ГАБАРАЕВ – 8 – 2019

Безопасность аэс - основные понятия и подходы

Содержание:

1. Концепция глубокоэшелонированной защиты

2. Общие принципы обеспечения безопасности в современной атомной

энергетике

3. Базовые принципы безопасности по методологии ИНПРО

4. Проектные аварии

5. Запроектные аварии

6. Вероятностный анализ безопасности

7. Программные комплексы для моделирования тяжёлых аварий и их

последствий

Современное мировое сообщество страдает радиофобией, причём игнорировать эту обеспокоенность недопустимо даже в тех случаях, когда специалистам некоторые страхи общества представляются напрасными или преувеличенными. Ядерная бомбардировка Японии, ядерные аварии на АЭС «Уиндскейл» (Великобритания) и «Три-майл Айленд» (США), на Чернобыльской АЭС (СССР) и на АЭС «Фукусима-1» (Япония) дают основания для подобных страхов.

Поэтому в атомной энергетике наивысший приоритет отдаётся обеспечению безопасности, только в случае обеспечения требуемого уровня безопасности идёт принятие решений из экономических соображений.

Ниже рассмотрены основные понятия и подходы в области обеспечения безопасности АЭС - как свойства АЭС «при нормальной эксплуатации и нарушениях нормальной эксплуатации, включая аварии, ограничивать радиационное воздействие на персонал, население и окружающую среду установленными пределами».

1. Концепция глубокоэшелонированной защиты

В основу стратегии обеспечения безопасности АЭС положена концепция глубокоэшелонированной защиты (рис.1), построенной на применении: системы физических барьеров на пути распространения ионизирующего излучения и радиоактивных веществ в окружающую среду; системы технических и организационных мер по защите барьеров и сохранению их эффективности, а также по защите персонала, населения и окружающей среды [1-5].

В систему физических барьеров для отдельного блока с реакторной установкой (РУ) включаются:

- топливная матрица;

- оболочка твэла;

- граница контура теплоносителя;

- герметичное ограждение (контейнмент для корпусных реакторов);

- биологическая защита.

Систему технических и организационных мер образуют пять уровней глубокоэшелонированной защиты:

- условия размещения АЭС и предотвращение нарушений нормальной эксплуатации (уровень 1);

- предотвращение проектных аварий системами нормальной эксплуатации, например, для реактора РБМК это контур многократной принудительной циркуляции, контур охлаждения каналов СУЗ и охлаждения отражателя (КОО), система экологического контроля реактора (уровень 2);

- предотвращение запроектных аварий системами безопасности (уровень 3);

- управление запроектными авариями, например, действия, направленные на предотвращение развития проектных аварий в запроектные и на ослабление последствий запроектных аварий. Для этих действий используются любые имеющиеся в работоспособном состоянии технические средства, предназначенные для нормальной эксплуатации, для обеспечения безопасности при проектных авариях или специально предназначенные для уменьшения последствий запроектных аварий (уровень 4);

- противоаварийное планирование (уровень 5).

Объект ядерной техники с реакторной установкой должен быть оснащён специальными средствами (системами безопасности) для решения задач обеспечения безопасности, основными из которых являются следующие функции безопасности:

- аварийная остановка реактора и поддержание его в подкритическом состоянии (управление реактивностью);

- аварийный теплоотвод (охлаждение активной зоны);

- удержание радиоактивных веществ в установленных границах.

Системы безопасности должны работать при любом учитываемом исходном событии и при независимом от исходного события отказе любого одного из активных или пассивных элементов, имеющих механически движущиеся части (принцип единичного отказа).

Для уменьшения вероятности потери основных функций безопасности в проектах систем безопасности используются принципы резервирования, физического разделения и разнотипности.

Стратегия управления технологическими процессами в РУ является компромиссом между «экономикой» и безопасностью, поэтому важны запасы до некоторых пределов, установленных при проектировании установки (например, для теплофизиков понятен запас до кризиса теплоотдачи при кипении). Нормативными документами определяют эксплуатационные пределы и пределы безопасной эксплуатации. Превышение первых может привести к нарушению нормальной эксплуатации, а в случае превышения вторых возможна авария.

Например, для реактора РБМК:

- эксплуатационный предел повреждения твэлов за счет образования микротрещин не должен превышать 0,2% твэлов с дефектами типа газовой неплотности оболочек и 0,02% твэлов с прямым контактом теплоносителя и топлива; - предел безопасной эксплуатации, определяющий допустимый уровень активности теплоносителя по величине и количеству дефектов твэлов, составляет 1% для твэлов с прямым контактом теплоносителя и топлива.

Базой для определения упомянутых пределов служат критерии безопасности – значения показателей АЭС, в соответствии с которыми обосновывается безопасность АЭС. Например, в России предельные значения критериев безопасности для одного энергоблока составляют:

- вероятность радиоактивных выбросов – 1х10^-7/год;

- вероятность повреждения активной зоны - 1х10^-5/год;

- индивидуальный риск для здоровья – 1,65х10^-4/чел.бэр.