A Fukusima Daiicsi (Fukusima I) atomerőműben (japánul 福島第一原子力発電所 [Fukusima Dai Icsi Gensirjoku Hacudendzso] () ) a 2011. március 11-én, helyi idő szerint 14 óra 46 perckor bekövetkezett tóhokui földrengés és az azt követő cunami romboló hatásai súlyos nukleáris üzemzavarok és balesetek sorozatát indították el. A földrengést követő napokban a helyzet gyors ütemben romlott. Három reaktorban teljes zónaolvadás történt. Négy reaktorblokk szerkezetileg károsodott. Az erőműből nagy mennyiségben kijutott radioaktív anyagok több tíz kilométeres távolságig beszennyezték a környezetet. Ezért, a Nemzetközi Nukleáris Eseményskála (INES) szerinti legsúlyosabb, 7-es fokozatba (nagyon súlyos baleset) sorolták be.A legsúlyosabbra emelték a fukusimai helyzet minősítését – Index, 2011. április 12.
A 2012. július 23-án a japán kormány számára publikált független parlamenti bizottsági jelentés a katasztrófa fő okának egyértelműen az emberi felelőtlenséget jelölte meg – vagyis ember okozta katasztrófának minősítette a fukusimai balesetet. A beszámoló szerint az üzemeltető Tokiói Elektromosenergia-szolgáltató Vállalat (TEPCO) vezetősége és az állami ellenőrző hatóság lebecsülte a kockázatokat, emiatt nem tett meg alapvető biztonsági intézkedéseket.
A nukleáris baleset A földrengés időpontjában az atomerőmű hat – a TEPCO által üzemeltetett – forralóvizes reaktora közül a 4-es, 5-ös és 6-os reaktorok karbantartás miatt nem működtek, az ekkor éppen aktív üzemben lévő 1-es, 2-es és 3-as reaktorok pedig a rengések kezdetekor automatikusan leálltak.
A percekig tartó, igen erős rengések során az erőműnél észlelt vízszintes irányú „megrázás” legnagyobb mért értéke ~0,5 g volt. (Ez 5 m/s² talajgyorsulást, vagyis 18 km/ó másodpercenkénti sebességváltozást jelent.)
Mivel a fűtőelemekben a nukleáris láncreakció leállítása után is jelentős mennyiségű hő termelődik, ezért további folyamatos hűtést igényelnek. A forralóvizes reaktorok hűtővizét keringető szivattyúk és a vezérlés működtetéséhez elektromos áram szükséges. Ezt viszont itt, az erőmű összes elektromosenergia-betáplálásának egyidejű kiesése miatt csak a veszélyhelyzetekre beépített üzemzavari dízelaggregátorokkal, és csak rövid ideig tudták biztosítani.
A reaktorok leállítása után 55 perccel ugyanis egy, a tenger alatti földrengés által kiváltott, 14-15 méter magasságú cunami érte el a létesítményt. Mivel az erőmű tengeri gátjait legfeljebb 5,7 méteres hullámok elleni védelemre tervezték, az ezt több mint kétszeresen meghaladó magasságú ár súlyosan megrongálta a telep berendezéseit. Tönkretette a tengervíz-szivattyúkat, a dízelaggregátorok üzemanyag-ellátását és hűtőrendszerét, valamint többméteres magasságban elárasztotta a komplexum alsó szintjeit. A dízelek kiesésével és az alsó szinteken meghibásodott elektromos rendszerek miatt – villanyáram híján – pedig leálltak a reaktorok aktív üzemzavari hűtőrendszerei, és kiesett a – külön-külön is több száz fűtőelemet tároló – pihentetőmedencék, valamint a külön épületben lévő használtfűtőelem-tároló hűtése is.
A három – alig egy órával korábban lekapcsolt – reaktorban, a fűtőelemekben továbbra is folyamatosan termelődő hő elkezdte elforralni a reaktortartályban az aktív zónát beborító hűtővizet. Ezért nőni kezdett a reaktorban a nyomás, és – mivel nem tudták pótolni az elforró vizet sem – csökkenni kezdett a vízszint. A keletkező gőzt a reaktortartály alatt körbefutóan beépített, tórusz alakú kondenzációs kamrában (GE Mark I típusú reaktorok) ilyen esetekre tárolt nagy mennyiségű vízen átbuborékoltatva lecsapatták. Ezzel átmenetileg sikerült ugyan a nyomás további gyors növekedését megakadályozni és az aktív zónát hűteni, de a reaktortartályból így elvont hő a tóruszban lévő vizet melegítette, tehát a reaktorban maradt. A tóruszban lévő víz felforrósodásával ez a passzív hűtés is leállt, ezért tovább nőtt az aktív zóna hőmérséklete és a nyomás. (A reaktortartályból elforró víz pótlása nélkül a vízszint ott lecsökken. Ha az aktív zóna [akár csak részben is] „szárazra kerül”, a vízből kiemelkedő fűtőelemek hűtés nélkül maradnak és túlhevülhetnek.) A dízelek kiesését követően már csak a beépített akkumulátorokról is üzemeltethető műszerek és alrendszerek működtek. Az akkumulátorok lemerülésével, néhány órával később végül ezek is leálltak.
A reaktorok és a pihentetőmedencék aktív hűtését csak a baleset után kilenc órával a helyszínre érkező mobil szivattyúk és aggregátorok segítségével próbálhatták meg újraindítani. Az elégtelen hűtés miatt a reaktorok hűtővizének vízszintje, az aktív zónák hőmérséklete és a reaktorok nyomása kritikussá vált.
A reaktorok leolvadása bélyegkép|jobbra|250px|A négy reaktor március 12-15 között Az 1-es, 2-es, és 3-as reaktorban teljes zónaolvadás történt.
1-es reaktor A TEPCO becslése szerint 2800 fokot ért el az aktív zóna hőmérséklete 6 órával a földrengés után. Kevesebb mint 16 óra után teljes zónaolvadás következett be, az olvadt üzemanyag lefolyt, és átégette a reaktortartályt. Ebben az időben vizet szivattyúztak a reaktorba, annak érdekében, hogy a legrosszabb lehetőség megvalósulását elkerüljék – az olvadt üzemanyag átolvasztja magát a konténment tartály falán, és nagy mennyiségű radioaktív szennyeződés kerül ezáltal a környezetbe. Júniusban a japán kormány beismerte, hogy a reaktor konténment tartálya is átlyukadt, és folyamatosan szivárog ki belőle a beleszivattyúzott hűtővíz.
2-es reaktor Március 15-én a TEPCO bejelentette, hogy a reaktortartály, amelyben a nukleáris üzemanyag van, valószínűleg megsérült, és szivárog a hűtővíz. Ebből az következik, hogy a több ezer tonna beszivattyúzott hűtővíz nagy része kiszivárgott. 100 órával a földrengés után ebben a reaktorban teljes zónaolvadás történt.
3-as reaktor Március 15-én a TEPCO bejelentette, hogy a reaktortartály, amelyikben a nukleáris üzemanyag van, valószínűleg megsérült, és szivárog a hűtővíz. Ebből az következik, hogy a több ezer tonna beszivattyúzott hűtővíz nagy része kiszivárgott. 60 órával a földrengés után ebben a reaktorban teljes zónaolvadás történt.
A Japán Atomenergia-Biztonsági Ügynökség álláspontja: az 1-es reaktor fűtőanyaga a hűtés leállása utáni ötödik órában teljesen megolvadt, majd a reaktortartály fenekén gyűlt össze. A NISA szerint a leolvadás a 2-es reaktorban 80, a 3-asban 79 órával a hűtés kiesése után történt.
A környezet szennyeződése bélyegkép|A szárazföldi szennyeződés területi eloszlása a 2011. március 30. és április 3. közötti levegőben végzett sugárzásmérések eredményei (DoE/NNSA / IRSN) alapján. A kényszerű reaktorlefúvatások, a reaktorcsarnokokat szétvető kémiai robbanások, valamint a három reaktorban bekövetkezett zónaolvadás és a reaktorkonténmentek sérülései következtében nagy mennyiségű radioaktív szennyezés került a környezetbe.
A lefúvatások és a csarnokrobbanások következtében elsődlegesen a levegő, konténmentsérülések következtében pedig a talaj, valamint a talaj- és tengervíz szennyeződött. A levegőbe került radioaktív anyagokat a szelek a szárazföld és a tenger felett szétszórták. A levegőből ezek egy része így közvetlenül, illetve a csapadékkal a talajra és a felszíni vizekbe került.
A reaktorcsarnokok és a reaktorkonténmentek szerkezetig hatoló sérülései miatt az erőműből kikerült szennyezés mértéke közvetlenül nem volt mérhető. Ezért az csak a környezetben különféle helyeken és módon utólagosan elvégzett mérések alapján becsléssel állapítható meg.
Ezen becslések szerint a kijutott radioaktivitás az 1986-os csernobili atomkatasztrófának 10–20% egyes becslések szerint akár 40%-a. De a szennyezett terület kiterjedése itt korlátozottabb körülbelül 10%-a.Csernobili léptékű a fukusimai szennyezés (Index, 2011. május 25.)http://bos.sagepub.com/content/67/5/27.fullhttps://web.archive.org/web/20111228012212/http://abcnews.go.com/International/wireStory/mans-land-attests-japans-nuclear-nightmare-15239892#.Tvnhttps://www.thestar.com/news/world/2011/12/27/nomans_land_attests_to_japans_nuclear_nightmare.html
A Japán Nukleáris és Ipari Biztonsági Ügynökség (NISA) 2011. június 7-én közzétett jelentése szerint a korábbi becsléshez képest kétszer annyi sugárzó anyag került a levegőbe. A részben a TEPCO-tól független mérések eredményein is alapuló új becslések szerint a levegőbe került sugárzó anyag mennyisége a csernobili szennyeződés egyötödére tehető. (A korábbi becslés ennek még csak a felével számolt.Durván alábecsülték a fukusimai szennyezést (Index, 2011. június 7.)) E szerint a katasztrófa bekövetkezésétől 2011. augusztus végéig eltelt majd fél év alatt sugárzó cézium-137 szabadult ki a környezetbe.Brutális mennyiségű cézium szabadult ki a fukusimai atomerőműből (Inforádió, 2011. augusztus 25.)
Egy 2011. október végi – a Japánon kívüli érzékelők által mért adatokat is figyelembe vevő – újabb becslésről beszámoló híradás szerint a baleset a radioaktív anyagok korábban becsült mennyiségének kétszeresét juttatta a levegőbe. A korábban nyilvánosságra hozott japán becslés ugyanis csak Japánban mért értékeken alapult, és nem számolt a tenger felé kiszökött szennyeződéssel.A becslések duplája a fukusimai szennyezés (Index, 2011. október 28.)
A környékbeli lakosság – több ütemben történt – kitelepítése során az érintetteket csak késve és nem megfelelően tájékoztatták. A kitelepített lakosok abban a tudatban hagyták el otthonaikat, hogy rövid időn belül visszatérhetnek. A háziállatokat (kedvtelésből tartott- és haszonállatokat) sorsukra hagyták az evakuációs zónában. Gondozás híján sok állat szomjan-, illetve éhen halt. A szennyezett térségben még sokáig nagy számú kutya, macska és marha kóborolt szabadon.
Fejlemények időrendben 2011. március 12-én reggel a túlhevült 1-es reaktorban keletkezett vízgőz egy részét ellenőrzötten a szabadba engedték (lefúvatás). Délelőtt döntés született a 2-es reaktor lefúvatásáról is. A kiáramló gőz sugárzó anyagokkal szennyezett lehetett, ezért elővigyázatosságból a környező lakosságot 10, majd később 20 km-es körzetből kitelepítették. Délután kémiai robbanás történt a fukusimai atomerőmű 1-es reaktorcsarnokában, a robbanástól az épület fölső szintjeinek külső falai leomlottak, és az erőmű négy alkalmazottja megsérült.Huge blast at Japan nuclear power plant – BBC, 12 March 2011
Március 13-án a Fukusimai II-es atomerőműben darubaleset történt: egy munkás meghalt, négyen megsérültek.
Március 14-én hétfőn délelőtt a 3-as reaktorcsarnokban is kémiai robbanás történt. A robbanás miatt üzemképtelenné vált a 2-es reaktor öt hűtőszivattyúja közül négy. Délután a 2-es reaktor üzemanyaga többször szárazra került. Egy légáramlásmérő véletlen kikapcsolása miatt az üzemképes szivattyú is leállt egy időre, a víz betáplálása csak másnap reggel állt helyre.
Március 15-én kedden reggel tűz ütött ki a négyes reaktorcsarnokban, a használt fűtőelemek pihentetőmedencéjénél. Nem sokkal később robbanás történt a 2-es reaktornál is.
A tüzet eloltották, de a sugárzás a 3-as és 4-es reaktorcsarnokok mellett jelentős mértékben megnövekedett (400 mSv/h), majd gyorsan csökkent. A nap folyamán a reaktortól 250 kilométer távolságban, Tokióban is észlelhető volt a sugárzás hússzoros növekedése (0,8 μSv/h értékre), majd csökkenése. Kedden a 4-es reaktorcsarnokban is történt robbanás.
A robbanásokat valószínűleg a túlhevült fűtőelemek cirkóniumburkolatának vízzel való érintkezésekor keletkező és a lefúvatáskor oxigénnel keveredve durranógázt alkotó hidrogén okozta. Az 1-es és 3-as blokk esetén a 13 cm vastag acélból készült reaktor, benne a fűtőrudakkal épségben maradt, de a reaktorokat körülvevő reaktorcsarnokok részben megsemmisültek. A 2-es blokk esetén nem lehet kizárni a reaktortartály sérülését sem.