За десять лет, которые прошли после аварии на Фукусиме, атомная энергетика изменилась, став более надежной, безопасной и технологичной. Изменения были предприняты на разных уровнях — от рекомендаций МАГАТЭ до практик Росатома.
Исторический экскурс
11 марта 2011 года в Японии произошло мощное землетрясение. Оно спровоцировало мощное цунами. Волна обрушилась на восточное побережье Японии, вызвав разрушения и человеческие жертвы. Цунами вызвало и тяжелую аварию на АЭС «Фукусима-Дайичи», принадлежащей Tokyo Electric Power Company (TEPCO).
Землетрясение разрушило ЛЭП, ведущие к станции, а вода затопила подвальные помещения станции, где размещались дизель-генераторы резервной системы электроснабжения станции и аккумуляторные батареи. На резервных генераторах на первом этаже вода повредила распределительные устройства. В результате блок№ 1 был полностью обесточен, системы охлаждения реактора не работали. Топливо перегрелось и расплавилось, из-за пароциркониевой реакции водород взорвался на первом, третьем, а затем и на четвертом блоке, который на момент аварии находился на перегрузке топлива. Причиной взрыва на четвертом блоке стал водород, поступивший по вентиляции из третьего блока.
Двое сотрудников станции утонули, когда цунами накрыла турбинное здание четвертого энергоблока. Но сама авария жертв не вызвала. «Послеаварийный анализ подтвердил, что радиация в результате аварии не оказала прямого воздействия на здоровье человека. Однако здоровье и благополучие более 150 000 человек, проживающих в прилегающих районах, были затронуты в разной степени (включая некоторые ранние смерти) в результате эвакуации из этого района из-за цунами и ядерной аварии, отсутствия доступа к медицинскому обслуживанию или лекарствам, проблем, связанным со стрессом, и других причин», — приходят к выводу эксперты Агентства по ядерной энергии в отчете «Десять лет после аварии на АЭС «Фукусима»: состояние, уроки и проблемы».
Последствия аварии оказались драматичными для атомной энергетики по всему миру. Правительства Германия, Бельгии и Швейцарии высказались за отказ от нее. Рост недоверия к атомной энергетике наложился на экономические трудности, вызванные мировым финансовым кризисом 2008 года, поэтому найти финансирование для новых проектов стало сложно.
Чтобы увеличить надежность станций и их готовность к чрезвычайным ситуациям, а также повысить доверие к АЭС, МАГАТЭ, национальные регуляторы и участники отрасли скорректировали документацию, на основании которой станции строятся, эксплуатируются и выводятся из эксплуатации, с учетом опыта Фукусимы.
Поправки в документы МАГАТЭ
МАГАТЭ называет свои документы «Нормы безопасности МАГАТЭ для защиты людей и охраны окружающей среды». В действительности в них содержатся конкретные требования по обеспечению безопасности. Согласно Уставу МАГАТЭ, нормы безопасности являются обязательными для самого МАГАТЭ и применяются к его собственной работе.
«Требования, содержащиеся в «Нормах» МАГАТЭ, становятся обязательными, если регуляторы государств — членов агентства самостоятельно принимают решения об обязательности выполнения норм МАГАТЭ или вносят соответствующие изменения в свои национальные нормативные документы. Организации, занимающиеся проектированием, сооружением и эксплуатацией ядерных установок также могут руководствоваться в своей работе нормами безопасности МАГАТЭ. Это касается и “постфукусимских требований”», — объяснил первый заместитель генерального директора-директор по технической политике АО «Атомэнергопроект» Андрей Кучумов.
После аварии на АЭС Фукусима МАГАТЭ разработало «План действий МАГАТЭ по ядерной безопасности» (IAEA Action Plan on Nuclear Safety), который был утвержден Советом управляющих МАГАТЭ и одобрен Генеральной конференцией МАГАТЭ уже в сентябре 2011 года. В этом плане была определена программа работ по укреплению структуры глобальной ядерной безопасности с учетом уроков аварии на АЭС Фукусима.
В частности, в плане был записан следующий пункт: «Рассмотреть и укрепить Нормы МАГАТЭ по безопасности, а также улучшить их применение». В соответствии с этим пунктом, Комиссия по нормам безопасности и Секретариат МАГАТЭ должны были рассмотреть и при необходимости пересмотреть нормы безопасности МАГАТЭ в порядке определенной приоритетности. Государства-члены агентства должны были использовать нормы безопасности МАГАТЭ как можно шире и эффективнее.
МАГАТЭ начала работу по пересмотру норм, содержащихся в публикациях категории «Требования безопасности» серии «Нормы безопасности» (IAEA Safety Standarts), в 2011 году. «Пересматривались положения, касающиеся регулирующей структуры, аварийной готовности и реагирования, ядерной безопасности. Кроме того, в центре внимания были инженерно-технические вопросы: выбор и оценка площадки, оценка экстремальных опасных природных явлений, включая их комбинированное воздействие, управление тяжелыми авариями, обесточивание станции, прекращение теплоотвода, накопление взрывчатых газов, поведение ядерного топлива и обеспечение безопасности хранения отработавшего топлива», — рассказал Андрей Кучумов.
В октябре 2012 года было принято решение о пересмотре и внесении изменений в пяти публикациях (подробнее — см. «Изменения в документах МАГАТЭ»). При подготовке текстов учитывались дополнительные материалы, в том числе выводы совещаний международных экспертов МАГАТЭ и материалы, представленные на проходившем в августе 2012 года втором внеочередном совещании договаривающихся сторон Конвенции о ядерной безопасности. Кроме того, был принят во внимание ряд национальных и региональных докладов.
В первой половине 2013 года проекты изменений рассмотрели ключевые структуры агентства: секретариат и четыре комитета по нормам безопасности — ядерной, радиационной, перевозки и отходов соответственно. После рассмотрения и учета отзывов государств — членов МАГАТЭ в ноябре 2014 года изменения были утверждены.
Уроки Фукусимы в Европе
Параллельно с МАГАТЭ меняли свои требования национальные и региональные регуляторы. Например, в отчете Ассоциации западноевропейских органов регулирования ядерной безопасности (WENRA) «Безопасность проектов новых АЭС», который вышел в 2013 году, были сформулированы требования по обеспечению независимости друг от друга уровней глубокоэшелонированной защиты как ключевого элемента достижения целей безопасности. Их три.
«Различные уровни глубокоэшелонированной защиты должны быть независимы друг от друга, насколько это практически осуществимо, чтобы сбой на одном из уровней не мог повлиять на другие уровни защиты от аварии или ее последствий.
Достаточность достигнутой независимости должна быть подтверждена результатами как детерминистического, так и вероятностного анализа безопасности, а также инженерными расчетами. Для каждого исходного постулируемого события (начиная со 2-го уровня защиты) требуется определить необходимые структуры, системы и компоненты (ССК), причем анализ безопасности должен показать, что ССК, отнесенные к одному уровню защиты, в достаточной степени независимы от ССК других уровней защиты.
Повышенное внимание следует уделить автоматике, вспомогательным системам реакторной установки (например, системам электроснабжения и охлаждения), а также другим сквозным системам. Эти системы должны разрабатываться таким образом, чтобы не повлиять на независимость ССК, которые они инициируют, поддерживают или с которыми они взаимодействуют», — говорится в отчете.
Одно из положений, принятых из-за расплавления топлива в активной зоне реакторов на АЭС «Фукусима», предполагает принятие мер, уменьшающих расплавления активной зоны и радиационные последствия. В этом аспекте цель безопасности для новых реакторов — «сократить объем потенциальных выбросов в окружающую среду в случае аварии с расплавлением активной зоны ядерного реактора, а также в долгосрочной перспективе, следуя качественным критериям ниже:
Улучшения в России
В России уроки аварии на «Фукусиме» были учтены в документе «Ростехнадзора «Общие положения обеспечения безопасности атомных станций».
В частности, в документе появилась норма: «В проекте АС должны быть предусмотрены специальные технические средства, обеспечивающие управление запроектными авариями». Они должны выполнять функции безопасности при отказе систем нормальной эксплуатации и систем безопасности, отводящих тепло от реактора и хранилищ ядерного топлива к конечному поглотителю, а также при отказе систем электроснабжения нормальной эксплуатации, сопровождающемся отказом систем аварийного электроснабжения. Именно такая ситуация произошла на Фукусиме. В документе особо оговаривается, что проект атомной станции должны предусмотреть меры, направленные на защиту технических средств от внешних воздействий, а также от воздействий, возникающих при авариях (в том числе при запроектных авариях). Пример — мобильные средства, хранящиеся в безопасных местах.
Кроме того, для запроектных аварий должны быть разработаны организационные меры по управлению такими авариями. В том числе — меры по снижению радиационного воздействия на персонал, население и окружающую среду.
Еще одна норма — проект должен предусматривать технические средства для контроля состояния реакторной установки и атомной станции при авариях, в том числе тяжелых, а также средства послеаварийного мониторинга. Средств контроля должно быть достаточно для управления авариями.
Документ «Ростехнадзора» также постулирует, что совмещение функций безопасности и нормальной эксплуатации не должно ухудшать безопасность атомной станции и снижать надежность. Системы безопасности одного блока многоблочной АЭС должны быть независимыми от систем безопасности другого блока той же атомной станции.
В России после аварии на АЭС Фукусима для всех действующих, проектируемых и строящихся АЭС прошли «стресс-тесты» для выявления потенциальных уязвимых мест на АЭС в случае экстремальных внешних воздействий с параметрами, превышающими заложенные в проектах.
Чтобы повысить устойчивость к отказам «фукусимского» типа (потеря конечного поглотителя и полное обесточивание станции), после стресс-тестов на АЭС с реакторами ВВЭР‑440 и реакторами ВВЭР‑1000 в проекты были включены дополнительные технические средства по управлению запроектными авариями. Это дизель-генераторы с воздушным охлаждением, которые обеспечивают электроэнергией оборудование для контроля и управления аварией, мотопомпы для подачи воды в реакторную установку и бассейны выдержки.
Шестой блок Нововоронежской АЭС стал первым в мире блоком поколения 3+, введенным в эксплуатацию (2016 год). На таких блоках с реакторами ВВЭР‑1200 действуют самые современные активные и пассивные системы безопасности. Так, защитная оболочка реактора выдерживает экстремальные нагрузки: землетрясения силой до восьми баллов, наводнения, ураганы и смерчи силой до 56 м/с и даже падение самолета. От накопления взрывоопасного водорода убережет система его удаления с пассивными автокаталитическими рекомбинаторами. Спринклерная система снизит давление внутри защитной оболочки, а система пассивного отвода тепла — температуру в реакторе при разгерметизации первого контура. Наконец, ловушка расплава сможет удержать расплавившееся топливо и обломки конструкций.
Сейчас реакторы ВВЭР‑1200 — флагманские проекты «Росатома». В России действуют уже четыре таких блока — по два на Нововоронежской и Ленинградской АЭС. В Беларуси уже подключен к сети один блок, ведутся работы по подготовке к запуску на втором. Строятся три блока АЭС «Аккую», два блока на «Руппуре» в Бангладеш, готовятся документы для «Пакша», «Ханхикиви», «Тяньваня» и «Сюйдапу».
«Анализ результатов «стресс-тестов», выполненных для проектов АЭС поколения 3+ (НВАЭС‑2, Курская АЭС‑2), показал, что уже имеющиеся в проектах системы безопасности и средства управления запроектными авариями обеспечивают безопасность АЭС при событиях, имевших место на АЭС Фукусима», — заверил Андрей Кучумов. Тем не менее, для обеспечения более высокого уровня безопасности, были дополнительно рассмотрены сценарии запроектных аварий крайне малой вероятности. «В них дополнительно к отказам на АЭС Фукусима постулируется большая течь из реакторной установки. Дополнительные специальные средства управления для таких аварий включают дизель-генераторы с воздушным охлаждением, оборудование альтернативного промконтура, воздушную градирню или мотопомпу (в зависимости от конкретной площадки АЭС)», — уточнил Андрей Кучумов.
Изменения в документах МАГАТЭ
Справочно
АО «Атомэнергопроект»
Основной вид деятельности — инженерные изыскания, инженерно-техническое проектирование, управление проектами строительства тепловых и атомных электростанций, выполнение строительного контроля и авторского надзора, предоставление технических консультаций в этих областях.
