За время, прошедшее со времени чернобыльской аварии, на основании анализа причин возникновения и развития аварии проведена огромная работа по повышению безопасности эксплуатации АЭС с реакторами РБМК.
Вкачестве первоочередных мероприятий предусматривались: коренное изменение физических свойств активной зоны реактора; модернизация конструкций органов регулирования и защиты; внесение изменений в системы управления, защит и блокировок; ужесточение требований технологического регламента; проведение дополнительного контроля металла и ремонтных работ на контуре циркуляции теплоносителя; внедрение комплекса организационно-технических мероприятий по повышению качества эксплуатации.
Сегодня на всех атомных станциях страны с блоками на основе реакторов типа РБМК (11 блоков) проведены работы по модернизации систем безопасности, позволяющие гарантированно избежать повторения Чернобыля.
Кроме того, проведены работы по повышению безопасности действующих блоков АЭС с реакторами типа ВВЭР (15 блоков).
Программа развития атомной энергетики России базируется на атомных станциях проекта АЭС-2006 с модернизированной реакторной установкой ВВЭР-1200.
Не вдаваясь в техническую сторону вопроса, рассмотрим основные принципы, которые реализованы в данной установке.
В основу безопасности положено последовательное внедрение свойств внутренней самозащищенности и использование пассивных систем безопасности, обеспечивающих устойчивость реактора к ошибкам персонала и отказам оборудования. Внутренняя безопасность реализована на применении естественных законов природы (гравитация, естественная циркуляция, испарение). Привлекательность использования естественных законов в концепции безопасности – постоянство их действия, независимость от внешних факторов.
В этих реакторах при повышении мощности, температуры или появлении пара за счет систем автоматики, действующих без участия человека, происходит самоглушение реактора, и ядерная реакция прекращается. Поэтому самопроизвольное увеличение мощности исключено, и тепловой взрыв реактора невозможен. Своей физической природой реактор препятствует разгону мощности. Он может быть сравнен с тяжелой вагонеткой, которая сама в гору не пойдет.
Саморегулирование и самоограничение, самоциркуляция и самоохлаждение – эти свойства легко реализуются и позволяют реактору самому спасать себя в трудных ситуациях (по терминологии МАГАТЭ) – «всепрощающий реактор». Реактор без каких-либо последствий несколько часов может находиться без теплоотвода, десятки часов без электроснабжения. Для аварийного длительного охлаждения тепло передается за счет естественной циркуляции по всем контурам в баки с запасом воды. Отвод остаточного тепла осуществляется в течение нескольких суток без подвода электроэнергии и воды. Поэтому даже полная потеря электроснабжения не страшна реактору.
Реализован принцип многобарьерности – последовательный ряд из 6 независимых барьеров-преград на пути распространения радиоактивности. Нарушение всех барьеров возможно лишь при наложении большого числа маловероятных неисправностей, что практически не реализуемо.
Первый барьер – топливная матрица, представляющая собой герметичную капсулу из высокопрочного, химически и жаростойкого циркониевого сплава, внутрь которой помещено урановое топливо.
Второй барьер – такая же прочная и стойкая оболочка тепловыделяющего элемента, внутрь которой помещаются топливные матрицы. Эти два барьера предотвращают попадание радиоактивных материалов в теплоноситель первичного контура циркуляции.
Третий барьер – замкнутая система первичного контура циркуляции теплоносителя, который при помощи главных циркуляционных насосов принудительно прокачивается через активную зону реактора, обеспечивая ее охлаждение (отбор тепла, образовавшегося при делении ядерного топлива). Полученное тепло отдается теплоносителю вторичного контура циркуляции, в котором образовывается пар, приводящий в движение турбоагрегат.
Четвертый барьер – герметичная металлическая оболочка реакторного помещения.
Пятый барьер – внутренняя герметичная оболочка здания реактора.
Шестой барьер – наружная оболочка здания реактора, выполненная из монолитного тяжелого бетона, способная выдержать любые внешние воздействия, вплоть до падения на него самолета.
Современная реакторная установка атомной станции устроена таким образом, что при любой аварии радиоактивные вещества не выйдут за пределы здания реактора.
Как же выглядит безопасность российских АЭС на фоне мирового уровня безопасности? В 29-м ежегодном отчете МАГАТЭ на основе обобщения опыта работы 437 ядерных энергоблоков стран мира указано, что число полных внеплановых остановок в пересчете на один энергоблок на российских АЭС в среднем, по многолетним данным, равно 0,75 в год. Аналогичные данные по другим странам: Германия – 0,2, Япония – 0,2, США – 2,0, Канада – 3,3, Франция – 5,1. Что касается общего числа нарушений на один блок, то статистика здесь следующая: Япония – 0,6, Германия – 1,7, Россия – 2,7, США – 3,5, Швейцария – 4,6, Канада – 10,3, Франция – 27,3.
Газоаэрозольные выбросы по всем российским АЭС составляют единицы процентов от допустимых значений.
Таким образом, безопасность российских АЭС находится на уровне лучших зарубежных АЭС.
Устойчивая, с высоким уровнем безопасности работа концерна «Росатом», атомные электростанции которого поставляют на энергетический рынок страны 16,2 процента потребляемой электроэнергии, безусловно, способствовала успешному преодолению «чернобыльского синдрома» и укрепила доверие российской общественности к атомной энергетике.
Сегодня даже самые горячие противники атомной энергетики признают, что в режиме нормальной работы АЭС оказываются экономически выгоднее и экологически чище любых других крупномасштабных источников энергии.
Феликс КОШЕЛЕВ, доцент ТПУ
Из нашего досье
СТАТИСТИКА КРУПНЫХ АВАРИЙ НА НЕЯДЕРНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ОБЪЕКТАХ
В 1984 году произошли две крупные аварии. В Мексике на газораспределительном заводе взорвались емкости со сжиженным газом. В результате погибло 452 человека, пропало без вести 1000, ранено 4248, в радиусе до 1 километра разрушены здания.
Другая авария случилась в Бхопале (Индия). Произошла утечка смертоносного газа. Погибло 2,5 тысячи человек, пострадали сотни тысяч, ущерб составил 50 миллиардов американских долларов.
При добыче угля возможны аварии в шахтах: взрывы, вызванные накоплением метана, пожары, возникновение завалов. Появилась даже неофициальная мрачная статистика: за каждый миллион тонн добытого угля приходится расплачиваться четырьмя человеческими жизнями.
В 1989 году в результате взрыва на газопроводе погибло 575 человек, и еще 623 человека получили ожоги и ранения. Только на этом же газопроводе до катастрофы под Уфой насчитывается 40 аварий меньшего масштаба.
В период с 1959 по 1987 год в мире произошла 31 крупная авария плотин, в результате которых погибло более 23 тысяч человек и был причинен ущерб свыше 1 млрд. американских долларов.