Безопасность на АЭС

В марте 1979 г. на втором блоке атомной электростанции "Три Майл Айленд" в Гаррисберге (США) произошла авария,последствием которой явился выброс радиоактивных веществ в окружающую среду. Почти 10 т расщепляющегося материала из 100 т вышли за пределы активной зоны. Произошел выброс в атмосферу.

Событием века стала чернобыльская катастрофа (26 апреля 1986 г.), результаты которой  почувствовали не только в России, на Украине, в Белоруссии, но и в  других странах. Следы радиоактивного загрязнения достигли даже Польши, Швеции, Финляндии, Болгарии, Румынии и Венгрии.

А почему, собственно говоря, произошла эта авария? Летом 1987 г. на суде выяснилось: на АЭС отсутствовал элементарный порядок трудовой дисциплины и была низка ответственность персонала. Даже после взрыва на энергоблоке не была организована радиационная разведка, нужных приборов для ее ведения не имелось, противогазы у личного состава отсутствовали. Но что еще хуже - не было информации об аварии. Ее попросту поначалу скрывали. Население понятия не имело о случившемся. Эвакуация началась лишь спустя 36 часов после аварии. Следует отметить неумелые и нерешительные действия персонала в чрезвычайной ситуации.

Пришлось проводить  огромный объем работ. Только в течение  первых двух лет (на апрель 1988 г.) дезактивировано 21 млн. м2 поверхности оборудования, захоронено 500 тыс. м3 грунта, обеззаражено 600 деревень и сел. Свыше 5 млн. человек было охвачено профилактическим медицинским контролем. Для эвакуированных было построено более 21 тыс. домов и 800 объектов социально-бытового и культурного назначения. В кратчайшие сроки было выделено 15 тыс. квартир.  

Авария на 4-ом блоке Чернобыльской АЭС существенно повлияла на темпы развития атомной энергетики в нашей стране, вызвала острые приступы радиофобии и атомной идеосинкразии практически во всех странах мира. Тщательное расследование причин аварии, произведенное специалистами, показало, что корни аварии лежат глубоко в сфере проблем взаимодействия человека и машины, что основным "движущим" фактором аварии были действия операторов, грубо нарушивших эксплуатационные инструкции и правила управления энергоблоком. Подобно другим "рукотворным" катастрофам, авария произошла из-за того, что оперативный персонал, желая выполнить план экспериментальных работ любой ценой, грубо нарушил регламент эксплуатации, инструкции и правила управления энергоблоком. Сказались, конечно, и некоторые особенности физики активной зоны, конструктивные недостатки системы управления и защиты реактора, которые привели к тому, что защита реактора не смогла предотвратить разгон на мгновенных нейтронах.

В подробной  информации о происшедшей аварии [4] показано, что операторы 

• произвели такие запрещенные действия, как блокирование некоторых сигналов аварийной защиты и отключение системы аварийного охлаждения активной зоны,
• работали при запасе реактивности на стержнях СУЗ ниже допускаемого регламентом значения,
• ввели реактор в режим работы с расходами и температурой воды по каналам выше регламентных, при мощности реактора ниже предусмотренной программой.

Эти и другие ошибки операторов привели к такому состоянию реактора, что в условиях роста мощности защитные средства реактора оказались недостаточными, что и  привело к значительной сверхкритичности реактора, взрыву, разрушению активной зоны. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Безопасность  АС - это необходимая и достаточная защищенность персонала, населения и окружающей среды от всех возможных вредных воздействий, возникающих при эксплутации АС.

Атомная станция удовлетворяет требованиям безопасности, если за счет обеспеченных в проекте физических свойств ЯЭУ, предусмотренных проектом технических средств и разработанных организационно-технических мероприятий, эффекты ее теплового, химического, механического, радиационного и иных воздействий на персонал, население и окружающую среду при всех режимах нормальной эксплуатации и проектных авариях не превышают установновленных в нормативах или проекте предельных значений величин и характеристик эффектов этих воздействий, а принятые меры по ограничению воздействий при запроектных или гипотетических авариях обеспечивают снижение эффектов воздействий до приемлемых, разумно малых значений.

Безопасность  АС обеспечивается за счет мер по

• предупреждению возможности возникновения опасных состояний или режимов - при проектировании и сооружении АС,
• предотвращению развития опасных состояний и режимов за рамки пределов и условий безопасной эксплуатации - при работе АС,
• пространственно-временному ограничению опасных процессов и их вредных воздействий - при аварийных ситуациях и режимах АС,
• локализации почти всех вредных веществ,вышедших за установленные в проекте границы опасных зон в результате аварии,
• обеспечению условий для приведения установки после окончания эксплуатационных кампаний или аварий в безопасное состояние, пригодное для перезарузки топлива, ремонтов, длительного хранения ее частей и элементов, консервации или снятия с эксплуатации.

Безопасность АС основана на применении и использовании принципов

• внутренней самозащищенности,
• глубокоэшелонированной защиты,
• обеспечения АС системами безопасности,
• устойчивости процессов,
• удовлетворении требований технической, ядерной, радиационной,экологической безопасности и культуры безопасности.

5.3.1.1 Внутренняя самозащищенность

По определению, внутренняя самозащищенность ядерной энергетической установки есть ее свойство обеспечивать безопасность на основе естественных обратных связей и процессов.

Это означает, что  в проекте заложены такие свойства систем, элементов оборудования, механизмов, которые обеспечивают при всех режимах нормальной эксплуатации не только работоспособность, т.е. способность длительно, до исчерпания ресурса сохранять установленные в проекте значения параметров, обратимость или неизменность характеристик, достаточные запасы до опасных состояний и режимов, но и способность активного сопротивления развитию режимов и состояний в опасном направлении, возможность противостоять таким режимам, т.е. способность саморегулирования, подавления опасных тенденций для возвращения в области стабильного функционирования.

5.3.1.2 Эшелонирование защиты

Глубокоэшелонированная  защита как средство обеспечения  безопасности состоит из системы  барьеров на пути распространения ионизирующих излучений и радиоактивных веществ, системы технических и организационных  мер по защите барьеров и сохранению их эффективности, мер по прогнозу развития аварийных режимов и оповещению населения о состоянии АС.

Барьерами безопасности служат

• топливная матрица ТВЭЛ,
• оболочки топливных элементов,
• стенки корпусов,трубопроводов и оборудования первого контура,
• защитная оболочка,
• защитное ограждение,

Дополнительным  барьером могут служить грунт  и породы вне защитного ограждения.

5.3.1.3 Системы безопасности АС

Системы безопасности предназначены для выполнения функций безопасности, т.е. действий, направленных на предотвращение аварий или ограничение ее последствий.

Системы безопасности АС, действующие при авариях за счет пассивных или активных механизмов фунционирования, должны быть построены на базе необходимого резервирования, пространственой и функциональной независимости, разнообразия принципов действия устройств в разных системах или каналах и должны быть работоспособными при единичных отказах элементов систем.

5.3.1.4 Устойчивость процессов

Устойчивость  процессов - свойство систем стремиться после прекращения действий возмущающих факторов к первоначальному состоянию без значительных нарушений характерных параметров.

5.3.1.5 Культура безопасности

Культура  безопасности - осознанная позиция лиц, действия которых влияют на состояние безопасности, убежденных, что обеспечение безопасности является приоритетной целью, сознающих ответственность и контролирующих свои действия.

5.3.1.6 Планирование противоаварийных мероприятий

В ОПБ-88 записано требование по планированию мероприятий по защите персонала и населения на случай тяжелых аварий. Такие Планы разрабатываются.

• по защите персонала-эксплуатирующей организацией АС ,
• по защите населения-территориальным штабом Гражданской обороны.

Безопасность  атомных электростанций

Надзор за безопасностью  российских АЭС осуществляет Ростехнадзор.

Охрана  труда регламентируется следующими документами:

1. Правила охраны труда при эксплуатации тепломеханического оборудования и тепловых сетей атомных станций ОАО «Концерн Энергоатом». СТО 1.1.1.02.001.0673-2006

Ядерная безопасность регламентируется следующими документами:

1. Общие положения обеспечения безопасности атомных станций. ОПБ-88/97 (ПНАЭ Г-01-011-97)
2. Правила ядерной безопасности реакторных установок атомных станций. ПБЯ РУ АС-89 (ПНАЭ Г — 1 — 024 — 90)

Радиационная  безопасность регламентируется следующими документами:

1. Санитарные правила проектирования и эксплуатации атомных станций (СП АС-03)
2. Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ 99/2010)
3. Правила радиационной безопасности при эксплуатации атомных станций (ПРБ АС-99)
4. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009)
5. Федеральный закон «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения».

Перспективы

Несмотря на указанные недостатки, атомная энергия  представляется самой перспективной. Альтернативные способы получения  энергии, за счёт энергии приливов, ветра, Солнца, геотермальных источников и др. на данный момент отличаются невысоким уровнем добываемой энергии и её низкой концентрацией. К тому же данные виды получения энергии несут в себе собственные риски для экологии и туризма («грязное» производство фотоэлектрических элементов, опасность ветряных станций для птиц ^[14][15], изменение динамики волн^[16]).

Академик Анатолий Александров: «Ядерная энергетика крупных масштабов явится величайшим благом для человечества и разрешит целый ряд острых проблем».

В настоящее  время разрабатываются международные  проекты ядерных реакторов нового поколения, например ГТ-МГР, которые позволят повысить безопасность и увеличить КПД АЭС.