Осигуряване безопасността на ядрени централи

Гарантирането, че една ядрена централа се експлоатира при възможно най-високото постижимо ниво на безопасност, е свързано с предприемането на мерки за контрол на експозицията на персонала и радиоактивните изпускания в околната среда при всички работни режими, ограничаване на вероятността за събития, които могат да доведат до загуба на управление върху активната зона на ядрения реактор, верижна ядрена реакция, отработено ядрено гориво и др., както и за свеждане на последствията от такива събития до минимум.

Необходимото ниво на безопасност трябва да се има предвид при всички етапи от живота на централата, включително планиране, избор на площадка, проектиране, производство, изграждане, пускане в експлоатация и функциониране, както и при закриване и извеждане от експлоатация. Това обхваща и свързания с тези дейности превоз на радиоактивни материали и управлението на отработено ядрено гориво и радиоактивни отпадъци.

Разработени са принципи на безопасност, на база на които се изготвят съответните изисквания и необходимите мерки, които трябва да бъдат внедрени за постигането на фундаментално ниво на безопасност. Тези принципи е добре да се прилагат заедно, въпреки че някои от тях могат да са с по-малка значимост от други при определени обстоятелства.

Радиационна защита при проектиране

Спазването на принципите на безопасност изисква да се гарантира, че за всички експлоатационни състояния на една ядрена централа и за свързаните с нея дейности дозите от експозиция на радиация в инсталацията и поради планирани радиоактивни изпускания от нея са под допустимите граници и се поддържат максимално ниски. В допълнение, следва да се предприемат мерки и за ограничаване на радиологичните последствия от всякакви аварии, в случай че възникнат такива.

Прилагането на принципите за безопасност налага също ядрените централи да бъдат проектирани и експлоатирани по такъв начин, че всички източници на радиация да са под строг технически и административен контрол. Този принцип обаче не изключва ограничен брой експозиции или законни изпускания на определени количества радиоактивни вещества в околната среда от инсталации във всички експлоатационни режими.

Такива експозиции и изпускания изискват стриктен контрол и поддържането им с възможно най-ниски стойности в съответствие с регулаторните и оперативните ограничения, както и с изискванията за радиационна защита.

Безопасност в дизайна

За да се постигне най-високото ниво на безопасност в една ядрена централа, следва да се предприемат мерки, отговарящи на националните критерии и целите за безопасност, които:

• да предотвратят инциденти с вредни въздействия в резултат на загуба на контрол върху активната зона на реактора или други източници на радиация, и да сведат до минимум последствията от потенциални аварии;

• да гарантират, че за всички възможни аварии, отчетени при проектирането на инсталацията, радиологичните последствия ще бъдат под определените ограничения и поддържани при максимално ниски нива;

• да гарантират, че вероятността от възникване на авария със сериозни радиологични последствия е изключително малка и че потенциалните последствия ще бъдат ограничени в практически най-висока степен.

За да се демонстрира, че целта за фундаментално ниво на безопасност е постигната при проектирането на ядрената централа, би трябвало да се проведе цялостна оценка на дизайна. Благодарение на тази оценка могат да се идентифицират всички възможни източници на радиация и да се определят възможните дози, които работниците и обществеността биха могли да получат, както и потенциалните въздействия върху околната среда в резултат на експлоатацията на централата.

При оценката на безопасността следва да бъдат разгледани нормалният работен режим, експлоатационните характеристики на централата при очаквани работни условия и при авария. На базата на този анализ могат да бъдат определени способността на централата да издържи на определени събития и аварии, ефективността на важните за безопасността компоненти и предпоставките за аварийно планиране.

Необходимо е да се предприемат мерки, които да позволят управление на експозицията при всички работни състояния и минимизиране на риска от загуба на контрол върху източник на радиация. Тъй като възможността от възникване на авария винаги съществува, се предприемат и мерки за ограничаване на последствията от възникнали инциденти.

Те включват осигуряване на функции и системи за безопасност, установяване на процедури по управление на аварии от оператора на централата, както и определяне на защитни дейности от съответните институции, които да бъдат предприети извън площадката на ядрената централа.

Проектирането за безопасност на една ядрена централа включва прилагането на принципа, че трябва да бъдат внедрени всички практически мерки за свеждане до минимум на последствията от ядрени или радиационни инциденти върху човешкия живот, здраве и околната среда.

Работните режими, които могат да доведат до високи радиационни дози или големи радиоактивни изпускания, трябва да бъдат елиминирани, а събитията с висока честота следва да нямат или да имат незначителни последствия. Основна цел е необходимостта от предприемане на защитни дейности извън централата да бъде ограничена или премахната изцяло, въпреки че такива мерки все пак могат да бъдат изискани от компетентните органи.

Концепцията за защита в дълбочина

Основният начин за предотвратяване на аварии в ядрени централи и ограничаването на последствията от такива, в случай че възникнат, е прилагането на концепцията за защита в дълбочина. Тя се прилага за всички дейности, свързани с безопасността - организационни, поведенчески или проектантски, и всички режими - на пълна или ниска мощност, или при различните режими на спиране на съоръженията.

Това е необходимо, за да се гарантира, че всички дейности по безопасността са обект на независими слоеве от разпоредби, което позволява в случай на неизправност тя да бъде регистрирана и компенсирана или отстранена чрез подходящите мерки. Прилагането на концепцията за защита в дълбочина по време на проектиране и експлоатация на централата осигурява предпазване срещу очаквани оперативни събития и аварии, включително тези в резултат на неизправност на оборудването, предизвикани от човек в рамките на централата, и срещу последствията от събития, случили се извън нея.

Защитата в дълбочина се внедрява предимно чрез комбинацията от няколко последователни и независими нива на защита, които трябва да не сработят, за да се стигне до вредни въздействия за хората или околната среда. Ако едно от нивата не сработи, налично ще е следващото. Независимата ефективност на различните нива на защита е необходим елемент на тази концепция.

Съществуват пет нива на защита. Целта на първото е да предотврати отклонения от нормалния експлоатационен режим и неизправности на важни за безопасността компоненти. Това е свързано с изискванията за подходящото разположение на централата, правилното й проектиране, изграждане, поддръжка и експлоатация в съответствие със стандартите за управление на качеството и доказаните инженерни практики.

За да се постигнат тези цели, трябва да се отдели особено внимание на материалите и контрола на качеството при производството на компонентите и строителството на централата, както и при пускането й в експлоатация. Конструктивни решения, които редуцират потенциала за вътрешни опасности, допринасят за предотвратяването на аварии на това ниво на защита.

Внимание се обръща и на процесите и процедурите по проектиране, производство, изграждане, инспекция по време на експлоатация, поддръжка и провеждане на тестове. Този процес се подпомага от подробен анализ, който определя изискванията за експлоатация и поддръжка на централата, както и изискванията за управление на качеството на оперативните практики.

Целта на второто ниво на защита е регистрирането и контролирането на отклонения от нормалните експлоатационни режими, което да позволи предотвратяване ескалирането на очаквани оперативни събития до условия на авария. Тук се отчита фактът, че по време на експлоатационния живот на една ядрена централа могат да възникнат такива събития, въпреки предприетите мерки за предотвратяването им.

Това второ ниво на защита изисква осигуряването на специфични системи за безопасност и конструктивни характеристики, потвърждаване на ефективността им чрез анализ на безопасността и установяване на работни процедури, които предотвратяват такива събития, минимизират последствията от тях и връщат централата в безопасно състояние.

За третото ниво на защита се допуска, че въпреки че вероятността е малка, ескалирането на някои определени очаквани събития може да не бъде управлявано на предходно ниво и че може да се стигне до авария. Това обуславя изискването функциите, системите и процедурите по безопасност да могат да предотвратяват повреждане на активната зона на реактора или радиоактивни изпускания.

Целта на четвъртото ниво на защита е да се ограничат последствията от аварии в резултат на несработване на третото ниво на защита в дълбочина.

Това се постига чрез предотвратяване развитието на такива аварии и ограничаване на последствията от сериозен инцидент. Целта за безопасност в случай на сериозен инцидент е да са необходими само защитни дейности, които са ограничени по отношение на времева продължителност и зони на приложимост, а замърсяването извън централата да бъде избегнато или минимизирано.

Петото ниво на защита цели ограничаване на радиологичните последствия от радиоактивни изпускания, до които потенциално може да се стигне при аварии. Това налага осигуряването на подходящо оборудвани съоръжения за реакция при авария, аварийни планове и процедури за изпълнение в рамките на централата или извън нея.

Важен аспект на прилагането на защита в дълбочина за ядрени централи е осигуряването на серия от физически бариери, както и комбинация от активни и пасивни функции, които допринасят за ефективността на физическите бариери в задържането на радиоактивния материал на определени места. Необходимият брой бариери зависи от първичния източник по отношение на количество и изотопен състав на радионуклидите, ефективността на отделните бариери, възможните вътрешни и външни опасности и потенциалните последствия от неизправности.