Ядрена безопасност

Ядрената безопасност се отнася за ядрените съоръжения, свързани с производство на електроенергия чрез използване на верижна реакция. Пример за такова съоръжение е АЕЦ Козлодуй. Ядрената централа се смята за безопасна при едновременното изпълнение на следните условия:[1]

  • радиационното въздействие на ЯЦ при всички експлоатационни състояния се поддържа по-ниско от нормативно определените дози за вътрешно и външно облъчване на персонала и населението и е на разумно достижимо ниско ниво
  • авариите без стопяване на ядреното гориво не предизвикват радиационно въздействие, при което се налагат мерки за защита на населението
  • авариите със стопяване на ядрено гориво, водещи до ранни или големи радиоактивни изхвърляния в околната среда, са практически изключени, а другите тежки аварии (които са практически изключени) имат само ограничено радиационно въздействие
АЕЦ Козлодуй с ВВЕР-1000

От световната ядрена общност са разработени общи принципи за осигуряване на безопасността на ЯЦ. Те са универсални за всички видове ядрени реактори.

Общи положения, свързани с безопасносттаРедактиране

При проектиране и експлоатация на ядрена централа и при изпълнение на всички съпътстващи дейности се предприемат мерки за:

  • контрол на радиационното облъчване на човека и на изхвърлянето на радиоактивни вещества в околната среда
  • ограничаване честотата на появяване на събития, които могат да доведат до загуба на контрол на активната зона и на ядрената верижна реакция на делене
  • намаляване на последствията от такива събития, ако те се случат

Общите принципи за осигуряване безопасността на ядрена централа се уточняват и допълват от резултатите от експлоатационния опит и анализа на авариите (анализ на авариите на АЕЦ „Три Майл Айланд“, „Фукушима“ и „Чернобил“). Те се съдържат както в националната нормативна документация, така и в международната нормативно-регламентираща документация. От MAAE и Международната консултативна група по ядрена безопасност към нея (INSAG), са разработени редица препоръчителни документи, определящи общите подходи и принципи за осигуряване на безопасността.

Принцип за защитаРедактиране

Сред основните принципи на безопасността особено място заема принципът на защита в дълбочина или концепцията на дълбоко ешелонирана защита. Той предполага създаване на редица последователни нива на защита от вероятни откази на техническите средства и грешки на персонала. Основава на използване на:

  • система от физически бариери по пътя на разпространение на йонизиращите лъчения и радиоактивните вещества в околната среда
  • система от технически и организационни мерки за защита на бариерите и запазване на тяхната ефективност
  • система мерки за защита на населението и на околната среда в случай на разрушаване на бариерите

Физически бариери пред разпространението на радиоактивни продукти на делениеРедактиране

Принципът на защита в дълбочина обхващане само оборудването и инженерно-техническите системи, влияещи на безопасността на АЕЦ, но също така и човешката дейност (организация на експлоатацията, административен контрол, подготовка и атестиране на персонала). Системата от физически бариери на всеки енергиен блок на АЕЦ обхваща: ядреното гориво, обвивката му, границите на система първи контур и границите на херметичната обвивка.[1]

Ядрено горивоРедактиране

Ядреното гориво е първата бариера пред разпространението на радиоактивни материали. Тя осигурява задържане на по-голямата част от радиоактивните продукти на делене вътре в горивната матрица с изключение на тази част от тях, която е в газообразна форма. При нормална работа UO2 задържа 98% от продуктите на деленето, само 1 – 2% от тях, като Kr, Xe, I, не се задържат. Критериите за цялостност на горивния елемент като бариера са изразени с необходимостта от поддържане на зададен температурен режим (максималната температура на горивото трябва да бъде по-ниска от температурата на топене) и предотвратяване на механичното и корозионно въздействие на обвивката над допустимите граници.

Обвивки на ядреното горивоРедактиране

Обвивката на ядреното гориво е втората бариера пред разпространението на радиоактивните материали. Тя служи да осигури херметичност и здравина при всякакви нормални и аварийни въздействия в течение на дългогодишния жизнен цикъл (в активната зона и при съхранение на отработеното ядрено гориво) и радиационна устойчивост при продължително облъчване. Подложена е на радиационно окрехкостяване при облъчване с бързи неутрони, корозионно и силово въздействие от страна топлоносителя и горивото като е изключен пряк контакт между тях.

Система първи контурРедактиране

Система първи контур е третата бариера пред разпространението на радиоактивните материали.

Система на защитна обвивка на реактораРедактиране

Система на защитната обвивка на реактора е последната бариера пред разпространение на радиоактивните материали.

При аварийни ситуации със загуба на топлоносител от първи контур изключително важна роля играе четвъртата бариера – защитната обвивка, която е и локализираща система за безопасност. Основни ѝ функции са:

  • да издържа повишеното налягане вътре в защитната обвивка при аварии със загуба на топлоносител
  • да ограничава отделящата се при аварии със загуба на топлоносител енергия чрез взаимодействие със Системата за аварийно охлаждане на зоната (САОЗ) с цел предотвратяване повишаването на налягането над допустимите граници
  • да ограничава разпространението на радиоактивни вещества по време и след аварии със загуба на топлоносител
  • да намалява налягането и температурата в защитната обвивка след аварии със загуба на топлоносител

Системата за аварийно охлаждане на зоната охлажда активната зона, а специални системи (вентилационни, спринклерни) отвеждат енергията от защитната обвивка (или я натрупват), намалявайки температурата и налягането.

Обосноваване на безопасността в аварийна ситуацияРедактиране

Вътрешни събития в ЯЕЦРедактиране

  • увеличаване на топлоотвеждането от първи контур
  • намаляване на топлоотвеждането от първи контур
  • намаляване разхода на топлоносителя в първи контур
  • изменение на реактивността и разпределението на енергоотделянето
  • увеличаване на количеството топлоносител в първи контур
  • загуба на топлоносител от първи контур
  • радиоактивни изхвърляния
  • загуба на топлоносител от втори контур
  • загуба на електрозахранване
  • нарушения при работа с гориво
  • лъжливо сработване на системи
  • пожари

Външни събития в ЯЕЦРедактиране

  • сеизмични въздействия
  • ударни вълни
  • наводнения
  • загуба на охлаждаща вода
  • падане на самолет
  • торнадо

Методи за анализ на безопасносттаРедактиране

Детерминистичен подходРедактиране

Детерминистичен анализ на безопасността включва неутронни, термохидравлични, радиологични и якостни пресмятания.

Вероятностен подходРедактиране

Вероятностен анализ, с който се определят систематично всички фактори, които имат съществен принос към безопасността и оценката на радиационния риск за населението и околната среда.

Комбиниран подходРедактиране

Това е подход при който се комбинират вероятностните и детерминистичните анализи.

ИзточнициРедактиране