Особенности контроля ядерной безопасности объекта "Укрытие" в период сооружения нового безопасного конфайнмент
Приведены основные факторы, влияющие на эффективность контроля ядерной безопасности объекта «Укрытие» в период сооружения нового безопасного конфайнмента. Показано, что действующие регламентные системы контроля и новая интегрированная автоматизированная система контроля (ИАСК) не обеспечивают треб...
Saved in:
| Date: | 2011 |
|---|---|
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут проблем безпеки атомних електростанцій НАН України
2011
|
| Series: | Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля |
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/112973 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Особенности контроля ядерной безопасности объекта "Укрытие" в период сооружения нового безопасного конфайнмент / Е.Д. Высотский, А.И. Довыдьков, В.А. Краснов, В.Н. Щербин // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля: наук.-техн. зб. — 2011. — Вип. 17. — С. 91–97. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-112973 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1129732025-02-23T17:03:01Z Особенности контроля ядерной безопасности объекта "Укрытие" в период сооружения нового безопасного конфайнмент Особливості контролю ядерної безпеки об'єкта «Укриття» в період спорудження нового безпечного конфайнмента Features of the control of objekt ”Ukryttya” nuclear safety, during the new safe confinement building Высотский, Е.Д. Довыдьков, А.И. Краснов, В.А. Щербин, В.Н. Проблеми Чорнобиля Приведены основные факторы, влияющие на эффективность контроля ядерной безопасности объекта «Укрытие» в период сооружения нового безопасного конфайнмента. Показано, что действующие регламентные системы контроля и новая интегрированная автоматизированная система контроля (ИАСК) не обеспечивают требуемой эффективности контроля ядерной безопасности. Предложено, наряду с регламентным контролем, использовать, в качестве резервной, исследователь- скую систему, позволяющую оперативно выявлять причины аномальных показаний в каналах контроля нейтронной активности. Дано обоснование необходимости размещения нейтронных детекторов непосредственно в зоне ядерно-опасных скоплений, систематизации контроля динамики температурных полей в зонах скоплений топливосодержащих материалов и оптимизации пороговых уровней в системах контроля. Наведено основні чинники, що впливають на ефективність контролю ядерної безпеки об'єкта «Укриття» в період спорудження нового безпечного конфайнмента. Показано, що діючі регламентні системи контролю та нова інтегрована автоматизована система контролю (ІАСК) не забезпечують необхідної ефективності контролю ядерної безпеки. Запропоновано, разом з регламентним контролем, використовувати, як резервну, дослідницьку систему, що дає змогу оперативно виявляти причини аномальних показань у каналах контролю нейтронної активності. Наведено обгрунтування необхідності розміщення нейтронних детекторів безпосередньо в зоні ядерно-небезпечних скупчень, систематизації контролю динаміки температурних полів у зонах скупчень паливовмісних матеріалів та оптимізації порогових рівнів у системах контролю. Basic factors influencing on efficiency of nuclear safety control of object “Ukryttya” in the period of building of the new safe confinement are pointed out. It is shown that the existing regulation monitoring systems and the new IASC system does not provide the required effectiveness of nuclear safety control. It is offered, along with regulation control, to use, as a backup, research system, that allows to identify operatively causes of abnormal readings in channels of neutron activity control. It is given the basis, that placing of neutron detectors directly in nuclear-hazardons clasters zone is necessary. Systematization control of dynamics of temperature fields in fuel material accumulations areas and optimization of threshold levels in control systems are have to be conducted. 2011 Article Особенности контроля ядерной безопасности объекта "Укрытие" в период сооружения нового безопасного конфайнмент / Е.Д. Высотский, А.И. Довыдьков, В.А. Краснов, В.Н. Щербин // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля: наук.-техн. зб. — 2011. — Вип. 17. — С. 91–97. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. 1813-3584 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/112973 612.039.076 ru Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля application/pdf Інститут проблем безпеки атомних електростанцій НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Проблеми Чорнобиля Проблеми Чорнобиля |
| spellingShingle |
Проблеми Чорнобиля Проблеми Чорнобиля Высотский, Е.Д. Довыдьков, А.И. Краснов, В.А. Щербин, В.Н. Особенности контроля ядерной безопасности объекта "Укрытие" в период сооружения нового безопасного конфайнмент Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля |
| description |
Приведены основные факторы, влияющие на эффективность контроля ядерной безопасности
объекта «Укрытие» в период сооружения нового безопасного конфайнмента. Показано, что действующие регламентные системы контроля и новая интегрированная автоматизированная система
контроля (ИАСК) не обеспечивают требуемой эффективности контроля ядерной безопасности.
Предложено, наряду с регламентным контролем, использовать, в качестве резервной, исследователь-
скую систему, позволяющую оперативно выявлять причины аномальных показаний в каналах
контроля нейтронной активности. Дано обоснование необходимости размещения нейтронных детекторов непосредственно в зоне ядерно-опасных скоплений, систематизации контроля динамики температурных полей в зонах скоплений топливосодержащих материалов и оптимизации пороговых
уровней в системах контроля. |
| format |
Article |
| author |
Высотский, Е.Д. Довыдьков, А.И. Краснов, В.А. Щербин, В.Н. |
| author_facet |
Высотский, Е.Д. Довыдьков, А.И. Краснов, В.А. Щербин, В.Н. |
| author_sort |
Высотский, Е.Д. |
| title |
Особенности контроля ядерной безопасности объекта "Укрытие" в период сооружения нового безопасного конфайнмент |
| title_short |
Особенности контроля ядерной безопасности объекта "Укрытие" в период сооружения нового безопасного конфайнмент |
| title_full |
Особенности контроля ядерной безопасности объекта "Укрытие" в период сооружения нового безопасного конфайнмент |
| title_fullStr |
Особенности контроля ядерной безопасности объекта "Укрытие" в период сооружения нового безопасного конфайнмент |
| title_full_unstemmed |
Особенности контроля ядерной безопасности объекта "Укрытие" в период сооружения нового безопасного конфайнмент |
| title_sort |
особенности контроля ядерной безопасности объекта "укрытие" в период сооружения нового безопасного конфайнмент |
| publisher |
Інститут проблем безпеки атомних електростанцій НАН України |
| publishDate |
2011 |
| topic_facet |
Проблеми Чорнобиля |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/112973 |
| citation_txt |
Особенности контроля ядерной безопасности объекта "Укрытие" в период сооружения нового безопасного конфайнмент / Е.Д. Высотский, А.И. Довыдьков, В.А. Краснов, В.Н. Щербин // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля: наук.-техн. зб. — 2011. — Вип. 17. — С. 91–97. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
| series |
Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля |
| work_keys_str_mv |
AT vysotskijed osobennostikontrolââdernojbezopasnostiobʺektaukrytievperiodsooruženiânovogobezopasnogokonfajnment AT dovydʹkovai osobennostikontrolââdernojbezopasnostiobʺektaukrytievperiodsooruženiânovogobezopasnogokonfajnment AT krasnovva osobennostikontrolââdernojbezopasnostiobʺektaukrytievperiodsooruženiânovogobezopasnogokonfajnment AT ŝerbinvn osobennostikontrolââdernojbezopasnostiobʺektaukrytievperiodsooruženiânovogobezopasnogokonfajnment AT vysotskijed osoblivostíkontrolûâdernoíbezpekiobêktaukrittâvperíodsporudžennânovogobezpečnogokonfajnmenta AT dovydʹkovai osoblivostíkontrolûâdernoíbezpekiobêktaukrittâvperíodsporudžennânovogobezpečnogokonfajnmenta AT krasnovva osoblivostíkontrolûâdernoíbezpekiobêktaukrittâvperíodsporudžennânovogobezpečnogokonfajnmenta AT ŝerbinvn osoblivostíkontrolûâdernoíbezpekiobêktaukrittâvperíodsporudžennânovogobezpečnogokonfajnmenta AT vysotskijed featuresofthecontrolofobjektukryttyanuclearsafetyduringthenewsafeconfinementbuilding AT dovydʹkovai featuresofthecontrolofobjektukryttyanuclearsafetyduringthenewsafeconfinementbuilding AT krasnovva featuresofthecontrolofobjektukryttyanuclearsafetyduringthenewsafeconfinementbuilding AT ŝerbinvn featuresofthecontrolofobjektukryttyanuclearsafetyduringthenewsafeconfinementbuilding |
| first_indexed |
2025-11-24T02:20:11Z |
| last_indexed |
2025-11-24T02:20:11Z |
| _version_ |
1849636486554583040 |
| fulltext |
ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2011 ВИП. 17 91
-----------------------------------------------ПРОБЛЕМИ ЧОРНОБИЛЯ ---------------------------------------------
УДК 612.039.076
ОСОБЕННОСТИ КОНТРОЛЯ ЯДЕРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ОБЪЕКТА «УКРЫТИЕ» В
ПЕРИОД СООРУЖЕНИЯ НОВОГО БЕЗОПАСНОГО КОНФАЙНМЕНТА
Е. Д. Высотский, А. И. Довыдьков, В. А. Краснов, В. Н. Щербин
Институт проблем безопасности АЭС НАН Украины, Чернобыль
Приведены основные факторы, влияющие на эффективность контроля ядерной безопасности
объекта «Укрытие» в период сооружения нового безопасного конфайнмента. Показано, что дейст-
вующие регламентные системы контроля и новая интегрированная автоматизированная система
контроля (ИАСК) не обеспечивают требуемой эффективности контроля ядерной безопасности.
Предложено, наряду с регламентным контролем, использовать, в качестве резервной, исследователь-
скую систему, позволяющую оперативно выявлять причины аномальных показаний в каналах
контроля нейтронной активности. Дано обоснование необходимости размещения нейтронных детек-
торов непосредственно в зоне ядерно-опасных скоплений, систематизации контроля динамики темпе-
ратурных полей в зонах скоплений топливосодержащих материалов и оптимизации пороговых
уровней в системах контроля.
Ключевые слова: объект «Укрытие», топливосодержащие материалы, контроль ядерной
безопасности.
Введение
В настоящее время основное внимание на ЧАЭС уделяется строительству нового
безопасного конфайнмента (НБК), который должен создать дополнительные барьеры,
препятствующие распространению радиоактивных веществ в окружающую среду. Однако по
результатам анализа, проведенного специалистами ИПБ АЭС НАН Украины и ГСП ЧАЭС,
сделан вывод, что сооружение НБК не решает в полной мере вопроса ядерной и радиа-
ционной безопасности объекта «Укрытие», пока внутри него будут оставаться скопления
топливосодержащих материалов (ТСМ) с неопределенным состоянием [1]. В проекте НБК
отсутствуют технические решения по обращению с ТСМ, в частности их извлечение,
кондиционирование и захоронение или длительное контролируемое хранение. Локализация
и исследование скоплений ТСМ в объекте «Укрытие» остаются важной задачей преобразо-
вания его в экологически безопасную систему.
Сооружение НБК не решает также и основные проблемы обеспечения надежного и
достоверного контроля динамики ядерно-физических параметров в зонах скопления ТСМ.
Поэтому повышение эффективности контроля ядерной безопасности остается актуальной
проблемой. Именно в этих направлениях в ИПБ АЭС НАН Украины ведутся работы,
связанные с исследованием эффективности нейтронного контроля подкритичности ТСМ и
практической реализацией функций безопасности, обеспечивающих принцип «предотвра-
щения» самоподдерживающейся цепной реакции (СЦР), путем раннего обнаружения и
подавления подкритических аномалий [2].
Контроль нейтронной активности в зонах ядерно-опасных скоплений ТСМ
Особый интерес представляет скопление ТСМ в юго-восточном секторе помещения
305/2, где температура подреакторной плиты в зимний период превышает температуру в
реакторном пространстве на 15 - 20 градусов, что свидетельствует о мощном тепло-
выделении в этой зоне. Именно здесь были зарегистрированы критический инцидент 1990 г.
и нейтронные аномалии 1996 и 2000 гг. Проведенные исследования и моделирование
подтверждают, что в этом скоплении ТСМ концентрация топлива может превышать 40 %, а
наличие там воды и бетонного отражателя нейтронов свидетельствует о высокой вероят-
ности возникновения СЦР [3]. Выявление ядерно-опасных скоплений ТСМ и обеспечение их
надежного контроля являются необходимым требованием обеспечения ядерной безопасно-
сти объекта «Укрытие» после возведения НБК.
© Е. Д. Высотский, А. И. Довыдьков, В. А. Краснов, В. Н. Щербин, 2011
Е. Д. ВЫСОТСКИЙ, А. И. ДОВЫДЬКОВ, В. А. КРАСНОВ, В. Н. ЩЕРБИН
________________________________________________________________________________________________________________________
ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2011 ВИП. 17 92
Контроль динамики уровня подкритичности требует непрерывного контроля нейтрон-
ной активности, а также динамики сопутствующих параметров: мощности экспозиционной
дозы (МЭД) и температуры. Эти задачи предполагается возложить на новую интегриро-
ванную автоматизированную систему контроля (ИАСК), которая, как предполагается,
должна заменить действующие регламентные системы контроля «Финиш-Р» и «СК ТСМ».
Однако следует учитывать, что в настоящее время фактически отсутствует доступ
непосредственно к скоплениям ТСМ. Основным местом установки датчиков систем
контроля являются исследовательские скважины, которые бурились в 1988 - 1990 гг. Из-за
отсутствия технологии «горячего» бурения, связанного с извлечением высокоактивных
кернов, бурение скважин прекращалось еще на подступах к ТСМ. За прошедшее время
многие скважины разрушились и непроходимы. В качестве примера на рис. 1 показано
положение нейтронных детекторов в юго-восточном секторе помещения 305/2. Все
детекторы нейтронов располагаются на периферии ядерно-опасного скопления ТСМ и
экранируются от ТСМ толстым слоем бетона, строительных конструкций и фрагментов
засыпки. Поэтому они фактически контролируют суммарные (фоновые) параметры МЭД и
нейтронных потоков. Моделирование динамики нейтронной активности в ядерно-опасном
скоплении ТСМ в помещении 305/2 показало, что детекторы нейтронов, расположенные в
этой зоне, практически не будут реагировать на изменения размножающих свойств среды на
начальном периоде развития СЦР [4].
Следует также учесть, что при подготовке скважин под установку датчиков ИАСК
проводилась их обсадка металлическими трубами. При этом доступная глубина скважин
уменьшилась. Теперь нейтронные детекторы будут экранироваться от ТСМ еще более
толстым слоем бетона, толщина которого местами превышает 1,5 - 2 м (см. рис. 1). По сути
информативность всех основных точек контроля в результате подготовки их к установке
датчиков ИАСК снизилась. Это делает проблематичным раннее обнаружение опасных
аномалий в скоплениях ТСМ. Фактически надежный контроль ядерной безопасности объекта
«Укрытие» после ввода в эксплуатацию ИАСК не будет обеспечиваться. Поэтому под-
система контроля подкритичности, предусмотренная в составе ИАСК, нейтронные детекто-
ры которой размещаются на периферии по принципу простого перекрытия зон скоплений
ТСМ, не обеспечит выполнение своих функций раннего обнаружение ядерной опасности.
Детекторы должны располагаться в непосредственной близости от ТСМ (идеально внутри
скопления ТСМ).
Локализация скоплений ТСМ
Остается и другая важная проблема, связанная с дальнейшим преобразованием
объекта «Укрытие». Было отмечено [1], что основной целью всех мероприятий по пре-
образованию объекта «Укрытие» в экологически-безопасную систему (в том числе и работ,
связанных с НБК) является «…защита персонала, населения и окружающей среды от
опасности ядерных и радиоактивных материалов путем их извлечения, изоляции и захоро-
нения». Поэтому актуальными остаются задачи локализации скоплений ТСМ, оценки их
объемно-массовых характеристик, определения концентрации топлива, поиск путей доступа
к этим скоплениям, обеспечение надежного контроля динамики их параметров. Перво-
начально именно для решения этих задач стали проводить бурение исследовательских
скважин в 1988 - 1990 гг., когда все другие попытки получить необходимую информацию о
распределении топлива в помещениях объекта «Укрытие» не дали желаемых результатов.
Эффективным методом локализации ТСМ является исследование динамики темпе-
ратурных полей. Основным источником тепла в зонах скоплений ТСМ является остаточное
тепловыделение (ОТВ). Температурные поля в этих зонах несут важную информацию о
свойствах среды и позволяют оценить объемы и массу топлива, прогнозировать параметры
ТСМ. К сожалению, в регламентной системе «Финиш-Р» число датчиков температуры мало,
определение температурных градиентов по глубине скважин не проводится. В ИАСК тоже
ОСОБЕННОСТИ КОНТРОЛЯ ЯДЕРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
________________________________________________________________________________________________________________________
ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2011 ВИП. 17 93
отсутствует контроль тепловых параметров ТСМ, показывающих температурную динамику
ОТВ, а следовательно, концентрацию и массу ядерного топлива в зонах контроля.
Показательным является подреакторное помещение 305/2. Много лет считалось, что
ядерное топливо в этой зоне равномерно распределено по объему, а его концентрация в
лавообразных ТСМ не превышает 8 - 10 % [5]. Однако накопление новых данных, анализ
динамики температурных полей и состава кернов, извлеченных из скважин, показали, что в
этой зоне могут быть скопления ТСМ с высокой концентрацией топлива (более 40 %). Это
заставило пересмотреть оценку ядерной безопасности объекта «Укрытие». Важно также
учесть, что из-за отсутствия доступа в глубину скоплений ТСМ, основным методом
прогнозирования изменения параметров ТСМ является моделирование. Согласование дина-
мики тепловыделения в модели и накопленных многолетних результатов измерений тем-
пературы является важным критерием корректности моделирования. На рис. 2 показана
динамика ОТВ и температуры подреакторной плиты. На основе анализа температурных
полей были определены границы ядерно-опасной зоны в помещении 305/2, объем и содержа-
ние топлива. А результаты моделирования хорошо совпали с данными измерений [4].
В настоящее время основные сведения по температурным полям в помещениях
объекта «Укрытие» получают фактически только от датчиков исследовательской системы
«Финиш»[6]. Сейчас эта система контролирует динамику температуры в более чем 40 конт-
рольных точках. Объем контроля может изменяться в зависимости от задач исследований. В
частности, с 2008 г. проводится регулярный контроль динамики температуры пола централь-
ного зала. С 2009 г. ведется контроль температуры у северной границы юго-восточного сек-
тора помещения 305/2, а также температурных градиентов в зоне «прожога» северной стены
в помещении 304/3. Важным фактором, влияющим на возможность возникновения СЦР,
является залив водой ядерно-опасных скоплений ТСМ, которые существуют или могут обра
6 м
З.9.107
отм. 9.0
К
47
И
З.9.Ж
отм. 9.1
46
45
Л З.9.Ч
отм. 9.1
З.9.68
отм. 9.1
З.9.В
отм. 9.15
З.9.К
отм.9.1
З.10.Г
отм. 9.7
305/2
Ядерно-опасное
скопление ТСМ
304/3
З.9.Ф
отм. 9.3
Рис. 1. Расположение детекторов нейтронов, в зоне ядерно-опасного скопления ТСМ:
- детекторы нейтронов регламентных систем контроля (до 2010 г.);
- детекторы нейтронов ИАСК (проект).
Е. Д. ВЫСОТСКИЙ, А. И. ДОВЫДЬКОВ, В. А. КРАСНОВ, В. Н. ЩЕРБИН
________________________________________________________________________________________________________________________
ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2011 ВИП. 17 94
зовываться в результате неконтролируемых перемещений ТСМ. Сток подогретой ОТВ воды
из ядерно-опасного скопления ТСМ в помещении 305/2 косвенно контролируется динамикой
температурных градиентов в скважинах подреакторной плиты, в частности, в скважине
Ю.9.Б. На рис. 3 показано положение датчиков температуры в подреакторной плите.
Повышение надежности контроля ТСМ
Другая проблема связана с тем, что сварочные, монтажно-строительные и другие
работы, проводимые на объекте «Укрытие», являются источником электромагнитных помех.
Это повышает вероятность сбоев, особенно в каналах контроля нейтронной активности. При
строительстве и вводе в эксплуатацию НБК интенсивность таких работ и создаваемых ими
помех еще больше усложнит работу систем контроля. Это потребует принятия допол-
нительных мер по повышению их помехозащищенности. До сих пор такие меры фактически
не планировались и не проводились. Сейчас на объекте «Укрытие» существует только один
контур заземления, на котором «сидят» и измерительные каналы, и сварщики. Поэтому при
Рис. 2. Динамика остаточного тепловыделения и спада температуры
в подреакторной плите (помещение 305/2).
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
240
фев 88 июл 88 янв 89 июл 89 янв 90 июл 90 янв 91 июл 91 янв 92
Температура, °С
Скв. З-9-К,
Скв. Ю-9-В
Остаточное
тепловыделение
(в относительных единицах)
З.9.Ж
отм. 9.1
З.9.Н
отм. 9.0
Ю.9.В
отм. 8.9
49 48 47 46
305/2
З.9.К
отм. 9.1
З.9.В
отм. 9.15
З.9.Р
отм. 8.9
Ю.9.Б
отм. 8.8
Л
К
И
45
Рис. 3. Датчики температуры в районе ядерно-опасного скопления ТСМ:
- датчики температуры системы «Финиш»; - - датчики температуры «СК ТСМ» и «Финиш-Р».
ОСОБЕННОСТИ КОНТРОЛЯ ЯДЕРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
________________________________________________________________________________________________________________________
ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2011 ВИП. 17 95
работе мощного промышленного оборудования нередко «зашкаливают» показания нейтрон-
ных детекторов. Это приводит к частым ложным сигналам «авария».
Для оперативного анализа аномальных показаний в системах контроля должны быть
предусмотрены специальные меры. В частности, эффективным способом отсеивания недо-
стоверных показаний является оперативный анализ формы сигналов, поступающих от
нейтронных детекторов. Такой возможности в регламентных системах нет. В исследова-
тельской системе «Финиш» алгоритм измерений более гибкий. Дежурный оператор может
поменять конфигурацию контролируемых параметров, просмотреть на осциллографе харак-
тер сигналов от датчиков и принять необходимые меры по предотвращению ложных
сигналов тревоги. Кроме того, в системе предусмотрены и программные алгоритмы отсеи-
вания недостоверных результатов контроля.
Необходимо, чтобы в период сооружения НБК контроль ядерной безопасности, кроме
штатной ИАСК, выполнялся также и другой (резервной исследовательской) системой с более
гибким режимом измерений и возможностью оперативного анализа ситуаций. Это особенно
важно при выявлении причин аномальных отклонений в каналах контроля нейтронной
активности. Такая система может быть создана на базе существующей ИИС «Финиш»,
которая работает на объекте «Укрытие» с 1988 г., имеет разветвленную сеть датчиков,
кабельных коммуникаций, опытный персонал, большую базу данных о динамике параметров
ТСМ. Информативность этой системы можно еще более увеличить, передав ей датчики и
контрольные точки от «Финиш-Р» и СК ТСМ, которые планируется вывести из регла-
ментной эксплуатации после создания ИАСК. Такая резервная система позволит в аномаль-
ных ситуациях получать информацию, дублирующую и дополняющую регламентный
контроль объекта. На базе этой системы можно отрабатывать технические решения по
повышению эффективности контроля ТСМ, проводить метрологическую проверку новых
каналов и методик. Аналогичные работы уже проводились при создании «Финиш-Р».
Другая проблема, также связанная с вероятностью ложных сигналов тревоги, это
назначение пороговых уровней на контролируемые параметры. В Технологическом регла-
менте объекта «Укрытие» (п. 5.1.2 ТР-ОУ) за критические уровни принимаются значения
плотности потока нейтронов (ППН) в точках контроля, с учетом максимальных отклонений
результатов измерений от средних значений, зафиксированных в течение года [7]. При этом,
однако, не указывается временной интервал осреднения результатов измерений. Поэтому для
каждой системы контроля (СК ТСМ и «Финиш-Р») используют разный подход определения
пороговых значений. В системе «Финиш-Р» за результат измерения принимается среднее
значение за сеанс измерений (за 10 мин), а в СК ТСМ значение контролируемого параметра
фиксируется каждые 15 с цикла измерения.
Данные о ППН являются случайной величиной. На рис. 4 показан график показаний
ППН, фиксируемый в СК ТСМ каждые 15 с и график значений ППН с двухминутным
циклом осреднения. Видно, что максимальные отклонения контролируемых параметров и
пороговые уровни будут отличаться в зависимости от интервала осреднения.
Конечно, нет необходимости анализировать каждое мгновенное значение и при-
нимать решения каждые 15 с. Ведь за это время нереально выполнить необходимый объем
действий по сигналу тревоги, а вероятность ложной тревоги при этом очень велика. Для
определения пороговых уровней необходимо выбирать рациональный интервал осреднения
как с учетом своевременной аварийной сигнализации, так и с учетом уменьшения ложных
тревог. В частности, для оптимизации систем контроля можно использовать математический
аппарат минимизации средних рисков от ошибок первого и второго рода [8]. Возможности
аппаратуры ИАСК позволяют накапливать и оперативно анализировать большой объем
информации. Необходимо разработать специальную методику обработки статистических
данных для рационального назначения и своевременной корректировки пороговых значений
контролируемых параметров, а также для эффективного отсеивания недостоверных
показаний в каналах контроля ТСМ.
Е. Д. ВЫСОТСКИЙ, А. И. ДОВЫДЬКОВ, В. А. КРАСНОВ, В. Н. ЩЕРБИН
________________________________________________________________________________________________________________________
ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2011 ВИП. 17 96
Выводы
1. Надежный контроль ядерной безопасности объекта «Укрытие» в настоящее время
не обеспечивается, так как нейтронные детекторы располагаются на периферии ядерно-
опасных скоплений ТСМ и фактически контролируют суммарные фоновые параметры МЭД
и нейтронных потоков. Для своевременного обнаружения нейтронных аномалий они мало-
эффективны.
2. В новой интегрированной системе контроля используют контрольные точки еще
более удаленные от ядерно-опасных скоплений ТСМ. Поэтому ИАСК тоже не решает в
полной мере задач обеспечения надежного и достоверного контроля динамики ядерно-физи-
ческих параметров ТСМ. Актуальной задачей остается обеспечение доступа непосредственно к
ядерно-опасным скоплениям ТСМ, например путем реализации технологии «горячего» бурения.
3. В период сооружения НБК увеличится интенсивность сварочных и других работ,
связанных большими электромагнитными помехами. Это еще более усложнит работу систем
контроля ТСМ, повысит вероятность помех и сбоев в каналах контроля нейтронной
активности. Поэтому нужны дополнительные меры по повышению их помехозащищенности.
В частности, необходимо, чтобы контроль ядерной безопасности объекта «Укрытие», кроме
регламентной ИАСК, выполнялся также и другой, более гибкой, резервной системой. Это
особенно важно для оперативного выявления причин аномальных отклонений в каналах
контроля нейтронной активности.
4. Такая резервная система может быть создана на базе существующей ИИС
«Финиш», которая работает на объекте «Укрытие» с 1988 г., имеет разветвленную сеть
датчиков, кабельных коммуникаций, большую базу данных о динамике параметров ТСМ.
Информативность этой системы можно увеличить, передав ей датчики и контрольные точки
от «Финиш-Р» и «СК ТСМ», которые планируется вывести из регламентной эксплуатации
после создания ИАСК.
5. Изменения температурных полей несут важную информацию о динамике тепло-
выделения ТСМ, расположении, количестве и концентрации в них ядерного топлива.
Поэтому в системах контроля ядерно-физических параметров ТСМ в объекте «Укрытие»
необходимы также датчики температуры, особенно в зонах ядерно-опасных скоплений ТСМ.
6. Для правильного определения пороговых уровней, особенно в каналах контроля
нейтронной активности, необходимо выбирать рациональный интервал осреднения и алго-
ритм обработки результатов измерений как с учетом своевременной аварийной сигнали-
зации, так и с учетом уменьшения потерь от ложных тревог.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
9:00:00 9:01:26 9:02:53 9:04:19 9:05:46 9:07:12 9:08:38
Время
ППН, нейтрон/см2
·с
Осреднение
за 2 мин
15 с
Рис. 4. Показания датчика потока нейтронов № 6 СК ТСМ при регистрации
через 15 с и при осреднении результатов за 2 мин.
ОСОБЕННОСТИ КОНТРОЛЯ ЯДЕРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
________________________________________________________________________________________________________________________
ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2011 ВИП. 17 97
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Объект «Укрытие»: 1986 - 2011. На пути к преобразованию / А. А. Ключников, В. А. Краснов,
В. М. Рудько, В. Н. Щербин. – Чернобыль: Ин-т проблем безопасности АЭС НАН Украины,
2011. - 286 с.
2. Высотский Е.Д., Ключников А.А., Краснов В.А. Локализация ядерно-опасных скоплений топливо-
содержащих материалов // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля. – 2007. –
Вип. 7. - С. 66 - 75.
3. Высотский Е.Д., Ключников А.А., Щербин В.Н., Шостак В.Б. Нейтронно-физические характерис-
тики ядерно-опасных скоплений топливосодержащих материалов // Там же. – 2009. – Вип. 12. -
С. 93 -101.
4. 4. Модельные и экспериментальные исследования эффективности нейтронного контроля
топливосодержащих материалов в зонах критмассового риска: (Отчет по НИР)/ ИПБ АЭС НАН
Украины; Рук. А. А. Ключников. - Инв. № 3886. - Чернобыль, 2007.
5. Пазухин Э.М. Лавообразные топливосодержащие массы 4-го блока Чернобыльской АЭС:
топография, физико-химические свойства, сценарий образования, влияние на окружающую
среду: Дис. ... д-ра техн. наук. - Чернобыль, 1999. - 293 с.
6. Системы контроля состояния топливосодержащих материалов объекта «Укрытие» /А. Ф. Атро-
щенко, В. А. Балюн, Е. Д. Высотский и др. – Чернобыль, 1999. - 40 с. – (Препр. / НАН Украины.
МНТЦ «Укрытие»; 99-3).
7. Технологический регламент объекта «Укрытие» реактора блока № 4 Чернобыльской АЭС. –
Чернобыль, 1999.
8. Августов В.В., Кучмагра А.А., Молчанов О.С. и др. Обоснование выбора пороговых значений
контролируемых параметров системы контроля топливосодержащих материалов на объекте
«Укрытие // Проблеми Чернобиля. – 2000. – Вип. 6. - С. 140 - 152.
Є. Д. Висотський, А. І. Довидьков, В. О. Краснов, В. М. Щербін
ОСОБЛИВОСТІ КОНТРОЛЮ ЯДЕРНОЇ БЕЗПЕКИ ОБ'ЄКТА «УКРИТТЯ» В ПЕРІОД
СПОРУДЖЕННЯ НОВОГО БЕЗПЕЧНОГО КОНФАЙНМЕНТА
Наведено основні чинники, що впливають на ефективність контролю ядерної безпеки об'єкта
«Укриття» в період спорудження нового безпечного конфайнмента. Показано, що діючі регламентні
системи контролю та нова інтегрована автоматизована система контролю (ІАСК) не забезпечують
необхідної ефективності контролю ядерної безпеки. Запропоновано, разом з регламентним
контролем, використовувати, як резервну, дослідницьку систему, що дає змогу оперативно виявляти
причини аномальних показань у каналах контролю нейтронної активності. Наведено обгрунтування
необхідності розміщення нейтронних детекторів безпосередньо в зоні ядерно-небезпечних скупчень,
систематизації контролю динаміки температурних полів у зонах скупчень паливовмісних матеріалів
та оптимізації порогових рівнів у системах контролю.
Ключові слова: об'єкт «Укриття», паливовмісні матеріали, контроль ядерної безпеки.
E. D. Vysotskiy, A. I. Dovydkov, V. A. Krasnov, V. М. Shcherbin
FEATURES OF THE CONTROL OF OBJEKT ”UKRYTTYA” NUCLEA R SAFETY, DURING
THE NEW SAFE CONFINEMENT BUILDING
Basic factors influencing on efficiency of nuclear safety control of object “Ukryttya” in the period of
building of the new safe confinement are pointed out. It is shown that the existing regulation monitoring
systems and the new IASC system does not provide the required effectiveness of nuclear safety control. It is
offered, along with regulation control, to use, as a backup, research system, that allows to identify
operatively causes of abnormal readings in channels of neutron activity control. It is given the basis, that
placing of neutron detectors directly in nuclear-hazardons clasters zone is necessary. Systematization control
of dynamics of temperature fields in fuel material accumulations areas and optimization of threshold levels
in control systems are have to be conducted.
Keywords: objekt ”Ukryttya”, fuel-containing materials, nuclear safety control.
Поступила в редакцию 11.05.11
|