Устойчивость и безопасность ядерной энергетики в условиях экстремальных ситуаций

Атомные электростанции строятся надолго. Тем не менее, когда перспективы экстремальных явлений глобального масштаба — от стихийных бедствий и ухудшающихся вследствие изменения климата погодных условий, которые могут сказываться на работе станции, до распространения инфекционных заболеваний, которые могут затрагивать ее персонал — становятся вполне реальными, важнейшим фактором поддержания устойчивости и обеспечения развития в направлении снижения выбросов углекислого газа является продуманный подход к проектированию и укомплектованию АЭС персоналом, способным быстро адаптироваться к изменениям.

«Для того чтобы предпринимаемые на мировом уроне усилия могли привести к смягчению последствий изменения климата в ближайшие 20–30 лет,  энергетический сектор должен коренным образом трансформироваться и начать снабжать мир энергией, получаемой из низкоуглеродных источников, —  говорит Лорета Станкявичюте, аналитик энергетических систем из МАГАТЭ. — Однако, чтобы прийти к этому, энергетическому сектору нужно быть готовым противостоять экстремальным явлениям и изменениям в окружающей среде и адаптироваться к ним. Помочь мировому сообществу в преодолении этих вызовов вполне способна ядерная энергетика, учитывая ее заслуги в плане обеспечения устойчивости и безопасности».

Пандемии

В связи с беспрецедентными трудностями, вызванными пандемией COVID-19, недавно представилась возможность провести проверку на устойчивость.

В ситуации, когда в первой половине 2020 года вирус COVID-19 распространился по всему земному шару, общественные и экономические механизмы оказались выведены из равновесия. Для борьбы с распространением вируса были введены многочисленные ограничения, в том числе режимы изоляции.

«Несмотря на эти ограничивающие факторы глобального масштаба, атомные электростанции по всему миру продолжали безопасно работать. Операторы последовательно вводили в действие планы чрезвычайных мер, в том числе различные противоаварийные мероприятия, направленные на то, чтобы станции могли эксплуатироваться и далее, а персонал мог работать в безопасных условиях, — говорит директор Отдела безопасности ядерных установок МАГАТЭ Грег Жентковский. — Таким образом, операторы приняли необходимые меры предосторожности и тщательно подошли к вопросу изменений эксплуатационного и организационного характера, продолжая обеспечивать ядерную и физическую безопасность на АЭС».

Хотя ни одной из стран не сообщалось о вынужденном останове ядерных энергетических реакторов из‑за ситуации с COVID‑19, по сообщениям операторов, после согласования с регулирующими органами они были вынуждены сократить или перенести некоторые плановые работы по техническому обслуживанию в связи с мерами по охране здоровья, которые потребовали временного сворачивания работ второстепенного характера. Кроме того, высказывается озабоченность по поводу того, что вызванные пандемией перебои в системе поставок, в том числе задержки в предоставлении услуг и временное закрытие некоторых предприятий, могут привести к задержкам в осуществлении проектов нового строительства или глубокой модернизации.

«Еще только предстоит оценить, какой масштаб будут иметь для всей отрасли последствия этих связанных с пандемией перебоев, — говорит директор Отдела ядерной энергетики МАГАТЭ Хан То Хи. — К нам продолжает поступать информация, которая дает нам принципиальное понимание картины воздействия пандемии на ядерную отрасль и благодаря которой как операторы, так и регулирующие органы могут опираться в своих решениях на опыт друг друга».

Во время пандемии ядерная энергетика не только доказала свою устойчивость, но и лишний раз продемонстрировала, что она безопасна и хорошо приспособлена для реагирования на меняющиеся энергетические потребности. С момента начала пандемии в некоторых странах, в том числе в Бразилии, Индии и Южной Корее, доля ядерной генерации возросла. В частности, в Соединенном Королевстве ядерная энергетика вносит существенный вклад в значительное снижение объемов сжигания угля для производства электроэнергии; обусловленное пандемией снижение спроса на электроэнергию дало Соединенному Королевству возможность временно закрыть угольные электростанции в угоду расширения доли ядерной энергетики.

Изменение климата

Точно так же, как для беспрепятственного функционирования станции в условиях продолжающейся пандемии, необходимо, чтобы ее персонал демонстрировал устойчивость и выдержку, для противостояния экстремальным погодным явлениям, в том числе вызванным изменением климата, помимо этого настолько же важной является тщательная проработка проекта АЭС.

Изменение климата, в основе которого лежит повышение глобальной средней температуры, влечет за собой изменение тяжести и частоты погодных явлений, в том числе экстремальных температур, выпадения обильных осадков, возникновения сильных ветров и значительного повышения уровня моря. Ожидается, что как в ближайшей, так и в отдаленной перспективе эти изменения будут только нарастать.

«В то время как подъем уровня воды и температуры воздуха может создавать проблемы с точки зрения непрерывности работы станции, так как ограничивает производительность ее систем охлаждения, сильные наводнения и ветра могут  повлиять как раз на безопасность реакторной установки, так как они создают угрозу повреждения элементов конструкции, — объясняет г-н Жентковский. — Одна из опасностей изменения климата кроется в том, что по мере дальнейшего развития этого процесса и формирования более экстремальных условий данные прошлых наблюдений и расчетные модели становятся менее надежными. Поэтому нам следует просчитывать эти явления заранее и периодически проводить переоценку соответствующих рисков для обеспечения того, чтобы меры по предотвращению и смягчению последствий аварий сохраняли свою актуальность».

Природные явления

Атомные электростанции могут также подвергаться воздействию экстремальных природных явлений, к числу которых относятся землетрясения, торнадо, проявления вулканической активности, снежные бури и наводнения. При редком стечении обстоятельств эти явления могут приобретать настолько экстремальный характер, что будут превышать пределы проектной устойчивости АЭС.

Примером тому служит авария на АЭС «Фукусима-дайити» в Японии, которая произошла 11 марта 2011 года и была спровоцирована цунами вслед за мощным землетрясением. Хотя в результате этих событий и обусловленных ими взрывов водорода станция получила повреждения, эта авария не привела к гибели людей.

После аварии на АЭС «Фукусима-дайити» были предприняты конкретные шаги для того, чтобы еще больше укрепить ядерную безопасность на существующих АЭС и усовершенствовать проекты новых станций с учетом защиты от экстремальных явлений. Такого рода меры включают, например, проработку альтернативных вариантов охлаждения, установку резервных генераторов, выполненных с учетом соответствия условиям окружающей среды, ветрозащитных экранов и уплотнений, устройство дамб и других берегоукрепительных сооружений для защиты площадок от наводнений.

Кроме того, все типы внешних событий, которые могут затрагивать площадку АЭС или влиять на безопасность ядерных установок, рассмотрены в нормах безопасности МАГАТЭ, в том числе касающихся оценки и проектирования площадки и анализа безопасности. Эти нормы отражают текущие практические достижения и используются для обеспечения безопасности на протяжении всего срока эксплуатации станции. Соответствующие руководящие указания МАГАТЭ также содержатся в его серии изданий по ядерной энергии и в других технических публикациях, в частности «Adapting the Energy Sector to Climate Change» («Адаптация энергетического сектора к изменению климата»).