Международная шкала ядерных событий инес руководство для пользователей

Как классифицируют аварийные события в атомной отрасли

Министерство образования и науки Украины

ОДЕСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

РАДИАЦИОННЫЕ АВАРИИ НА АЭС И ТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ И

ОГРАНИЧЕНИЯ ИХ ПОСЛЕДСТВИЙ

Учебное пособие по изучению дисциплины «Безопасность и надежность АЭС» для студентов специальности 8.05060301 –

«Атомная энергетика» (Разделы: «Ядерные события и их классификация», «Системы безопасности АЭС»)

Одесса ОНПУ 2014

Министерство образования и науки Украины

ОДЕСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

С.В.Барбашев, О.Е.Зотеев

РАДИАЦИОННЫЕ АВАРИИ НА АЭС И ТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ И

ОГРАНИЧЕНИЯ ИХ ПОСЛЕДСТВИЙ

Учебное пособие по изучению дисциплины «Безопасность и надежность АЭС» для студентов специальности 8.05060301 –

«Атомная энергетика» (Разделы: «Ядерные события и их классификация», «Системы безопасности АЭС»)

Утверждено на заседании кафедры АЭС,

протокол № 3 от 19.12.2013

Одесса ОНПУ 2014

Учебное пособие по изучению дисциплины«Безопасность и надежность АЭС» (разделы «Ядерные события и их классификация» и «Системы безопасности АЭС») для студентов специальности 8.05060301 всех форм обучения – Атомная энергетика / Авторы: С.В. Барбашев, О.Е. Зотеев. – Одесса: ОНПУ, 2014. – 109 с.

обучающихся по специальности«Атомная энергетика». Оно может быть использовано не только при изучении дисциплины «Безопасность и надежность АЭС», но и других дисциплин ядерно-энергетического профиля, а также при прохождении производственных практик, выполнении контрольных работ, расчетно-графических, курсовых работ и дипломных проектов.

Авторы: С.В. Барбашев, доктор технических наук, профессор О.Е. Зотеев, кандидат физ.-мат.наук, доцент.

Рецензент: В.П.Кравченко, доктор технически наук, профессор.

ВВЕДЕНИЕ

Основной задачей обеспечения безопасности атомной станции является защита населения, эксплуатационного персонала и окружающей среды от неприемлемого уровня радиационного воздействия, достигаемая техническими средствами и организационными мерами. Причем, как показывает мировой опыт, главное — это защита от потенциально возможных аварийных ситуаций. Поэтому изучение и анализ характерных ядерных событий, которые имели место при эксплуатации АЭС в разных странах мира, классификация этих событий имеют важное значение для создания эффективной системы аварийного реагирования и превентивной готовности к ним и формирования противорадиационн защитных мер и мероприятий для персонала и населения.

На всех АЭС для этого, прежде всего, используются технические устройства безопасности, как активные, так и пассивные, назначение которых — предотвращение серьезных аварий и уменьшение их последствий, если они произойдут. Системы безопасности (СБ) предотвращают развитие аварии, выполняя основные функции: остановку реактора; отвод остаточных энерговыделений; ограничение распространения радиоактивных продуктов.

Специфической особенностью систем безопасности является то, что во время нормальной эксплуатации АЭС системы СБ находятся в полной готовности к выполнению своих функций в случае возникновения аварии, но при этом фактически не используясь по прямому назначению. Эта особенность их эксплуатации требует от персонала АЭС глубоких знаний об устройст, конструкции оборудования и режимах работы систем СБ.

Учебное пособие “Радиационные аварии на АЭС и технические системы, применяемые для предотвращения и ограничения их последствий” является дополнением к курсу лекций“Безопасность и надежность АЭС”, который читается в Одесском национальном политехническом университете студентам старших курсов, обучающимся по специальности8.05060301 “Атомная энергетика”. В первом разделе пособия подробно и детально описываются возможные аварийные события на АЭС, их признаки и последствия, дается их

также требованиям к ним. Излагаются современные подходы к повышению безопасности АЭС путем использования систем безопасности, в том числе

дипломных проектов. Кроме того, совместно с уже имеющимися учебными

рабочего и инженерно-технического персонала смен в службах подготовки персонала.

национального и международного опыта эксплуатации ядерных объектов. Желаем удачи в деле повышения и расширения своего уровня знаний.

Авторы

1.ЯДЕРНЫЕ СОБЫТИЯ И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ

Международная шкала ядерных событий(англ.INES, сокр. International Nuclear Event Scale) разработана в 1988 году международной группой экспертов под эгидой Международного агентства по атомной энергии(МАГАТЭ) и Агентства по ядерной энергии Организации экономического сотрудничества и

единообразного их понимания ядерным сообществом, средствами массовой информации и общественностью.

Шкала разрабатывалась на основе изучения опыта прошлых событ, ийх классификации и оценок, а также в соответствии с нормами и критериями ядерной и радиационной безопасности.

Сначала шкала использовалась только применительнок событиям, связанным с аварийными радиационными выбросами в окружающую среду на атомных станциях.

Однако позднее она стала применяться ко всем установкам гражданской

источников излучения в больницах, на любых гражданских ядерных установках и т.д. Она также включает утрату и хищение источников ионизирующего излучения и обнаружение бесхозных источников.

Общий вид Международной шкалы ядерных событий(INES) представлен в табл.1.1.

Табл.1.1.Международная шкала ядерных событий (INES)

События в шкале классифицируются семью уровнями. Нижние уровни (1-3) называют инцидентами, а верхние (4-7) – авариями. События, которые не имеют значимости с точки зрения безопасности, классифицируются как относящиеся к уровню “0”. Они находятся ниже шкалы и называются отклонениями. События, не относящиеся к безопасности, определяются как выходящие за рамки шкалы.

МАГАТЭ рекомендует оповещать страны-участники в24-часовой срок о всех

событиях выше “2” уровня опасности, когда имеются хотя бы незначительные выбросы радиации за пределы производственной площадки, а также в случаях событий “0” и “1” уровней, если того требует общественный интерес за пределами страны, в которой они произошли. Информация передается в СМИ странами-участниками и самим МАГАТЭ, в том числе посредством интернета

(http://www.ns.iaea.org/tech-areas/emergency/default.htm ).

Структура шкалы представляет собой матрицу с ключевыми словам. События рассматриваются с точки зрения трех характеристик или критериев безопасности, представленных в каждом из трех столбцов: воздействие за

радиоактивности за пределами площадки. Так как только это последствие оказывает непосредственное воздействие на население, то, естественно, что такие выбросы являются предметом особой озабоченности. Поэтому нижний уровень в этом столбце соответствует выбросу, результате которого лица, находящиеся вне площадки и подвергшиеся наибольшему облучению, получают дозу облучения, эквивалентную одной десятой годового дозового предела для населения. Это событие классифицируется на уровне“3”. Как правило, такая

доза составляет около одной десятой средней годовой дозы естественног фонового излучения. Наивысший уровень представляет собой крупную ядерную

расплавление активной зоны ядерного реактора АЭС).

Все ядерные установки проектируются с учетом наличия ряда барьеров безопасности, предотвращающих возникновение значительного воздействия на площадке или за ее пределами. Совокупность барьеров безопасности называют «глубокоэшелонированной защитой». Четвертый столбец матрицы связан с инцидентами на ядерных установках или во время перевозки радиоактивных материалов, в ходе которых деградировали свойства глубокоэшелонированной защиты. Инциденты в этом столбце классифицируются на уровнях “1 – 3”.

Событие, которое включает характеристики, представленные более чем одним критерием, всегда классифицируются на самом высоком уровне, соответствующем любому отдельно взятому критерию.

Промышленные аварии или другие события, не связанные с ядерными или радиационными операциями, не классифицируются и определяются как «выходящие за рамки шкалы». Например, события, связанные с турбиной или генератором, хотя и могут оказать воздействие на системы безопасности, тем не менее, отказы, воздействующие лишь на эксплуатационную готовность турбины или генератора, будут классифицироваться как выходящие за рамки шкалы. Пожары, следует считать выходящими за рамки шкалы, если они не связаны с какой-либо возможной радиационной опасностью и не воздействуют на барьеры безопасности.

Шкала неприменима для случаев переоблучения больных в результат процедур, военных инцидентов, намеренных преступлений, а также для сравнения уровня безопасности у государств и проектных организаций– из-за небольшого количества событий второго уровня и выше.

В настоящее время радиоэкологи на основе международной шкалы ядерных событий разрабатывают оценочные системы, в которых учитывался бы не только уровень события, но и нанесенный этим событием экономический и

1.1.1 Примеры событий на ядерных установках, классифицируемые Международной шкалой [3 — 12]

По данным МАГАТЭ после Чернобыльской аварии произошло около800 ядерных аварий и инцидентов. Именно для их классификации и был разработана шкала ядерных событий, о которой речь шла в разделе1.1. Ниже приведены примеры некоторых ядерных событий, имевших место на ядерных установках в разных странах мира, которые классифицируются по шкале INES разными уровнями опасности. Примеры событий, связанных с источниками излучения и их перевозкой, не рассматриваются.

Уровень 7. Крупная авария.

Авария 26 апреля 1986 года на Чернобыльской АЭСпривела к крупномасштабным воздействиям на окружающую среду и здоровье людей.

Из-за нарушения регламента проведения проектных испытаний одной из систем обеспечения безопасности произошло разрушение активной зон реактора РБМК-1000, в результате чего в окружающую среду было выброшено 190 тонн радиоактивных веществ. Согласно официальным данным суммарный выброс радиации на6 мая 1986 года – ко времени, когда распалась большая

пожара, в ночь аварии погибли28 человек, у 208 – диагностирована лучевая болезнь. Примерно 140 тыс. человек эвакуированы из зоны бедствия. Согласно отчету ООН, количество людей, непосредственно или косвенно пострадавших от аварии на ЧАЭС, составляет 9 млн., из них – 3-4 млн. – дети. Катастрофа стоила Советскому Союзу в три с лишним раза больше, чем суммарный экономический эффект, полученный в результате работы всех советских АЭС, эксплуатировавшихся в 1954 – 1990 годы.

Авария 11 марта 2011 года на АЭС “Фукусима – 1” в Японии. Авария на АЭС “Фукусима” — крупная радиационная авария(по заявлению японских официальных лиц — 7-го уровня по шкале INES на энергоблоках № 1, 2, 3 и 3- го уровня на энергоблоке №4), начавшаяся 11 марта 2011 года на энергоблоке

№ 1 в результате сильнейшего землетрясения в Японии и последовавшего за ним цунами. Землетрясение и удар цунами вывели из строя внешние средства электроснабжения и резервные дизельные электростанции.

В момент землетрясения три работающих энергоблока были остановлены действием системы аварийной защиты, которая сработала в штатном режиме.

этого момента работа на площадке АЭС была сфокусирована на решени проблемы электроснабжения аварийных систем, для чего на станцию начали доставлять мобильные силовые установки для замещения неработающ дизелей.

В результате недостаточности охлаждения топливных сборок (в реакторе и в

аварийных блоков АЭС не прекращается до сих пор. Так, 18 января 2014 года уровень содержания радиоактивных веществ в грунтовой воде под блоками станции поднялся до самого высокого уровня с момента аварии. По данным ТЕРСО, в отдельных местах он превышает2,7 млн.Бк на литр жидкости при норме 150 Бк. От воды исходит интенсивное бета-излучение, что свидетельствует об имеющемся в ней большом количестве стронция-90.

В настоящее время работы по ликвидации последствий аварии на АЭС продолжаются. По оценке экспертов, процесс ликвидации последствий аварии займет 30-40 лет.

Результатом аварии стали следующие основные последствия:

—переоблучение персонала и населения;

—загрязнение окружающей среды на значительных расстояниях;

—запрет на употребление продуктов питания местного производства

повышенные уровни радиации на местности, в связи с чем численность

вынужденных переселенцев составила примерно 125000 человек; — значительные финансовые потери.

Следует отметить, что в настоящее время в Украине с учетом уроков аварии на АЭС “Фукусима-1” выполнена целевая дополнительная оценка безопасности

около 80 м³ высокорадиоактивных ядерных отходов. Взрывом, оцениваемым в десятки тонн в тротиловом эквиваленте, ёмкость была разрушена, бетонное перекрытие толщиной 1 метр и весом160 тонн отброшено в сторону. В атмосферу было выброшено около 20 млн. Ки радиоактивных веществ. Часть из них была поднята взрывом на высоту1—2 км, в результате чего образовалось облако, состоящее из жидких и твёрдых аэрозолей с преобладаниемSr-90. В течение 10—11 часов радиоактивные вещества выпали на протяжении 300—350 км в северо-восточном направлении от места взрыва(по направлению ветра). В первые часы разовому облучению до100 Р подверглись более пяти тысяч человек. В зоне радиационного загрязнения оказалась территория нескольких предприятий комбината «Маяк», военный городок, пожарная часть, колония заключённых и далее территория площадью23000 кв.км. с населением 270 000 человек в 217 населённых пунктах трёх областей: Челябинской, Свердловской и

рассеялась дальше. В ходе ликвидации последствий аварии23 деревни из наиболее загрязнённых районов с населением от10 до 12 тысяч человек были отселены, а строения, имущество и скот уничтожены. Для предотвращения

Сейчас зона заражения именуется Восточно-Уральским радиоактивным следом (ВУРС). Общая длина составляла примерно 300 км, при ширине 5-10 км.

Уровень 5. Авария с риском для окружающей среды.

Собственно, именно на производстве, связанном с изготовление оружейного плутония и произошла авария, которая более двадцати лет считалась наиболее

графита в реакторе, без чего невозможна нормальная работа АЭС, требовалась процедура контролируемого отжига. Для этого закрывалась система воздушного

высвобождения энергии Вигнера. Реактор АЭС в Уиндскейле имел такую особенностью, при которой требовалось проводить контролируемый отжиг дважды, так как после первой процедуры оставались «неотработанные» участки.

10 октября 1957 года в ходе повторного контролируемого отжи температура в реакторе стала слишком большой, к металлическому урановому топливу из-за неверных действий персонала станции проник ,воздухпри

неконтролируемой реакции, взрыву реактора и радиоактивному загрязнению

Первоначально единственным безопасным способом тушения пожара была выбрана подача в реактор углекислого газа, который должен был перекрыть

Пожар распространяется дальше и достигает уже каналы, содержащие 8 тонн уранового топлива. В этой ситуации иного выхода, кроме как затопить реактор, не было. Риск взрыва в результате этого шага был ,великно взрыв при продолжающемся пожаре также был неизбежен. В итоге, в 8 часов 55 минут 11 октября в реактор начали подавать воду и, к счастью, ночью 12 октября реактор был переведён в «холодное положение», пожар потушен, взрыв предотвращён.

Последствия аварии. События на АЭС в Уиндскейле до сих пор являются в

выделявшийся при тушении реактора водой, было невозможно. В результате, в атмосферу, на почву и в воду в окрестностях АЭС попали такие изотопы, как йод-131 (750 ТБк), цезий-137, стронций-89 и стронций-90. Согласно правительственным данным, серьёзного вреда окружающей среде или людям, находившимся на станции или возле неё, нанесено не было.

Присутствие радионуклидов было отмечено в радиусе4-х километров от Уиндскейла, однако их концентрация в воде, растениях и продуктах питания не превышала норму, безопасную для здоровья. При этом независимые исследователи полагают, что негативное воздействие аварии на окружающую среду и население всё-таки было: по их подсчётам, радиационное загрязнение местности вызвало возникновение раковых заболеваний, правда, количество заболевших колеблется от 20 до 200. Кроме того, по не подтверждённой, но и не опровергаемой официальными представителями информации, на самой АЭС погибли до 13 человек, а более 200 пострадали от лучевой болезни.

Авария 28 марта 1979 году на АЭС «Три Майл Айленд» в США (штат Пенсильвания).

До Чернобыльской аварии, авария на АЭС«Три Майл Айленд» считалась крупнейшей в истории мировой ядерной энергетики и до сих пор считается самой тяжёлой ядерной аварией в США.

Эта авария на серийном блоке с реактором РWR электрической мощностью 961 МВт случилась 28 марта 1979 года. В результате нарушения охлаждения активной зоны произошел перегрев твэлов с расплавлением оболочек и выходом значительной части радиоактивных продуктов деления(до 10% накопившейся активности в топливе) в первый контур и в объем защитной оболочки.

Причиной аварии явились отказ оборудования(незакрытие клапана на компенсаторе давления) и необеспечение персоналом 2-й критической функции безопасности (теплоотвода от активной зоны) вследствие ряда ошибок.

В результате аварии были значительно разрушены первые два физических барьера (матрица и оболочки твэл). Герметичность третьего барьера – первого контура – была нарушена. Наличие защитной оболочки(четвертого барьера) позволило локализовать радиоактивные продукты деления и ограничить их выброс в окружающую среду, благодаря чему исход этой аварии в плане радиационного воздействия на население оказался благополучным. Достаточно сказать, что выброс радиоактивного йода-131 составил 0,6 ТБк – защитная

Уровень 4. Авария без значительного риска для окружающей среды

Авария 30 сентября 1999 года на предприятии ЯТЦ Токаймура, Япония.

Авария на ядерном объекте Токаймура повлекла за собой смерть двух человек. На тот момент это был наиболее серьёзный инцидент в Японии, связанный с мирным использованием ядерной энергии. Авария случилась на маленьком радиохимическом заводе компании JCO, подразделении Sumitomo Metal Mining,

в селе Токай уезда Нака префектуры Ибараки, которое занималось переработкой обогащенного гексафторида урана в диоксид урана, из которого в дальнейшем изготовлялось топливо для некоторых коммерческих АЭС. Перерабатывавшийся уран имел степень обогащения по изотопуU-235 не выше 5%. Однако, иногда предприятие занималось переработкой урана гораздо более высокой степени обогащения– 18,8%, для экспериментального реактора на быстрых нейтронах, что влекло за собой необходимость более осторожного обращения с сырьем.

Инцидент произошел в ходе процедуры очистки . уранаВрезультате действий рабочих в отстойнике оказалось около40 литров смеси, содержащей примерно 16 кг урана. Хотя теоретическое значение критической массы даже

результате критическая масса была существенно превышена и начал

вспышку черенковского излучения. Он и ещё один рабочий, находившийся поблизости от отстойника, сразу же испытали боль, тошноту, затруднение дыхания и другие симптомы облучения. Через несколько минут, уже в помещении для дезактивации, его сташнило и он потерял сознание.

Взрыва не было, но следствием ядерной реакции было интенсивное гамма- и нейтронное излучение из отстойника, которое вызвало срабатывание сигнала тревоги, после чего начались действия по локализации аварии. В частности, был

Спустя 11 часов после начала аварии на одном из участков за пределами завода был зарегистрирован уровень гамма-излучения в0,5 мЗв в час, что примерно в 1000 раз превышает естественный фон. Цепная реакция продолжалась с перерывами в течение примерно20 часов, после чего прекратилась благодаря тому, что из окружающей отстойник охлаждающей рубашки слили, вод сыгравшую роль отражателя нейтронов, а в сам отстойник добавили борную кислоту (бор является хорошим поглотителем нейтронов). В этой операции

цепная реакция затухала. После охлаждения и конденсации воды реакция возобновлялась. Однако некоторая часть радиоактивных благородных газов и

иода-131 всё же попала в атмосферу Трое рабочих, непосредственно работавших с раствором, сильно облучились, получив дозы: один от 10 до 20 Зв, другой от 6 до 10 Зв, третий от 1 до 5 Зв (при том, что смертельной в 50 % случаев является доза порядка 3-5 Зв). Первый рабочий умер через12 недель, второй — через 7 месяцев. Всего же облучению подверглись667 человек, включая работников завода, пожарных и спасателей, а также местных жителей. За исключением упомянутых выше троих рабочих, дозы облучения остальных людей были незначительными (не более 50 мЗв). Тепловую мощность цепной

уровни допустимого его содержания были превышены 100в раз. Пострадали 35 человек, в основном за счет внутреннего облучения. Ожидаемая пожизненная

пострадавших не превысило 0,15 Зв. Здание завода подверглось радиоактивному загрязнению. После этого события работа завода больше не возобновлялась.

В марте 1980 году авария на АЭС в Сен-Лоране( Франция) привела к расплавлению одного топливного канала в , реактореновыброса радиоактивности в окружающую среду не было .

Во время произошедшей в 1983 году аварии на критической сборке РА-2

в Буэнос-Айресе (Аргентина) аварийный разгон мощности, обусловленный несоблюдением правил безопасности во время выполнения последовательности операций по модификации активной ,зоныпривел к смерти оператора установки, который находился в 3-4 метрах от активной зоны. Он получил дозу облучения 3700 рад (2000 рад – гамма-излучения, 1700 рад – нейтронного ) и умер через два дня. У 17 человек были зафиксированы дозы от 1 до 20 рад.

Уровень 3. Серьезный инцидент.

30 ноября 1975 года. Ленинградская АЭС, г. Сосновый Бор, СССР.

Произошел инцидент с выбросом большого количества радиоактивных веществ. Его причиной послужило расплавление нескольких твэл в одном из технологических каналов, что привело к частичному разрушению активной зоны реактора РБМК-1000 первого энергоблока. Во внешнюю среду было выброшено 5,6 . 104 ТБк радиоактивности. Жители прилегающих территорий не были оповещены об опасности.

19 октября 1989 года на АЭС в Ванделлосе(Испания) произошел самый крупный в истории атомной энергетики Испании ядерный инцидент. Из-за внезапной остановки одной из турбин перегрелось и разложилось смазочное масло. Образовавшийся при этом водород взорвался, что стало причиной возгорания турбины и пожара на первом блоке АЭС. Поскольку на станции не работала система автоматического пожаротушения, были вызваны пожарные подразделения соседних городов, находившихся на расстоянии до100 км от АЭС. Борьба с огнем продолжалась более4 часов. За это время серьезно пострадали системы энергоснабжения турбин и охлаждения реактора.

Работавшие на станции пожарные рисковали жизнью. Они не знали расположения и функций ее объектов, не были знакомы с планом аварийных действий на АЭС. Применяли для тушения электрических систем воду вместо пены, что могло привести к поражению их электрическим током. Кроме того,

промплощадки станции. Однако повреждение систем безопасности станции привело к значительной деградации глубокоэшелонированной защиты.

специальной дренажной сети в водоем-охладитель. Суммарная активность цезия-137, попавшего в него, составила 6 мКи.

6 апреля 1993 года на Сибирском химическом комбинате,Томск-7

(Россия) произошел инцидент третьего уровня( по некоторым даннымчетвертого уровня). Причина – нарушение технологического процесса. В результате — взрыв аппарата, содержавшего 25 м3 уран-плутониевого раствора.

При взрыве, который сопровождался пожаром, произошло разрушение части строительных конструкций здания и выброс радиоактивных аэрозолей окружающую среду. Образовалась зона радиоактивного загрязнения местности длиной 25 км и площадью около 120 км2.

25 июля 1996 года, Хмельницкая АЭС, г. Нетешин, Украина.

При перегрузке ядерного топлива из-за нарушения условий эксплуатации системы аварийно-планового расхолаживания, в помещения станции произошел выброс радиоактивных продуктов. Один человек погиб.

10 апреля 2003 года, АЭС Пакш, Венгрия.

Во время плановых ремонтных работ на втором энергоблоке

произошел выброс в атмосферу инертных радиоактивных га радиоактивного йода. Причина – повреждение ТВС при проведении химической очистки их поверхности в специальном контейнере.

Уровень 2. Инцидент.

1993 год, Кадараш, Франция.

Распространение загрязнения на зону, где оно не предусмотрено.

2005 год, АЭС “Атуча”, Аргентина.

Переоблучение рабочего на энергетическом реакторе, превышающее предел годовой дозы.

2006 год, АЭС “Форсмарк”, Швеция.

Снижение потенциала функций безопасности из-за отказа аварийн системы энергоснабжения на АЭС по общей причине.

классифицированы ниже уровня2. Например, на АЭС Украины каждый год случается более десятка нарушений в работе(рис.1.1), однако все они оцениваются уровнем 1 или 0 по Международной шкале ядерных событий.

Рис.1.1. Распределение количества нарушений в работе АЭС Украины по шкале INES в 2008 -2012 годах [13].

Наиболее резонансным событием уровня1 по шкале INES, вызвавшее наибольший интерес и обеспокоенность у специалистов и общественности в Украине, стало событие, произошедшее 22 сентября 2009 года на энергоблоке

связано с тем, что оно показало низкий уровень культуры безопасности на АЭС,

стало свидетельством того, что строгое соблюдение принципов безопасности все еще не является приоритетом в работе атомщиков.

В связи со сказанным выше, приведем в сокращенном виде информацию о результатах расследования события, представленную Госатомрегулирования Украины [10].

срабатывания и настройки реальным повышением давления с кратковременным сбросом пара в ББ.

Ход протекания процесса.

22.09.09г. в 20:45 согласно штатной «Программы испытаний…» начались плановые испытания ИПУ КД с реальным повышением давления.

В 21:14:49 после повышения давления 1-го контура до 185 кгс/см2 проектно открылся импульсный ПК КД, в 21:14:50 открылся главный ПК КД и давление первого контура начало снижаться. Однако после снижения давления первого контура до 175 кгс/см2 в 21:15:00 главный ПК КД не закрылся, хотя блокировка на его закрытие сработала своевременно.

Из-за длительного сброса пара из КД начали расти параметры(давление и температура) в барботере и при давлении12 кгс/см2 произошёл разрыв мембраны, защищающей ББ от разрушения. С этого момента теплоноситель, из ставшего неплотным 1-го контура (сначала в виде пара, а далее, при снижении параметров и расхолаживании РУ – в виде пароводяной смеси), стал поступать под гермооболочку. Таким образом, была нарушена целостность 1-го контура

РУ, т.е. третьего барьера на пути распространения радиоактивных веществ и источников ионизирующего излучения.

В соответствии с требованиями ТРБЭ персонал прекратил выполнени Программы и приступил к ликвидации последствий нарушения, для чего поочерёдно ввёл в работу насосы системы аварийного охлаждения зо высокого давления (САОЗ ВД) с целью восполнения потерь теплоносителя1-го контура, истекающего через ГПК через ББ под гермооболочку (ГО).

В 21:49:13 давление радиоактивной паровоздушной смеси под ГО достигло уставки 0,3 кгс/см2 (избыточного) и в соответствии с проектным алгоритмом по орошению ГО запустились спринклерные каналы систем безопасности, которые отработали в общей сложности3 часа 40 минут. Вследствие этого, в течение 3 часов 40 минут всё оборудование1-го контура (реактор, крышка реактора с системой управления и защиты, главный циркуляционный трубопровод, парогенераторы, компенсатор давления) орошались холодным радиоактивным

радиационной обстановки и получения разрешения от инспекции ГКЯРУ, на площадке РАЭС, персонал совместно с представителями инспекции зашёл в ГО (разуплотнили СГО), где было подтверждено, что первопричиной нарушения явилось незакрытие предохранительного клапана КД.

23.09.09г. администрация ОП РАЭС, в соответствие с установленной процедурой, направила в ГКЯРУ предварительное сообщение о нарушении на энергоблоке №3.

Предварительно РАЭС классифицировала событие категорией«П07» (отказы важного для безопасности АЭС оборудования группы«Б») и присвоила уровень по «Международной шкале ядерных событий(INES)» — “0” (как отклонение, не существенное для безопасности).

Однако, уже 24.09.09г., после проведенного инспекцией ГКЯРУ на площадке РАЭС предварительного анализа протекания процесса было установлено, что при ликвидации нарушения имели место следующие отклонения от нормальных условий эксплуатации и проектных режимов:

— нарушение предела безопасной эксплуатации по минимальному запасу давления до вскипания теплоносителя 1-го;

—нарушение условий безопасной эксплуатации (попадание борного раствора на разделительный сильфон и залив шпилек главного разъёма реактора);

—нарушение эксплуатационных пределов безопасной эксплуатации

Исходя из этого, Главным государственным инспектором по ядерной и радиационной безопасности Украины25.09.09 г. в адрес Минтопэнерго, ГП НАЭК «Энергоатом» и ОП РАЭС были выданы требования по:

—переквалификации события как нарушения категории«П02» (нарушение пределов и/или условий безопасной эксплуатации, не перешедшее в аварию);

—уточнению уровня события по шкале ядерных событий(нарушение целостности барьеров);

—проведению всестороннего анализа переходного процесса на РУ и установлению всех нарушений по эксплуатации оборудования и систем;

—разработке и согласованию с ГКЯРУ программ и методик обследования, ревизии, контроля и подтверждения работоспособности оборудования РУ;

—обоснованию возможности дальнейшей безопасной эксплуатации систем и элементов энергоблока, важных для безопасности.

Ход ликвидации последствий нарушения.

По требованию ГКЯРУ на блоке №3 РАЭС был проведен масштабный объем ремонтно-восстановительных работ и ревизии оборудования, систем и элементов, важных для безопасности РУ. В том числе произведена: полная выгрузка активной зоны и контроль состояния топлива; контроль состояния металла корпуса, крышки и внутрикорпусных устройств реактора; ревизия и контроль металла главного циркуляционного трубопровода, парогенераторов, компенсатора давления, главных циркуляционных насосов, системы управления

изащиты реактора; ревизия и очистка оборудования 3-х каналов СБ.

06.11.09г. ГКЯРУ получил отчёт представителя фирмы поставщика ИПУ КД «Sempel AG» Германия, а также первую версию отчёта с анализом нарушения в работе энергоблока №3 РАЭС, в котором эксплуатирующая организация, по настоянию ГКЯРУ, переквалифицировала событие уровнем“1” по шкале

INES (аномалия, отклонение от разрешенного режима эксплуатации) и «П02» — нарушение пределов и/или условий безопасной эксплуатации, не перешедшее в аварию.

Входе предварительной оценки материалов установлено, что в качестве запасных деталей к ИПУ ,КДв 2005 г. на заводе корпорации«Киевская арматура» были заказаны и изготовлены запасные части к клапанам б согласования Технических условий с заводом-изготовителем (нарушение п.1.2.6 «Правил устройства и безопасной эксплуатации оборудования и трубопроводов

атомных энергетических установок» ПНАЭ Г-7-008-89). Согласно отчёту представителя завода-фирмы «Sempel AG» геометрический размер и химический состав материала детали не соответствует требованиям фирмы-

изготовителя. Из-за установки в ИПУ КД золотника, имевшего вышеуказанные несоответствия, произошло уменьшение необходимого функционального зазора между золотником и направляющей втулкой, что привело, в конечном итоге, к заклиниванию импульсного клапана в открытом положении при проведении испытаний.

Дополнительно было установлено, что при установке деталей в период ППР09 на РАЭС была нарушена процедура техобслуживания(не было оформлено в установленном порядке соответствующее техническое решение по замене).

технического центра по ядерной и радиационной безопасности(ГНТЦ ЯРБ), выставил дополнительные требования по обоснованию целостности (вПГ частности сварных швов), указал на низкий уровень культуры безопасности (нарушение п. 5.3.4 «Общих положений безопасности атомных станций») и потребовал:

—разработать и предоставить в ГКЯРУ соответствующие отраслевые мероприятия по недопущению использования«ненадлежащей» продукции при техобслуживании и ремонте СВБ;

—привлечь к административной и/или дисциплинарной ответственности лиц высшего административно-технического руководства обособленн подразделений ГП НАЭК «Энергоатом» и ОП РАЭС, действия или бездействие которых привели к возникновению отказа ИПУ на РАЭС-3 и к нарушениям действующих НТД по ЯРБ (ОПБУ-2008 и ПНАЭ-Г-008-89) и др.

Несмотря на то, что расследование нарушения было проведено оперативно и сделаны соответствующие выводы, тем не менее, остается неизвестным, какие дозовые нагрузки получил персонал, задействованный в его ликвидации. Либо это упущение, либо – сокрытие информации, что опять связано с нарушением принципов культуры безопасности.

Выводы

Приведенные примеры ядерных событий разного уровня опасно свидетельствуют о том, что они являются результатом человеческих ошибок и технологических сбоев, которые в совокупности могут привести к масштабной катастрофе.

Авария – это всегда сочетание многих факторов. Иногда определенную роль играют политическая и экономическая ситуация в стране, как, например, в настоящее время в Украине.

Вероятность возникновения аварии на ядерной энергетической установке никогда не может быть уменьшена до нуля. В связи с этим должны быть приняты меры, гарантирующие ограничение до максимально безопасного уровня последствий любой радиационно-опасной аварии.

Основной задачей обеспечения безопасности атомной станции является защита населения от неприемлемого уровня радиационного облучения, которая достигается техническими средствами и организационными мерами. Причем, как показывает мировой опыт эксплуатации, главное – защита от потенциально возможных аварийных ситуаций.

Максимальный приоритет безопасной эксплуатации АЭС подтверждается нормативными документами МАГАТЭ, в которых определено, что «Культура безопасности – это набор характеристик и особенностей деятельности организаций и отдельных ,лицкоторый устанавливает, что проблемам безопасности АЭС, как обладающим наивысшим приоритетом, уделяется наибольшее внимание, определяемое их значимостью» [14].

У атомной энергетики было время, чтобы усвоить уроки ядерных аварий и инцидентов, имевших место в разных странах мира. Избежать грубых ошибок при эксплуатации ядерных установок, которые могут привести к непоправимым последствиям, содействовать повышению уровня их ядерной, радиационной и экологической безопасности, неуклонно следовать принципам культуры безопасности – главные задачи, стоящие перед атомщиками всего мира.

1.2 Классификация радиационных аварий, основанная на применении гигиенического подхода

1.2.1 Виды, масштабы и фазы радиационных аварий

Международная шкала ядерных событий, описание которой приведено в предыдущем разделе, является всемирным инструментом, предназначенным для информирования населения о значимости с точки зрения безопасности ядерных и радиологических событий, являющихся результатом человеческой

деятельности, включающих промышленное и медицинское использование источников ионизирующего излучения и радиоактивных веществ, работу ядерных установок и перевозку радиоактивного материала.

Настоящий же раздел посвящен классификации ядерных событий уровней7 — 4 по шкале INES – радиационным авариям – на основании гигиенического подхода, т.е. с точки зрения их влияния на здоровье человека.

Виды радиационных аварий

Основным государственным документом, устанавливающим в Украине

целом, являются Нормы радиационной безопасности Украины(НРБУ-97) [15]. В соответствии с принятыми в НРБУ-97 определениями, незапланированное

возникновении этого события выполняются два необходимых и достаточных условия:

—утеря регулирующего контроля над источником;

—реальное (или потенциальное) облучение людей, связанное с утерей регулирующего контроля над источником.

контроля над цепной ядерной реакцией и возникновением реальной и

Все радиационные аварии подразделяются на две группы:

—аварии, не сопровождающиеся радиоактивным загрязнением производственных помещений, промплощадки объекта и окружающей среды;

—аварии, в результате которых происходитрадиоактивное загрязнение производственных помещений, промплощадки объекта и окружающей среды.

В результате аварии первой группы утрата регулирующего контроля над источником может сопровождаться дополнительным внешним рентгеновским, гамма -, бета- и нейтронным облучением человека2.

К авариям второй группы относятся:

—аварии на объектах, где проводятся работы с радиоактивными веществами

воткрытом виде, сопровождающиеся локальным радиоактивным загрязнением объектов производственной среды;

—аварии, связанные с радиоактивным загрязнением производственной и окружающей среды, вызванные проникновением в них радиоактивных веществ вследствие разгерметизации закрытых источниковгамма-, бета- и альфаизлучения;

—радиационные аварии на объектах ядерно-энергетического ,цикла экспериментальных ядерных реакторах и критических сборк, ах также на

1Чаще всего ядерная авария является и радиационно-ядерной, но радиационная авария на ядерном реакторе далеко не всегда связана с утратой контроля над цепной ядерной реакцией.

2В принципе, можно себе представить аварию подобного типа, когда источником внешнего облучения являются потоки протонов, других заряженных частиц и ядер(например, при утере регулирующего контроля над пучком ускорителя).

Классификация радиационных аварий по масштабу

Масштаб радиационной аварии определяется размером территорий, а также численностью персонала и населения, которые в нее вовлекаются. По своему

которых не ограничиваются помещениями объекта и его промплощадки, распространяются на окружающие территории, где проживает население. Последнее становится, таким образом, объектом реального или потенциального

3

аварийного облучения. Аварии уровней 4-7, примеры которых приведены в разделе 1.1.1, относятся к коммунальным.

По масштабу коммунальные радиационные аварии более детально подразделяются на:

—локальные, если в зоне аварии проживает население с общей численностью до десяти тысяч человек (аварии 4 уровня из раздела 1.1.1);

—региональные, при которых взоне аварии оказываются территории

которых вовлекается значительная часть(или вся) территория страны и ее населения. К особому типу глобальных радиационных аварий относятс

Фазы аварии

В развитии коммунальных радиационных аварий выделяют три основных временных фазы:

—ранняя (острая) фаза аварии;

—средняя фаза аварии или фаза стабилизации;

3В общем случае возможна такая “чисто коммунальная авария”, которая не вовлекает ни персонал, ни производственную среду. Однако, реально подобные сценарии являются крайне редкими и нет смысла вводить их в качестве отдельной классификационной категории.

Радиационный контроль объектов окружающей среды, продуктов питания и питьевой воды проводится на всех фазах аварии, но объем и структура этого контроля может быть различной. Это определяется специальным методическирегламентирующим документом.

Период ранней фазы включает следующие события:

—газо-аэрозольные выбросы и водные сбросы радиоактивного материала с аварийного источника;

—процессы воздушного переноса и интенсивной наземной миграции радионуклидов;

—радиоактивные осадки и формирование радиоактивного следа.

Все виды вмешательств в периодранней фазы аварииносят срочный характер.

Кособенностям средней фазы относят:

—сравнительно быстрое снижение мощности поглощенной в воздухе дозы внешнего гамма-излучения на местности(почти в 10 раз за период продолжительностью 1 год после начала этой фазы);

—преобладание корневого типа загрязнения сельскохозяйственной продукции

помещений и территорий;

—средняя фаза — период стабилизации радиоактивного загрязнения;

—поздняя фаза — период снижения уровней радиоактивного загрязнения (до “фоновых”) как за счет физических и экологических процессов, так и вследствие

контрмер.

Условно можно выделить три фазы и для радиационныхтех аварий, которые не сопровождаются радиоактивным загрязнением окружающей среды4:

— к ранней фазе относится период(момент) установления факта радиационной аварии этого типа и время, необходимое для планирования и реализации срочных контрмер;

— средняя и поздняя фазы объединяют весь период ликвидации последствий

4 Например, утери и кражи закрытых источников альфа-, бета-,гамма-излучения

подобной аварии (удаление и обезвреживание аварийногоисточника, восстановление нормальной жизнедеятельности населения и функционирования территории).

Характеристика фаз развития аварии ядерного реактора, подобной аварии на Чернобыльской АЭС.

В этом случаепериод ранней фазы продолжительностью от нескольких часов до одного-двух месяцев после начала аварии имеет следу особенности:

—присутствие в окружающей среде короткоживущихрадионуклидов, включая радиоактивные благородные газы, которые обуславливают высокие интенсивности и градиенты гамма-полей;

—при значительных выбросах радиоизотопов йодав ранней фазе аварии выделяется так называемыййодный период, в течение которого существует

сельскохозяйственной продукции.

Средняя фаза аварии начинается через один-два месяца и завершается через 1-2 года после ее начала. На этой фазе аварии в окружающей среде уже отсутствуют (по причине радиоактивного распада) короткоживущие осколочные

поступающие с продуктами питания, которые производились на радиоактивнозагрязненных территориях.

на загрязненных этими радионуклидами территориях.

5 Возможны такие типы коммунальных радиационных аварий, при которых основными источниками

внутреннего облучения являются, например, только 90Sr, или тритий, или альфа-излучатели (изотопы плутония, 210Po, 241Am, 226Ra и др.).