บทความหลัก: โรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ฟุกุชิมะไดอิชิ

• ภาพใกล้ชิดแสดงสถานที่ในโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ฟุกุชิมะไดอิชิหมายเลข I
• แผนที่ของเครือข่ายสายส่งไฟฟ้าของญี่ปุ่น แสดงให้เห็นระบบที่เข้ากันไม่ได้ในแต่ละภูมิภาค ฟุกุชิมะอยู่ในภูมิภาคโตโฮกุที่ใช้ 50 เฮิร์ตซ์
• ภาพร่างอย่างง่ายแบบตัดขวางของโครงสร้างบรรจุทั่วไปของเครื่องปฏิกรณ์แบบน้ำเดือด (BWR) รุ่นมาร์ควัน ที่ใช้ในหน่วย 1 ถึง 5
  ความหมายตัวย่อ:
  RPV: อ่างความดันเครื่องปฏิกรณ์ (อังกฤษ: reactor pressure vessel)
  DW: บ่อแห้ง (อังกฤษ: dry well) ที่ห่อหุ้มอ่างความดันปฏิกรณ์
  WW: บ่อเปียก (อังกฤษ: wet well) - รูปห่วงยางรอบ ๆ ฐานห่อหุ้มบ่อหยุดยั้งไอน้ำ (อังกฤษ: steam suppression pool) ไอน้ำส่วนเกินจากบ่อแห้งเข้าสู่บ่อเปียกผ่านทางท่อเข้าด้านล่าง
  SFP: พื้นที่บ่อเชื้อเพลิงใช้แล้ว (อังกฤษ: spent fuel pool)
  SCSW: กำแพงกั้นคอนกรีตที่สอง (อังกฤษ: secondary concrete shield wall)

โรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ฟุกุชิมะหนึ่ง (Daiichi) ประกอบด้วยเครื่องปฏิกรณ์น้ำเดือด (BWR) แบบน้ำเบาของ GE หกเครื่องที่มีพลังงานรวมอยู่ที่ 4.7 กิกะวัตต์ ทำให้ฟุกุชิมะไดอิจิเป็นหนึ่งใน 25 ของโรงไฟฟ้​​าพลังงานนิวเคลียร์ที่ใหญ่ที่สุดในโลก ฟุกุชิมะไดอิจิโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ที่ได้รับการออกแบบโดย GE โรงแรกที่จะถูกสร้างและดำเนินงานทั้งหมดโดย บริษัทพลังงานไฟฟ้าโตเกียว (TEPCO)

เครื่องปฏิกรณ์ตัวที่ 1 เป็นเครื่องปฏิกรณ์ชนิด (BWR-3) ขนาด 439 MWe ที่สร้างขึ้นในเดือนกรกฎาคมปี 1967 มันเริ่มดำเนินการเมื่อวันที่ 26 มีนาคม 1971[39] มันถูกออกแบบให้ทนต่อการเกิดแผ่นดินไหวที่มีความเร่งพื้นดินจุดสูงสุด (อังกฤษ: peak ground acceleration) อยู่ที่ 0.18 กรัมแรง (1.74 เมตร/s2) และคลื่นความถี่ตอบสนอง (อังกฤษ: response spectrum) ที่อยู่บนพื้นฐานของการเกิดแผ่นดินไหวที่เคอร์นเคาน์ตี้ปี 1952[40] เครื่องปฏิกรณ์ตัวที่ 2 และตัว 3 ทั้งสองตัวเป็น 784 MWe ประเภท BWR-4 เครื่องปฏิกรณ์ 2 เริ่มปฏิบัติการในเดือนกรกฎาคมปี 1974 และเครื่องปฏิกรณ์ 3 เริ่มในเดือนมีนาคม 1976 พื้นฐานการออกแบบด้านการเกิดแผ่นดินไหวสำหรับทุกหน่วยมีตั้งแต่ 0.42 กรัม (4.12 เมตร/s2) จนถึง 0.46 กรัม (4.52 เมตร/s2)[41][42]

ทุกหน่วยงานได้รับการตรวจสอบหลังจากที่เกิดแผ่นดินไหวที่มิยากิเมื่อปี 1978 เมื่อความเร่งพื้นดินมีค่าถึง 0.125 กรัม (1.22 เมตร/s2) เป็นเวลา 30 วินาที แต่ไม่พบความเสียหายที่เกิดกับส่วนที่สำคัญของเครื่องปฏิกรณ์[40]

หน่วยที่ 1-5 มีโครงสร้างบรรจุประเภทมาร์ค 1 (ห่วงยางหลอดไฟ) หน่วยที่ 6 มีโครงสร้างบรรจุประเภทมาร์ค 2 (บน/ล่าง)[40] ในเดือนกันยายนปี 2010 เครื่องปฏิกรณ์ 3 ถูกเติมเชื้อเพลิงบางส่วนโดยออกไซด์ผสม (Mixed Oxide (MOX))[43]

ในช่วงเวลาที่เกิดอุบัติเหตุ ทุกหน่วยปฏิกรณ์และสถานที่จัดเก็บกลางมีตัวเลขของถังเชื้อเพลิงดังต่อไปนี้[44]:

ไม่มีเชื้อเพลิง MOX ในบ่อให้ความเย็นใด ๆ เชื้อเพลิง MOX จะถูกเติมให้ในเครื่องปฏิกรณ์หน่วยที่ 3 เท่านั้น

ความต้องการการระบายความร้อน

เครื่องปฏิกรณ์เหล่านี้ผลิตกระแสไฟฟ้าโดยใช้ความร้อนจากปฏิกิริยาฟิชชันเพื่อสร้างไอน้ำ เมื่อเครื่องปฏิกรณ์ต้องหยุดการทำงาน การสลายกัมมันตรังสี (อังกฤษ: radioactive decay) ของไอโซโทปที่ไม่เสถียรจะยังคงสร้างความร้อนออกมาอย่างต่อเนื่องอีกสักช่วงเวลาหนึ่ง การสลายตัวและความร้อนจากการสลายตัวนี้ต้องการการระบายความร้อนอย่างต่อเนื่อง[48][49] ในขั้นต้นความร้อนจากการสลายตัวนี้มีจำนวนประมาณ 6% ของจำนวนที่ผลิตโดยปฏิกิริยาฟิชชัน[48] ลดลงตลอดช่วงหลายวันก่อนที่จะถึง ระดับปิดแบบเย็น (อังกฤษ: cold shutdown level)[50]

แท่งเ​​ชื้อเพลิงที่ถูกใช้จนหมดและมีอุณหภูมิถึงจุดปิดเย็นมักจะต้องใช้เวลาหลายปีในบ่อเชื้อเพลิงใช้แล้วก่อนที่พวกมันจะสามารถถ่ายโอนได้อย่างปลอดภัยไปยังถังเก็บแห้ง (อังกฤษ: dry cask storage vessels)[51]

ความร้อนสลายตัวในบ่อเชื้อเพลิงใช้แล้วของหน่วยที่ 4 มีความสามารถในการต้มน้ำประมาณ 70 ตันต่อวัน (12 แกลลอนต่อนาที)[52] เมื่อวันที่ 16 เดือนเมษายน 2011, TEPCO ประกาศว่าระบบระบายความร้อนหน่วยที่ 1-4 มีสภาพเกินกว่าจะซ่อมได้และจะต้องถูกเปลี่ยนใหม่[53]

ระบบระบายความร้อน

ในแกนกลางของเครื่องปฏิกรณ์ การไหลเวียนสามารถทำได้ผ่านทางระบบแรงดันสูงที่หมุนน้ำเป็นวงรอบระหว่างอ่างความดันเครื่องปฏิกรณ์และตัวแลกเปลี่ยนความร้อน จากนั้นระบบเหล่านี้จะถ่ายโอนความร้อนไปยังตัวแลกเปลี่ยนความร้อนที่สองผ่านทาง'ระบบน้ำให้บริการที่สำคัญ' มีการใช้น้ำที่ถูกปั้มออกสู่ทะเลหรือหอหล่อเย็นในสถานที่[54]

เมื่อเครื่องปฏิกรณ์ไม่สามารถผลิตไอน้ำเพื่อสร้างกระแสไฟฟ้า เครื่องสูบน้ำระบายความร้อนสามารถขับเคลื่อนได้ด้วยหน่วยปฏิกรณ์อื่น ๆ หรือจากกริด (ไฟฟ้า)หรือจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลหรือแบตเตอรี่[55][56]

ยูนิต 2 และ 3 ได้รับการติดตั้งด้วยระบบระบายความร้อนแกนกลางฉุกเฉินที่ขับเคลื่อนด้วยกังหันไอน้ำที่สามารถดำเนินการได้โดยตรงจากไอน้ำที่ผลิตโดยความร้อนสลายร่างซึ่งสามารถฉีดน้ำตรงเข้าไปในเครื่องปฏิกรณ์[57] พลังงานไฟฟ้าบางส่วนเป็นสิ่งจำเป็นในการเดินระบบวาล์วและระบบการตรวจสอบ

หน่วยที่ 1 ได้รับการติดตั้งระบบระบายความร้อนที่แตกต่างกัน โดยใช้ "ตัวควบแน่นแยกส่วน" (อังกฤษ: isolated condenser) หรือ "ไอซี" ซึ่งเป็นระบบพาสซีฟ(ไม่มีปฏิกิริยาโต้ตอบ)อย่างสิ้นเชิง ระบบนี้ประกอบด้วยชุดของท่อที่วิ่งจากแกนกลางเครื่องปฏิกรณ์ไปยังภายในของถังน้ำขนาดใหญ่ เมื่อเปิดวาล์ว ไอน้ำจะไหลขึ้นไปยังไอซีในที่ซึ่งน้ำเย็นในถังจะควบแน่นไอน้ำให้กลับไปเป็นน้ำ แล้วมันจะไหลตามแรงโน้มถ่วงกลับไปที่แกนกลางเครื่องปฏิกรณ์ สำหรับเหตุผลที่ไม่ชัดเจน, ที่จุดเริ่มต้น, IC ของหน่วยที่ 1 ทำงานเป็นระยะ ๆ ในช่วงฉุกเฉิน อย่างไรก็ตามในช่วงการนำเสนอในวันที่ 25 มีนาคม 2014 ให้กับ TVA ดร. Takeyuki Inagaki อธิบายว่า IC ดำเนินการเป็นระยะ ๆ เพื่อรักษาระดับอุณหภูมิของอ่างปฏิกรณ์และเพื่อป้องกันแกนกลางไม่ให้ระบายความร้อนได้รวดเร็วเกินไปซึ่งจะสามารถเพิ่มพลังงานเครื่องปฏิกรณ์ได้ โชคร้าย เมื่อคลื่นสึนามิท่วมโรงไฟฟ้า วาล์วของ IC ถูกปิดและไม่สามารถเปิดได้โดยอัตโนมัติเนื่องจากไฟฟ้าดับ แต่ก็สามารถเปิดได้ด้วยมือ [58]

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรอง

มีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลฉุกเฉินสองเครื่องสำหรับแต่ละหน่วยที่ 1-5 และสามเครื่องสำหรับหน่วยที่ 6[59]

ในช่วงปลายทศวรรษที่ 1990 มีการติดตั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรองเพิ่มเติมสำหรับหน่วย 2 และ 4 อีกสามเครื่อง วางไว้ในอาคารใหม่ที่อยู่สูงกว่าบนเนินเขา เพื่อให้สอดคล้องกับข้อบังคับในกฎระเบียบใหม่ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเหล่านี้สามารถเข้าถึงได้จากทั้งหกหน่วยปฏิกรณ์ แต่สถานีสลับสายที่ส่งไฟฟ้​​าจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรองเหล่านี้ไปยังระบบทำความเย็นของเครื่องปฏิกรณ์หน่วยที่ 1 ถึง 5 ยังอยู่ในอาคารกังหันที่มีการป้องกันน้ำท่วมที่ไม่ดี เครื่องกำเนิดไฟฟ้าทั้งสามเครื่องที่เพิ่มขึ้นในช่วงปลายทศวรรษที่ 1990 ยังสามารถทำงานได้หลังจากคลื่นสึนามิ ถ้าสถานีสลับสายมีการย้ายไปอยู่ภายในอาคารเตาปฏิกรณ์หรือไปยังสถานที่อื่น ๆ ที่น้ำไม่ท่วม กระแสไฟฟ้าจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเหล่านี้ก็จะสามารถจ่ายให้กับระบบระบายความร้อนของเครื่องปฏิกรณ์ เนื่องจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าต้องทำงานเต็มกำลัง ดังนั้นเมื่อคลื่นซัดเข้ามา เพลาข้อเหวี่ยงจึงแตกและระบบพังทลาย เพลาข้อเหวี่ยงที่เปราะเหล่านี้ยังถูกใช้ในเครื่องปฏิกรณ์ของอังกฤษอีกด้วย[60]

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลฉุกเฉินของเครื่องปฏิกรณ์และแบตเตอรี่กระแสตรงเป็นส่วนประกอบสำคัญในการให้พลังงานกับระบบทำความเย็นหลังจากไฟฟ้าดับ อุปกรณ์เหล่านี้ติดตั้งอยู่ในชั้นใต้ดินของอาคารกังหันเครื่องปฏิกรณ์ตามข้อกำหนดของจีอี วิศวกรระดับกลางแสดงความกังวลว่าลักษณะนี้ปล่อยให้พวกมันเสี่ยงที่จะเกิดน้ำท่วม[61]

ฟุกุชิมะหนึ่งไม่ได้ถูกออกแบบมาสำหรับคลื่นสึนามิขนาดใหญ่เช่นนี้[62][63] หรือมีการปรุงแต่งเครื่องปฏิกรณ์เมื่อมีความกังวลเกิดขึ้นในประเทศญี่ปุ่นและโดยความกังวลจาก IAEA[64]

ฟุกุชิมะที่สองก็ถูกซัดด้วยคลื่นสึนามิเช่นกัน แต่มันมีการเปลี่ยนแปลงการออกแบบที่ผสมผสานที่ดีกว่าที่เพิ่มความต้านทานต่อน้ำท่วมและลดความเสียหายจากน้ำท่วม เครื่องกำเนิดไฟฟ้าและอุปกรณ์กระจายกระแสไฟฟ้าที่เกี่ยวข้องได้ถูกวางให้อยู่ในอาคารคลุมเครื่องปฏิกรณ์กันน้ำรั่ว เพื่อที่ว่าพลังงานจากกริด (ไฟฟ้า)จะถูกใช้ตอนเที่ยงคืน[65] ปั๊มน้ำทะเลสำหรับระบายความร้อนได้รับการปกป้องจากน้ำท่วม และถึงแม้ว่า 3 ใน 4 ต้วจะล้มเหลวในครั้งแรก พวกมันก็ได้รับการฟื้นฟูให้กลับมาทำงานได้[66]

พื้นที่จัดเก็บเชื้อเพลิงกลาง

ถังเชื้อเพลิงใช้แล้วที่นำมาจากเครื่องปฏิกรณ์ในตอนแรกจะถูกเก็บไว้เป็นเวลาอย่างน้อย 18 เดือนในบ่อน้ำที่อยู่ติดกับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ จากนั้นพวกมันจะถูกย้ายไปที่บ่อเก็บเชื้อเพลิงกลาง[67] พื้นที่จัดเก็บของฟุกุชิมะหนึ่งมีถังเชื้อเพลิง 6375 ถัง หลังจากมีการระบายความร้อนเพิ่มเติม เชื้อเพลิงจะถูกย้ายไปยังถังเก็บแห้งซึ่งไม่ได้แสดงให้เห็นสัญญาณของความผิดปกติ[68]

Zircaloy

ชิ้นส่วนภายในและปลอกหุ้มถังเชื้อเพลิงหลายชิ้นทำจาก zircaloy เพราะมันโปร่งใสต่อนิวตรอน ที่อุณหภูมิปกติของการทำงานประมาณ 300 °C (572 °F) zircaloy จะเฉื่อย แต่ที่สูงกว่า 1,200 องศาเซลเซียส โลหะเซอร์โคเนียมสามารถตอบสนองแบบ exothermic กับน้ำกลายเป็นก๊าซไฮโดรเจนอิสระ[69] ปฏิกิริยาระหว่างเซอร์โคเนียมกับน้ำหล่อเย็นสร้างความร้อนมากขึ้น เป็นการเร่งปฏิกิริยานิวเคลียร์[70]

ความกังวลด้านความปลอดภัย

1967: โครงร่างของระบบระบายความร้อนฉุกเฉิน

เมื่อวันที่ 27 กุมภาพันธ์ 2012 สำนักงานตัวแทนความปลอดภัยด้านนิวเคลียร์และอุตสาหกรรม (NISA) มีคำสั่งให้ TEPCO รายงานภายใน 12 มีนาคม 2012 ถึงเหตุผลในการเปลี่ยนโครงร่างของท่อสำหรับระบบระบายความร้อนฉุกเฉิน การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ถูกทำขึ้นหลังจากแผนได้มีการลงทะเบียนไปแล้วในปี 1966 และเมื่อเริ่มการก่อสร้าง

ตามแผนเดิมจะมีการแยกระบบท่อสำหรับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์สองเครื่องให้อยู่ภายในตัวควบแน่นแยกส่วน อย่างไรก็ตามการขอความเห็นชอบของแผนการก่อสร้างแสดงให้เห็นถึงระบบท่อของทั้งสองระบบระบายความร้อนฉุกเฉินมีการเชื่อมต่อกันภายนอกเครื่องปฏิกรณ์ การเปลี่ยนแปลงไม่ได้ถูกสังเกตเห็นว่าเป็นการละเมิดกฎระเบียบ[71]

หลังคลื่นสึนามิ ตัวควบแน่นแยกส่วนควรรับช่วงการทำงานของเครื่องสูบน้ำระบายความร้อน โดยการควบแน่นไอน้ำจากอ่างความดันให้เป็นน้ำเพื่อใช้สำหรับระบายความร้อนเครื่องปฏิกรณ์ แต่ตัวควบแน่นไม่ได้ทำงานอย่างถูกต้องและ TEPCO ไม่สามารถยืนยันว่าวาล์วถูกเปิดหรือไม่

1976: ความเท็จของบันทึกความปลอดภัย

ฟุกุชิมะไดอิจิเป็นศูนย์กลางความอื้อฉาวเรื่องการบันทึกที่เป็นเท็จที่นำไปสู่​​การจากไปของผู้บริหารระดับสูงของ TEPCO นอกจากนี้มันยังนำไปสู่​​การเปิดเผยข้อมูลของปัญหาที่ไม่มีรายงานก่อนหน้านี้[72] แม้ว่าจะมีพยานหลักฐานโดย Dale Bridenbaugh, หัวหน้าผู้ออกแบบของ GE ที่อ้างว่าจีอีได้รับการเตือนจากข้อบกพร่องการออกแบบที่สำคัญในปี 1976 ส่งผลให้มีการลาออกของนักออกแบบของจีอีหลายคนที่ออกมาประท้วงความเพิกเฉยของจีอี[73][74][75]

ในปี 2002 TEPCO ยอมรับว่ามีการทำบันทึกความปลอดภัยที่เป็นเท็จสำหรับหน่วยที่ 1. เรื่องอื้อฉาวและการรั่วไหลของเชื้อเพลิงที่ Fukushima Daini บังคับให้บริษัทต้องปิดเครื่องปฏิกรณ์ลงทั้งหมด 17 ตัว[76] แผงวงจรกระจายกระแสไฟฟ้าให้กับวาล์วควบคุมอุณหภูมิไม่ได้มีการตรวจสอบถึง 11 ปี การตรวจสอบไม่ได้ครอบคลุมถึงอุปกรณ์ระบบทำความเย็นเช่นมอเตอร์ปั๊มน้ำและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซล[77]

1991: เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรองของเครื่องปฏิกรณ์ที่ 1 ถูกน้ำท่วม

เมื่อวันที่ 30 ตุลาคม 1991 เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรองหนึ่งในสองของเครื่องปฏิกรณ์ 1 ล้มเหลวหลังน้ำท่วมในห้องใต้ดินของเครื่องปฏิกรณ์ น้ำทะเลที่ใช้สำหรับระบายความร้อนรั่วเข้าไปในอาคารกังหันจากการสึกกร่อนของท่อด้วยอัตรา 20 ลูกบาศก์เมตรต่อชั่วโมงตามรายงานของอดีตพนักงานในเดือนธันวาคม 2011 วิศวกรคนหนี่งอ้างว่าเขาได้แจ้งผู้บังคับบัญชาของเขาถึงความเป็นไปได้ที่ว่าคลื่นสึนามิอาจทำให้เกิดความเสียหายกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า TEPCO ได้ติดตั้งประตูเพื่อป้องกันไม่ให้น้ำรั่วไหลเข้ามาในห้องเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

คณะกรรมการความปลอดภัยนิวเคลียร์ของญี่ปุ่นให้ความเห็นว่าตนจะปรับแนวทางความปลอดภัยของตนจะต้องมีการติดตั้งแหล่งพลังงานเพิ่มเติม เมื่อวันที่ 29 เดือนธันวาคม 2011 TEPCO ยอมรับข้อเท็จจริงเหล่านี้ทั้งหมด: รายงานบอกว่าห้องถูกน้ำท่วมผ่านประตูและบางรูสำหรับเคเบิล แต่แหล่งจ่ายไฟไม่ได้ถูกตัดเนื่องจากน้ำท่วมและเครื่องปฏิกรณ์ก็หยุดเพียงหนึ่งวัน หนึ่งในสองแหล่งจ่ายไฟจมอยู่ใต้น้ำอย่างสมบูรณ์ แต่กลไกการขับยังคงไม่ได้รับผลกระทบ[78]

2008: การศึกษาเกี่ยวกับสึนามิถูกเพิกเฉย

ในปี 2007 TEPCO จัดตั้งแผนกหนึ่งเพื่อดูแลสิ่งอำนวยความสะดวกด้านนิวเคลียร์ของตน หัวหน้าฟุกุชิมะไดอิจิ มาซาโอะ โยชิดะ เป็นประธานของแผนกจนถึงมิถุนายน 2011 การศึกษาเป็นการภายในปี 2008 ระบุความจำเป็นเร่งด่วนเพื่อป้องกันสิ่งอำนวยความสะดวกได้ดีกว่าจากน้ำท่วมด้วยน้ำทะเล การศึกษาครั้งนี้กล่าวถึงความเป็นไปได้ของคลื่นสึนามิสูงถึง 10.2 เมตร (33 ฟุต) เจ้าหน้าที่สำนักงานใหญ่ยืนกรานว่าความเสี่ยงดังกล่าวไม่สมจริงและไม่ได้พิจารณาการทำนายอย่างจริงจัง[79][ต้องการตรวจสอบความถูกต้อง]

ศูนย์วิจัยแผ่นดินไหวและรอยเลื่อนที่ยังมีพลังนายโอคามูระได้กระตุ้นให้ TEPCO และ NISA ทำการทบทวนสมมติฐานของพวกเขาเกี่ยวกับความสูงที่เป็นไปได้ของคลื่นสึนามิบนพื้นฐานของการเกิดแผ่นดินไหวในศตวรรษที่สิบ แต่มันก็ไม่ได้พิจารณาอย่างจริงจังในช่วงเวลานั้น[80] คณะกรรมการกำกับกิจการพลังงานของสหรัฐได้เตือนถึงความเสี่ยงของการสูญเสียกระแสไฟฟ้าฉุกเฉินในปี 1991 (NUREG-1150) และ NISA อ้างถึงรายงานในปี 2004 ไม่มีการดำเนินการเพื่อบรรเทาความเสี่ยงนั้น[81]

ตำแหน่งที่ตั้ง

โรงไฟฟ้าตั้งอยู่ในประเทศญี่ปุ่นซึ่งก็เหมือนส่วนที่เหลือของขอบมหาสมุทรแปซิฟิก ที่อยู่ในเขตแผ่นดินไหวที่ยังมีพลัง สำนักงานพลังงานปรมาณูระหว่างประเทศ (IAEA) ได้แสดงความกังวลเกี่ยวกับความสามารถของโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ของญี่ปุ่นที่จะทนต่อกิจกรรมแผ่นดินไหว ในการประชุมของกลุ่มรักษาความปลอดภัยและความปลอดภัยนิวเคลียร์ของ G8 ในกรุงโตเกียวปี 2008 ผู้เชี่ยวชาญ IAEA ได้เตือนว่าแผ่นดินไหวที่แข็งแกร่งที่มีแมกนิจูดมากกว่า 7.0 อาจก่อให้เกิด "ปัญหาร้ายแรง" สำหรับโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ของญี่ปุ่น[82] ภูมิภาคประสบกับแผ่นดินไหวที่มีแมกนิจูดมากกว่า 8 ถึงสามครั้ง ได้แก่แผ่นดินไหว Jogan Sanriku 869, แผ่นดินไหวเมจิ Sanriku 1896 และแผ่นดินไหว Sanriku 1933