Почему я бы остановил ЗАЭС
Правильнее, конечно, писать о переводе блоков в режим "холодный останов", но так привычнее и понятнее. Начнём "от печки", точнее, с описания цепочки базовых понятий, возможных аварий при обстреле и их последствий.
Базовые понятия:
Физические барьеры безопасности - в ВВЭР-1000 это топливная таблетка, оболочка твэла, границы 1-го контура, и гермооболочка (в некоторых реакторах предыдущих поколений гермооболочка не предусмотрена). Ни один из барьеров не даёт 100% удержания внутри него радиоактивных продуктов деления (или активированных продуктов, например, коррозии), так что можно считать, что с пересечением очередного барьера облучение резко спадает (но не исчезает).
Запасённое в топливе тепло - топливо в ВВЭР-1000 - керамика, т.е. материал, имеющий высокую теплоёмкость и низкую теплопроводность, как следствие, температура топлива при работе на мощности много выше (на сотни, а то и на тысячу с лишним градусов), чем тепература теплоносителя, и это тепло необходимо отвести от топлива после сброса мощности.
Остаточное энереговыделение - обогащённый (из природного урана) уран практически не радиоактивен, однако, в результате его облучения в ядерном реакторе образуются достаточно длинные цепочки радиоактивных распадов, энергия, выделяющаяся в результате таких распадов не велика по сравнению с энергией, выделяющейся при распаде ядра урана, однако она существенна при анализе аварий. При останове энергоблока остаточное энерговыделение составляет примерно 6% от мощности блока, спустя примерно 3 минуты остаточное энерговыделение спадает примерно до 2%, примерно через 3 суток можно будет сбросить давление до атмосферного и открыть крышку реактора, до уровня 1 кВт с кассеты оно (для современного топлива) остаточное энерговыделение спадает примерно спустя 10 лет выдержки (и охлаждения).
Именно поэтому
́Ядерная ава́рия - авария, связанная с повреждением тепловыделяющих элементов, превышающим установленные пределы безопасной эксплуатации, и/или облучением персонала, превышающим допустимое для нормальной эксплуатации, вызванная:
Среди основных принципов безопасности важнейшим является принцип единичного отказа. Согласно ОПБ-88/97 это принцип, в соответствии с которым система должна выполнять заданные функции при любом требующем ее работы исходном событии и при независимом от исходного события отказе одного любого из активных элементов, или пассивных элементов, имеющих механические движущиеся части. При анализе аварий всегда предусматривается единичный отказ, ухудшающий течение аварии (например, максимальная проектная авария (МПА) - это разрыв главного трубопровода 1-го контура, на который наложено полное обесточение АЭС, при этом основная "грязь" останется в пределах гермооболочки, а облучение населения за пределами санитарно-защитной зоны АЭС останется приемлемым).
Запроектная авария - авария, вызванная не учитываемыми для проектных аварий (ПА) исходными событиями или сопровождающаяся дополнительными по сравнению с ПА отказами системы безопасности сверх единичного отказа, реализацией ошибочных решений персонала. Т.е. энергоблок ВВЭР-1000 - имеет достаточно продуманные решения (в т.ч. в части пассивных систем безопасности), однако в анализе аварий не учитывается ситуация множественных отказов обеспечивающих систем, в том числе - целенаправленного разрушения таких систем при военных действиях. Также нужно понимать, что результатом МПА является, как минимум, закрытие энергоблока с длительным периодом дезактивации. Замечу также, что на ВВЭР-1000 в результате проводимых модернизаций внедряется система контроля течей, что, с учётом концепции "течь перед разрушением", позволяет остановить реактор до возникновения серьёзных последствий.
Наихудший сценарий для начала запроектной аварии: паровой взрыв, повреждающий как топливо, так и оборудование и трубопроводы. Почему он может произойти? Как и в случае МПА, паровой взрыв является следствием потери герметичности первым контуром, теплоноситель при работе на мощности в этом случае резуо становится перегретым и мгновенно вскипает, т.к. его температура выше, чем температура на линии насыщения при сопоставимых с 1 атмосферой давлениях. Если при этом не срабатывает система управления и защиты (СУЗ работает на "размыкание", т.е. в любом случае начнёт падать под собственным весом, но возможны заклинивания органов регулирования СУЗ, т.к. обстрел - это всегда вибрация) и, главное, потеряно внешнее питание (в т.ч. не запустилась РДЭС), мы в течение первых секунд потеряем блок.
Следующей по уровню последствий является авария со срывом теплосъёма с топлива. Чем это чревато? Тут можно посмотреть на опыт Фукусимы. Выкипание теплоносителя с перегревом циркониевых оболочек твэлов приводит к началу экзотермической паро-циркониевой реакции с выделением водорода, в результате получаем не только паровой, но и химический взрыв под гермооболочкой, разрушающий оборудование и усугубляющий течение аварии. При этом необходимо выключить все насосы, т.е. потерять всё питание энергоблока.
Следствиями и той, и другой аварии рано или поздно станет проплавление днища реактора/бассейна выдержки с выносом продуктов деления за пределы гермооболочки в виде аэрозолей.
По сравнению с этими авариями простой перегрев оболочек твэлов с их массовой разгерметизацией кажется "ещё ничего".
Что даёт перевод энергоблока в состояние "холодный останов"? В первую очередь - отсутствие запасённого в топливе избыточного тепла и нахождение температуры теплоносителя под линией насыщения. Во вторую очередь - уже введённую в теплоноситель стояночную концентрацию поглотителя нейтронов (борной кислоты). Не в последнюю очередь играет роль и то, что корпус реактора безопасно проведён через температуру хладноломкости (т.е. мы не рискуем получить трещину просто в результате его быстрого (аварийного) охлаждения. Самое главное, из-за всего перечисленного, это даёт персоналу самый ценный ресурс - время, которое он может потратить на сохранение целостности барьеров безопасности нештатными средствами (доставит и развернёт нештатные генераторы, запитает парогенератоа от помпы пожарной машины и т.п.). Само по себе это действие не исключает (как результат военных действий) аварий с разрывом трубопроводов или разрувом облицовки бассейна выдержки, но...
Повторюсь, я неоднократно заявлял, что у меня вызывает недоумение тот факт, что НАЭК до сих пор не остановил энергоблоки ЗАЭС, а украинский Регулятор (ГИЯРУ) до сих пор не выдал подобного предписания. Как минимум, это говорит о некомпетентности обеих организаций (и о многом другом) и этот вопрос надо поднимать в тех международных организациях (МАГАТЭ, ВАНО, WENRA, Евроатом и т.д.), членом которых является Украина. Надо также понимать, что подобного не могут сделать наши военные (в силу незнания технологических регламентов) или сотрудники Росатома на ЗАЭС (их просто не хватит на все рабочие места). Украинский персонал до сих пор подчиняется НАЭКу и, я думаю, решение о переводе блока в режим "холодный останов" равноценно мгновенному увольнению руководителя ЗАЭС, принявшего такое решение, и, что более страшно, внесению его в список коллаборантов с последующей ликвидацией. Но это нужно сделать до того, как результатом обстрелов не станет ОРУ и РДЭС работающего энергоблока. Готовых рецептов у меня нет, но я хотел бы напомнить исторический опыт, когда в начале 90-х каждая АЭС Украины являлась самостоятельной эксплуатирующей организацией. Естественно, это прибавит ответственности и персоналу ЗАЭС, и нашим военным.
Что ещё страшного в продолжающихся обстрелах ЗАЭС и города-спутника? Если после взятия под контроль ЗАЭС нашими войсками г.Энергодар покинуло примерно 10% персонала ЗАЭС и членов их семей, то за последнюю неделю отток персонала резко вырос, соответственно, это ещё один довод о переводе блоков в наиболее безопасное состояние. Кроме того, давно пора задуматься о:
- подготовке "аварийных команд" Росатома на случай непредвиденных ситуаций,
- подготовке групп оперативного и ремонтного персонала Росатома для замещения критического выбывания персонала ЗАЭС,
- защите персонала ЗАЭС от волюнтаристских решений Киева (в т.ч. на случай их увольнения) и т.п.
Но единственный надёжный способ, который позволяет повысить вероятность избежать серьёзной аварии на ЗАЭС - это отодвинуть линию соприкосновения за пределы дальности артиллерии ВСУ.
Базовые понятия:
Физические барьеры безопасности - в ВВЭР-1000 это топливная таблетка, оболочка твэла, границы 1-го контура, и гермооболочка (в некоторых реакторах предыдущих поколений гермооболочка не предусмотрена). Ни один из барьеров не даёт 100% удержания внутри него радиоактивных продуктов деления (или активированных продуктов, например, коррозии), так что можно считать, что с пересечением очередного барьера облучение резко спадает (но не исчезает).
Запасённое в топливе тепло - топливо в ВВЭР-1000 - керамика, т.е. материал, имеющий высокую теплоёмкость и низкую теплопроводность, как следствие, температура топлива при работе на мощности много выше (на сотни, а то и на тысячу с лишним градусов), чем тепература теплоносителя, и это тепло необходимо отвести от топлива после сброса мощности.
Остаточное энереговыделение - обогащённый (из природного урана) уран практически не радиоактивен, однако, в результате его облучения в ядерном реакторе образуются достаточно длинные цепочки радиоактивных распадов, энергия, выделяющаяся в результате таких распадов не велика по сравнению с энергией, выделяющейся при распаде ядра урана, однако она существенна при анализе аварий. При останове энергоблока остаточное энерговыделение составляет примерно 6% от мощности блока, спустя примерно 3 минуты остаточное энерговыделение спадает примерно до 2%, примерно через 3 суток можно будет сбросить давление до атмосферного и открыть крышку реактора, до уровня 1 кВт с кассеты оно (для современного топлива) остаточное энерговыделение спадает примерно спустя 10 лет выдержки (и охлаждения).
Именно поэтому
́Ядерная ава́рия - авария, связанная с повреждением тепловыделяющих элементов, превышающим установленные пределы безопасной эксплуатации, и/или облучением персонала, превышающим допустимое для нормальной эксплуатации, вызванная:
- нарушением контроля и управления цепной ядерной реакцией в активной зоне реактора;
- образованием локальной критичности при перегрузке, транспортировке и хранении ядерного топлива;
- нарушением теплоотвода от твэлов.
Среди основных принципов безопасности важнейшим является принцип единичного отказа. Согласно ОПБ-88/97 это принцип, в соответствии с которым система должна выполнять заданные функции при любом требующем ее работы исходном событии и при независимом от исходного события отказе одного любого из активных элементов, или пассивных элементов, имеющих механические движущиеся части. При анализе аварий всегда предусматривается единичный отказ, ухудшающий течение аварии (например, максимальная проектная авария (МПА) - это разрыв главного трубопровода 1-го контура, на который наложено полное обесточение АЭС, при этом основная "грязь" останется в пределах гермооболочки, а облучение населения за пределами санитарно-защитной зоны АЭС останется приемлемым).
Запроектная авария - авария, вызванная не учитываемыми для проектных аварий (ПА) исходными событиями или сопровождающаяся дополнительными по сравнению с ПА отказами системы безопасности сверх единичного отказа, реализацией ошибочных решений персонала. Т.е. энергоблок ВВЭР-1000 - имеет достаточно продуманные решения (в т.ч. в части пассивных систем безопасности), однако в анализе аварий не учитывается ситуация множественных отказов обеспечивающих систем, в том числе - целенаправленного разрушения таких систем при военных действиях. Также нужно понимать, что результатом МПА является, как минимум, закрытие энергоблока с длительным периодом дезактивации. Замечу также, что на ВВЭР-1000 в результате проводимых модернизаций внедряется система контроля течей, что, с учётом концепции "течь перед разрушением", позволяет остановить реактор до возникновения серьёзных последствий.
Наихудший сценарий для начала запроектной аварии: паровой взрыв, повреждающий как топливо, так и оборудование и трубопроводы. Почему он может произойти? Как и в случае МПА, паровой взрыв является следствием потери герметичности первым контуром, теплоноситель при работе на мощности в этом случае резуо становится перегретым и мгновенно вскипает, т.к. его температура выше, чем температура на линии насыщения при сопоставимых с 1 атмосферой давлениях. Если при этом не срабатывает система управления и защиты (СУЗ работает на "размыкание", т.е. в любом случае начнёт падать под собственным весом, но возможны заклинивания органов регулирования СУЗ, т.к. обстрел - это всегда вибрация) и, главное, потеряно внешнее питание (в т.ч. не запустилась РДЭС), мы в течение первых секунд потеряем блок.
Следующей по уровню последствий является авария со срывом теплосъёма с топлива. Чем это чревато? Тут можно посмотреть на опыт Фукусимы. Выкипание теплоносителя с перегревом циркониевых оболочек твэлов приводит к началу экзотермической паро-циркониевой реакции с выделением водорода, в результате получаем не только паровой, но и химический взрыв под гермооболочкой, разрушающий оборудование и усугубляющий течение аварии. При этом необходимо выключить все насосы, т.е. потерять всё питание энергоблока.
Следствиями и той, и другой аварии рано или поздно станет проплавление днища реактора/бассейна выдержки с выносом продуктов деления за пределы гермооболочки в виде аэрозолей.
По сравнению с этими авариями простой перегрев оболочек твэлов с их массовой разгерметизацией кажется "ещё ничего".
Что даёт перевод энергоблока в состояние "холодный останов"? В первую очередь - отсутствие запасённого в топливе избыточного тепла и нахождение температуры теплоносителя под линией насыщения. Во вторую очередь - уже введённую в теплоноситель стояночную концентрацию поглотителя нейтронов (борной кислоты). Не в последнюю очередь играет роль и то, что корпус реактора безопасно проведён через температуру хладноломкости (т.е. мы не рискуем получить трещину просто в результате его быстрого (аварийного) охлаждения. Самое главное, из-за всего перечисленного, это даёт персоналу самый ценный ресурс - время, которое он может потратить на сохранение целостности барьеров безопасности нештатными средствами (доставит и развернёт нештатные генераторы, запитает парогенератоа от помпы пожарной машины и т.п.). Само по себе это действие не исключает (как результат военных действий) аварий с разрывом трубопроводов или разрувом облицовки бассейна выдержки, но...
Повторюсь, я неоднократно заявлял, что у меня вызывает недоумение тот факт, что НАЭК до сих пор не остановил энергоблоки ЗАЭС, а украинский Регулятор (ГИЯРУ) до сих пор не выдал подобного предписания. Как минимум, это говорит о некомпетентности обеих организаций (и о многом другом) и этот вопрос надо поднимать в тех международных организациях (МАГАТЭ, ВАНО, WENRA, Евроатом и т.д.), членом которых является Украина. Надо также понимать, что подобного не могут сделать наши военные (в силу незнания технологических регламентов) или сотрудники Росатома на ЗАЭС (их просто не хватит на все рабочие места). Украинский персонал до сих пор подчиняется НАЭКу и, я думаю, решение о переводе блока в режим "холодный останов" равноценно мгновенному увольнению руководителя ЗАЭС, принявшего такое решение, и, что более страшно, внесению его в список коллаборантов с последующей ликвидацией. Но это нужно сделать до того, как результатом обстрелов не станет ОРУ и РДЭС работающего энергоблока. Готовых рецептов у меня нет, но я хотел бы напомнить исторический опыт, когда в начале 90-х каждая АЭС Украины являлась самостоятельной эксплуатирующей организацией. Естественно, это прибавит ответственности и персоналу ЗАЭС, и нашим военным.
Что ещё страшного в продолжающихся обстрелах ЗАЭС и города-спутника? Если после взятия под контроль ЗАЭС нашими войсками г.Энергодар покинуло примерно 10% персонала ЗАЭС и членов их семей, то за последнюю неделю отток персонала резко вырос, соответственно, это ещё один довод о переводе блоков в наиболее безопасное состояние. Кроме того, давно пора задуматься о:
- подготовке "аварийных команд" Росатома на случай непредвиденных ситуаций,
- подготовке групп оперативного и ремонтного персонала Росатома для замещения критического выбывания персонала ЗАЭС,
- защите персонала ЗАЭС от волюнтаристских решений Киева (в т.ч. на случай их увольнения) и т.п.
Но единственный надёжный способ, который позволяет повысить вероятность избежать серьёзной аварии на ЗАЭС - это отодвинуть линию соприкосновения за пределы дальности артиллерии ВСУ.