Управление старением исследовательских реакторов для обеспечения безопасной и эффективной эксплуатации

В связи с тем, что сегодня более двух третей эксплуатируемых в мире исследовательских реакторов уже старше 30 лет, операторы и регулирующие органы начали сосредотачивать свое внимание на реконструкции и модернизации реакторов, так чтобы они могли продолжать безопасно и эффективно работать.

«Срок службы исследовательских реакторов обычно определяется их предназначением и соответствием современным требованиям безопасности, поскольку большую часть их систем и компонентов можно без особых трудностей заменять, ремонтировать или модернизировать, — говорит Амгад Шокр, руководитель Секции безопасности исследовательских реакторов МАГАТЭ. — Реконструкция и модернизация не должны ограничиваться только системами и компонентами; операторы должны также пересматривать процедуры обеспечения безопасности на предмет их соответствия нормам безопасности МАГАТЭ, с тем чтобы не допустить прерывания оказываемых исследовательскими реакторами услуг».

Вот уже более 60 лет исследовательские реакторы служат центрами инноваций и развития для программ в области ядерной науки и технологий по всему миру. Эти малые ядерные реакторы в первую очередь производят не электроэнергию, а нейтроны для целей научных исследований, образования и подготовки кадров, а также для применений в таких областях, как промышленность, медицина и сельское хозяйство (подробнее об этом).

Применительно к исследовательским реакторам есть два вида старения: физическое старение, которое представляет собой ухудшение физического состояния систем и компонентов реактора, и устаревание, когда используемые для компьютеров технологии, системы контроля и управления или правила обеспечения безопасности устаревают.

Старение установок стало одной из причин, побудивших МАГАТЭ приступить в 2001 году к осуществлению своего плана повышения безопасности исследовательских реакторов. Этот план призван помочь странам обеспечить высокий уровень безопасности исследовательских реакторов. Он включает Кодекс поведения по безопасности исследовательских реакторов, который служит для стран руководством при разработке и согласовании мер политики, законов и правил, касающихся безопасности исследовательских реакторов.

В рамках этого плана страны вместе с МАГАТЭ работают над внедрением систематических программ управления старением, в которых, в частности, применяются надлежащие методы для сведения к минимуму ухудшения характеристик систем и компонентов, постоянного мониторинга и оценки эксплуатационных показателей реактора, а также осуществления практических мер по повышению безопасности. Эксплуатационные программы в других областях, таких как техническое обслуживание, периодическое тестирование, инспектирование и периодические рассмотрения безопасности могут также быть полезными для таких программ управления старением.

«В то время как число находящихся в эксплуатации исследовательских реакторов сокращается, их средний возраст увеличивается, — говорит Рам Шарма, инженер-атомщик МАГАТЭ, занимающийся вопросами эксплуатации и технического обслуживания исследовательских реакторов. — Поэтому, чтобы извлечь максимальную пользу из действующих исследовательских реакторов, огромное значение имеют разработка, реализация и постоянное совершенствование планов по управлению, реконструкции и модернизации для обеспечения их экономически эффективной эксплуатации и использования. Поддержка МАГАТЭ, например, в виде миссий по проведению независимой экспертизы, может сыграть ключевую роль в достижении этой цели». 

Комплексная поддержка

Страны могут воспользоваться целым рядом предлагаемых МАГАТЭ мер поддержки для решения проблемы старения своих исследовательских реакторов. В их число входит помощь в разработке норм безопасности и оптимизации готовности реакторов, а также в принятии рекомендованной практики на основе опубликованных МАГАТЭ сборников по ядерной безопасности и использовании распространяемой МАГАТЭ информации о разработке и осуществлении проектов модернизации и реконструкции. Эта помощь охватывает новые программы исследовательских реакторов и оценку упреждающих планов по решению проблемы старения на всех этапах жизненного цикла исследовательского реактора — от проектирования и подбора материалов до сооружения и эксплуатации установок.

Экспертные миссии организуются по просьбе отдельных стран и проводятся при поддержке МАГАТЭ с участием групп международных экспертов, которые проводят оценки и представляют рекомендации относительно дальнейших улучшений. В ноябре 2017 года на Бельгийском реакторе 2 (BR2), который является одним из трех эксплуатируемых Бельгийским центром ядерных исследований (SCK•CEN) исследовательских реакторов, состоялась первая миссия по проведению независимой экспертизы программы управления старением исследовательского реактора. Работа миссии основывалась на методологии миссий по аспектам безопасности долгосрочной эксплуатации (САЛТО) для атомных электростанций, которая была скорректирована с учетом особенностей исследовательских реакторов.

«Миссия выявила несколько упущенных из виду моментов, таких как управление старением установок по производству радиоизотопов и экспериментальных устройств, — рассказывает Фрэнк Йоппен, инженер по ядерной безопасности SCK•CEN. — По итогам миссии идет обновление информации в системах классификации компонентов, а комментарии специалистов, осуществляющих техническое обслуживание, инспекции и наблюдение, используются для дальнейшего совершенствования программ управления старением».

Находящийся в эксплуатации с 1963 года BR2 является одним из старейших исследовательских реакторов в Западной Европе. На него приходится около четверти мирового производства радиоизотопов для медицинских и промышленных целей, в том числе для лечения рака и медицинской визуализации. Также реактор производит определенный тип кремния, который используется в качестве полупроводникового материала в электронных компонентах. BR2 получил разрешение на эксплуатацию до следующего периодического обследования безопасности, запланированного на 2026 год, после чего может быть принято решение о продлении срока его эксплуатации еще на десять лет.

«Программа управления старением BR2 будет дальше дорабатываться, что означает устранение всех замечаний, полученных в ходе миссии МАГАТЭ, — говорит Йоппен. — Эффективность программы будет рассмотрена, она же станет предметом следующего обследования безопасности».

Следующими странами, запросившими миссии МАГАТЭ по управлению старением исследовательских реакторов, стали Нидерланды и Узбекистан. Проведение миссий запланировано на 2020 год. «Миссия на BR2 показала, что методологию САЛТО можно с успехом применять к исследовательским реакторам. Мы продолжим работать над повышением эффективности и действенности этой миссии, а также других услуг, чтобы максимально увеличить пользу от эксплуатации исследовательских реакторов», — делится Шокр.