiva van romandre a l'interior de l'edifici. No obstant això, alguns dels gasos nobles radioactius i el iode 131 van entrar a l'atmosfera.
Conseqüències de l'accident de Tokaimura
L'accident nuclear de Tokaimura va afectar directament els tres treballadors que preparaven la mostra, que van haver de ser hospitalitzats. els tres homes eren Yutaka Yokokawa, Masato Shinohara i Hisashi Ouchi.
Dos d’ells es trobaven en estat crític. Hisashi Ouchi va morir a les dotze setmanes i l'altre després de set mesos. S'estima que un dels treballadors morts va rebre radiació entre 1 i 20 setges.
A més,
-
Cinquanta-sis treballadors més de la planta van rebre radiació: almenys 21 persones que van rebre dosis importants i van haver de ser sotmesos a avaluació mèdica.
-
En un radi de 200 metres al voltant de la instal·lació, l'accés estava restringit.
-
Les autoritats japoneses van evacuar 161 persones de zones a 350 metres de la planta.
-
Es va advertir a tres-centes deu mil persones que vivien a 10 km de distància que no marxessin de casa fins que la situació no estigués controlada, amb una durada de 18 hores.
Un cop finalitzada la reacció en cadena, els nivells de radiació a l’exterior van tornar a la normalitat.
Segons l'Agència Internacional de l'Energia Atòmica OIEA, els nivells de radiació propers a la planta, a mitjans d'octubre de 1999, havien recuperat els seus nivells naturals. Els nivells de iode-131 en sòls i vegetació fora de la instal·lació van mostrar que els aliments no s’havien vist afectats.
L'accident va assolir el nivell 4 a l'escala INES ("accident sense risc significatiu fora del lloc").
Des de l'accident, que tots els indicis assenyalen com un fracàs humà, les autoritats japoneses d'energia atòmica van decidir que les plantes de processament de combustible del Japó havien d'estar totalment automatitzades.
