Анализ уроков тяжелых аварий на АЭС Fukushima-Daiichi для переоценки безопасности

На основе анализа известных деклараций о причинах и уроках тяжелых аварий на АЭС Fukushima-Daiichi предложены комментарии авторов относительно необходимости более эффективных подходов переоценки безопасности действующих и проектируемых АЭС. Использованное в стресс-тестах переоценки безопасности АЭС...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Veröffentlicht in:Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля
Datum:2014
Hauptverfasser: Скалозубов, В.И., Козлов, И.Л., Габлая, Т.В., Герасименко, Т.В., Скалозубов, К.В.
Format: Artikel
Sprache:Russian
Veröffentlicht: Інститут проблем безпеки атомних електростанцій НАН України 2014
Schlagworte:
Online Zugang:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127682
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Анализ уроков тяжелых аварий на АЭС Fukushima-Daiichi для переоценки безопасности / В.И. Скалозубов, И.Л. Козлов, T.В. Габлаят, Т.В. Герасименко, К.В. Скалозубов // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля: наук.-техн. зб. — 2014. — Вип. 23. — С. 5-12. — Бібліогр.: 23 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-127682
record_format dspace
spelling Скалозубов, В.И.
Козлов, И.Л.
Габлая, Т.В.
Герасименко, Т.В.
Скалозубов, К.В.
2017-12-25T19:36:55Z
2017-12-25T19:36:55Z
2014
Анализ уроков тяжелых аварий на АЭС Fukushima-Daiichi для переоценки безопасности / В.И. Скалозубов, И.Л. Козлов, T.В. Габлаят, Т.В. Герасименко, К.В. Скалозубов // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля: наук.-техн. зб. — 2014. — Вип. 23. — С. 5-12. — Бібліогр.: 23 назв. — рос.
1813-3584
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127682
629.031
На основе анализа известных деклараций о причинах и уроках тяжелых аварий на АЭС Fukushima-Daiichi предложены комментарии авторов относительно необходимости более эффективных подходов переоценки безопасности действующих и проектируемых АЭС. Использованное в стресс-тестах переоценки безопасности АЭС Украины методическое обеспечение моделирования возможных затоплений промплощадок при запроектных землетрясениях является недостаточно обоснованным. Поэтому выводы стресс-тестов в отношении безопасности АЭС Украины при экстремальных природных воздействиях полагаем преждевременными.
На основі аналізу відомих декларацій про причини та уроки важких аварій на АЕС Fukushima-Daiichi запропоновано коментарі авторів щодо необхідності більш ефективних підходів переоцінки безпеки діючих і проектованих АЕС. Використане в стрес-тестах переоцінки безпеки АЕС України методичне забезпечення моделювання можливих затоплень проммайданчиків при запроектних землетрусах є недостатньо обгрунтованим. Тому висновки стрес-тестів щодо безпеки АЕС України при екстремальних природних впливах вважаємо передчасними.
On the basis of analysis of known declarations about the causes and lessons of severe accidents at Fukushima-Daiichi nuclear power plant proposed by the authors' comments on the need for more effective approaches safety reassessment of existing and planned nuclear power plants. Used in the stress-tests of Ukrainian NPP safety reassessment methodological support modeling of possible flooding at industrial sites beyond design basis earthquake is insufficiently substantiated. Therefore the findings of stress-tests for the safety of Ukrainian NPPs under extreme environmental impacts believe premature.
ru
Інститут проблем безпеки атомних електростанцій НАН України
Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля
Проблеми безпеки атомних електростанцій
Анализ уроков тяжелых аварий на АЭС Fukushima-Daiichi для переоценки безопасности
Аналіз уроків важких аварій на АЕС Fukushima-Daiichi щодо переоцінки безпеки
Analysis of lessons severe accidents at nuclear power plants Fukushima-Daiichi for translating safety
Article
published earlier
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
title Анализ уроков тяжелых аварий на АЭС Fukushima-Daiichi для переоценки безопасности
spellingShingle Анализ уроков тяжелых аварий на АЭС Fukushima-Daiichi для переоценки безопасности
Скалозубов, В.И.
Козлов, И.Л.
Габлая, Т.В.
Герасименко, Т.В.
Скалозубов, К.В.
Проблеми безпеки атомних електростанцій
title_short Анализ уроков тяжелых аварий на АЭС Fukushima-Daiichi для переоценки безопасности
title_full Анализ уроков тяжелых аварий на АЭС Fukushima-Daiichi для переоценки безопасности
title_fullStr Анализ уроков тяжелых аварий на АЭС Fukushima-Daiichi для переоценки безопасности
title_full_unstemmed Анализ уроков тяжелых аварий на АЭС Fukushima-Daiichi для переоценки безопасности
title_sort анализ уроков тяжелых аварий на аэс fukushima-daiichi для переоценки безопасности
author Скалозубов, В.И.
Козлов, И.Л.
Габлая, Т.В.
Герасименко, Т.В.
Скалозубов, К.В.
author_facet Скалозубов, В.И.
Козлов, И.Л.
Габлая, Т.В.
Герасименко, Т.В.
Скалозубов, К.В.
topic Проблеми безпеки атомних електростанцій
topic_facet Проблеми безпеки атомних електростанцій
publishDate 2014
language Russian
container_title Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля
publisher Інститут проблем безпеки атомних електростанцій НАН України
format Article
title_alt Аналіз уроків важких аварій на АЕС Fukushima-Daiichi щодо переоцінки безпеки
Analysis of lessons severe accidents at nuclear power plants Fukushima-Daiichi for translating safety
description На основе анализа известных деклараций о причинах и уроках тяжелых аварий на АЭС Fukushima-Daiichi предложены комментарии авторов относительно необходимости более эффективных подходов переоценки безопасности действующих и проектируемых АЭС. Использованное в стресс-тестах переоценки безопасности АЭС Украины методическое обеспечение моделирования возможных затоплений промплощадок при запроектных землетрясениях является недостаточно обоснованным. Поэтому выводы стресс-тестов в отношении безопасности АЭС Украины при экстремальных природных воздействиях полагаем преждевременными. На основі аналізу відомих декларацій про причини та уроки важких аварій на АЕС Fukushima-Daiichi запропоновано коментарі авторів щодо необхідності більш ефективних підходів переоцінки безпеки діючих і проектованих АЕС. Використане в стрес-тестах переоцінки безпеки АЕС України методичне забезпечення моделювання можливих затоплень проммайданчиків при запроектних землетрусах є недостатньо обгрунтованим. Тому висновки стрес-тестів щодо безпеки АЕС України при екстремальних природних впливах вважаємо передчасними. On the basis of analysis of known declarations about the causes and lessons of severe accidents at Fukushima-Daiichi nuclear power plant proposed by the authors' comments on the need for more effective approaches safety reassessment of existing and planned nuclear power plants. Used in the stress-tests of Ukrainian NPP safety reassessment methodological support modeling of possible flooding at industrial sites beyond design basis earthquake is insufficiently substantiated. Therefore the findings of stress-tests for the safety of Ukrainian NPPs under extreme environmental impacts believe premature.
issn 1813-3584
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127682
citation_txt Анализ уроков тяжелых аварий на АЭС Fukushima-Daiichi для переоценки безопасности / В.И. Скалозубов, И.Л. Козлов, T.В. Габлаят, Т.В. Герасименко, К.В. Скалозубов // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля: наук.-техн. зб. — 2014. — Вип. 23. — С. 5-12. — Бібліогр.: 23 назв. — рос.
work_keys_str_mv AT skalozubovvi analizurokovtâželyhavariinaaésfukushimadaiichidlâpereocenkibezopasnosti
AT kozlovil analizurokovtâželyhavariinaaésfukushimadaiichidlâpereocenkibezopasnosti
AT gablaâtv analizurokovtâželyhavariinaaésfukushimadaiichidlâpereocenkibezopasnosti
AT gerasimenkotv analizurokovtâželyhavariinaaésfukushimadaiichidlâpereocenkibezopasnosti
AT skalozubovkv analizurokovtâželyhavariinaaésfukushimadaiichidlâpereocenkibezopasnosti
AT skalozubovvi analízurokívvažkihavaríinaaesfukushimadaiichiŝodopereocínkibezpeki
AT kozlovil analízurokívvažkihavaríinaaesfukushimadaiichiŝodopereocínkibezpeki
AT gablaâtv analízurokívvažkihavaríinaaesfukushimadaiichiŝodopereocínkibezpeki
AT gerasimenkotv analízurokívvažkihavaríinaaesfukushimadaiichiŝodopereocínkibezpeki
AT skalozubovkv analízurokívvažkihavaríinaaesfukushimadaiichiŝodopereocínkibezpeki
AT skalozubovvi analysisoflessonssevereaccidentsatnuclearpowerplantsfukushimadaiichifortranslatingsafety
AT kozlovil analysisoflessonssevereaccidentsatnuclearpowerplantsfukushimadaiichifortranslatingsafety
AT gablaâtv analysisoflessonssevereaccidentsatnuclearpowerplantsfukushimadaiichifortranslatingsafety
AT gerasimenkotv analysisoflessonssevereaccidentsatnuclearpowerplantsfukushimadaiichifortranslatingsafety
AT skalozubovkv analysisoflessonssevereaccidentsatnuclearpowerplantsfukushimadaiichifortranslatingsafety
first_indexed 2025-11-26T09:58:58Z
last_indexed 2025-11-26T09:58:58Z
_version_ 1850619955705282560
fulltext ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2014 ВИП. 23 5 --------------------------------- ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ -------------------------------- УДК 629.031 В. И. Скалозубов1, И. Л. Козлов2, Т. В. Габлая1, Т. В. Герасименко3, К. В. Скалозубов1 1 Институт проблем безопасности АЭС НАН Украины, ул. Лысогорская, 12, корп. 106, Киев, 03028, Украина 2 Одесский национальный политехнический университет, пр. Шевченко 1, Одесса, 65044, Украина 3 Государственная экологическая академия Украины, ул. Урицкого, 35, Киев, 03035, Украина АНАЛИЗ УРОКОВ ТЯЖЕЛЫХ АВАРИЙ НА АЭС FUKUSHIMA-DAIICHI ДЛЯ ПЕРЕОЦЕНКИ БЕЗОПАСНОСТИ На основе анализа известных деклараций о причинах и уроках тяжелых аварий на АЭС Fukushima- Daiichi предложены комментарии авторов относительно необходимости более эффективных подходов пере- оценки безопасности действующих и проектируемых АЭС. Использованное в стресс-тестах переоценки без- опасности АЭС Украины методическое обеспечение моделирования возможных затоплений промплощадок при запроектных землетрясениях является недостаточно обоснованным. Поэтому выводы стресс-тестов в отноше- нии безопасности АЭС Украины при экстремальных природных воздействиях полагаем преждевременными. Ключевые слова: тяжелые аварии, переоценка безопасности. После произошедших тяжелых аварий и разрушительных взрывов с катастрофическими эко- логическими последствиями на АЭС Fukushima-Daiichi в марте 2011 г. было представлено достаточ- но много официальных заявлений эксплуатирующей организации ТЕРСО, японского правительства, МАГАТЭ, государственных организаций регулирования ядерной и радиационной безопасности ве- дущих ядерных держав. Также были даны научно-технические отчеты/публикации об уроках Фук- симской катастрофы для дальнейшего обеспечения и повышения безопасности эксплуатации ядер- ных энергетических установок (например, [1 – 23] и др.). Относительно выводов эксплуатирующей организации ТЕРСО о причинах и последствиях большой аварии на АЭС Fukushima-Daiichi необходимо сделать ряд комментариев. 1. Мероприятия по поддержанию необходимого уровня в бассейне выдержки отработанного ядерного топлива (БВ ОЯТ) блока № 4 подтверждены в отчете ТЕРСО только после разрушительного взрыва 15 марта (использование мобильного насоса и вертолетов для разбрызгивания через повре- жденную крышу здания блока № 4). Подтверждение наличия необходимого уровня в БВ ОЯТ блока № 4 основывалось на результатах визуального наблюдения 16 марта, а также измерений радиацион- ных последствий после взрыва 15 марта. Возможное опасное снижение уровня в БВ ОЯТ блока № 4 было спрогнозировано ТЕРСО на конец марта. Вместе с тем предварительные оценки состояния БВ ОЯТ блока № 4 косвенно указывали на снижение уровня еще до взрыва 15 марта (возможно, по причине потери герметичности бассейна при сейсмическом воздействии). Специалисты регулирующих органов Японии (NISA) и США (NRC), а также европейского концерна AREVA высказали сомнения в том, что необходимый уровень в бас- сейне поддерживался до и после взрыва 15 марта. В любом случае разрушительного взрыва на блоке № 4 избежать не удалось по причине недо- статков проектов энергоблоков (возможность попадания продуктов вентиляции от соседних блоков) и недостаточно эффективных действий аварийного персонала по изоляции аварийных блоков и под- держанию необходимого уровня в БВ ОЯТ. 2. Выводы ТЕРСО о том, что причиной всех взрывов были процессы дефлаграции/детонации водорода, основывались на том, что температура горючих материалов (например, турбинного масла) была недостаточной для их взрывоопасности, а давление в контайнментах контролировалось на ква- зистатическом уровне. Относительно небольшие разрушительные последствия также не характерны для паровых «энергетических» взрывов. Однако эти выводы не представляются достаточно обоснованными по следующим поло- жениям: а) фактически отсутствовал мониторинг условий паровых взрывов в реакторах блоков № 1 - 3; б) перед взрывами на блоках № 2 и 3 были зафиксированы периодические резкие увеличения давления в контайнментах (в частности, утром 14 марта); в) взрыв (а возможно, и последовательность взрывов) на блоке № 2 произошел внутри кон- тайнмента, заполненного рекомбинаторами (азот, инертные газы) для предотвращения детонации/де- © В. И. Скалозубов, И. Л. Козлов, Т. В. Габлая, Т. В. Герасименко, К. В. Скалозубов, 2014 В. И. СКАЛОЗУБОВ, И. Л. КОЗЛОВ, Т. В. ГАБЛАЯ И ДР. ________________________________________________________________________________________________________________________ ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2014 ВИП. 23 6 флаграции водорода, что подтверждается резким снижением давления (более чем в три раза) в баке- барботере после взрыва (возможно, в результате его повреждения); г) характер поведения давления в контайнменте блока № 3 до и после мощного взрыва в 11:01 14 марта, «грибовидная» форма облака взрыва, устойчивые паровые факелы из контайнмента после взрыва, а также значительно бóльшие разрушения здания, чем на блоке № 1, не исключают возмож- ности парового «энергетического» взрыва и на блоке № 3 (в том числе с последующей инициацией водородных взрывов в здании [3]). 3. Попытки вентиляции для снижения давления в реакторе и контайнменте согласно отчету ТЕРСО осуществлялись: на блоке № 1 (взрыв водорода в 15:36 12 марта в здании) – в 14:00 12 марта, в 21:00 и 21:35 14 марта; на блоке № 2 (взрыва водорода не было) – в 9:00, 11:17, 12:00 и 21:00 13 марта; в 06:00 и 16:20 14 марта (просверлено отверстие в здании); в 16:00 15 марта; в 02:00 16 марта; в 21:00 17 марта; в 05:00 18 марта; на блоке № 3 (взрыв водорода 11:01 14 марта в здании) – в 9:20 13 марта; в 11:00 20 марта и др. Мероприятия по превентивной вентиляции блока № 4 до взрыва (05:54 15 марта) не осу- ществлялись. МАГАТЭ дополнительно уточнило свое предыдущее сообщение о том, что вентилиро- вание на блоках № 1 и 2 в действительности не проводилось. С другой стороны, в случае реализации мероприятий по вентиляции контайнментов и отказов по вентилированию зданий энергоблоков воз- растает вероятность возникновения внутренних взрывов водорода. Однако в любом случае меропри- ятия по превентивному вентилированию аварийных блоков не были эффективными: не удалось из- бежать разрушительных взрывов и катастрофических экологических последствий. Этот вывод можно отнести и к мероприятиям по отводу остаточных тепловыделений и охлаждению поврежденного ядерного топлива до возникновения взрывов. Основные причины неэффективности этих мероприя- тий, по нашему мнению, связаны с ограниченными конструкционно-техническими возможностями аварийных энергоблоков с реакторами BWR по предотвращению парогазовых взрывов, а также недо- статочной организацией и подготовленностью действий аварийного персонала по управлению по- добными авариями. В официальном докладе-резюме о событиях на АЭС Fukushima-Daiichi независимой комиссии по расследованию Национального парламента Японии (СNDJ) указывается, что коренные причины аварии заключаются в недостатках действующей организационной и регулирующей системы обеспе- чения безопасности эксплуатирующей организацией (ТЕРСО), государственными регулирующими органами (NISA, NSC) и организациями поддержки ядерной энергетики Японии (METI). Независи- мая комиссия парламента Японии CNDJ также пришла к выводу, что непосредственной причиной аварии могло быть запроектное землетрясение, приведшее к повреждению оборудования/систем. В качестве основных причин аварий из-за повреждения оборудования/систем от непосредственного воздействия землетрясения CNDJ полагает: относительная скоротечность мощного взрыва на блоке № 1 после аварийного останова реактора; озабоченность операторов в процессе аварии по поводу возможных утечек теплоносителя; оценки в отношении возможности малых течей при запроектных землетрясениях и др. Кроме того, были также две причины потери внешнего источника питания, свя- занные с землетрясением: отсутствовала независимость сейсмостойких внешних систем электро- снабжения, трансформаторная станция не была сейсмостойкой. Особое внимание в отношении коренных причин большой аварии комиссия CNDJ справедли- во уделяет организационным недостаткам, связанным с отсутствием эффективных инструкций/руко- водств по управлению относительно маловероятными запроектными авариями. Таким образом, согласно CNDJ основные причины аварии связаны с недостатками организа- ции системы эксплуатации и регулирования безопасности, а также недостаточной эффективностью системы управления маловероятными авариями. Вместе с тем полагаем необходимым сделать не- сколько комментариев к основным положениям доклада комиссии CNDJ. 1. Недостаточно проанализированы ограничения старых американских проектов с BWR, экс- плуатируемых на АЭС Fukushima-Daiichi, связанные с возможностью преодоления перехода запро- ектных аварий в тяжелые. Именно эти ограничения были одной из коренных причин большой аварии. При этом реализация большинства мероприятий по вентиляции блоков № 1 - 3 до возникно- вения взрывов не получила достаточного подтверждения. АНАЛИЗ УРОКОВ ТЯЖЕЛЫХ АВАРИЙ НА АЭС ________________________________________________________________________________________________________________________ ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2014 ВИП. 23 7 2. На наш взгляд, резкие обвинения эксплуатирующей и регулирующей организаций излишне категоричны и не вполне справедливы: ответственность за аварию в равной степени должны нести проектные организации АЭС Fukushima-Daiichi, которые не обеспечили необходимый уровень без- опасности при внешних экстремальных событиях; недостаточное внимание к относительно малове- роятным аварийным событиям определяется общепринятым в мировой практике подходом – еще в 90-х годах прошлого века МАГАТЭ культивировала идеологию регулирующего органа США (NRC) по вероятностному ранжированию аварийных ситуаций и только после большой аварии на АЭС Fu- kushima-Daiichi пришло к необходимости пересмотра этой позиции. В этом аспекте мы не согласны с российскими коллегами [23], которые полагают по урокам Фукусимы допустимым ранее общепринятый подход исключения из анализа безопасности «…авари- йных сценариев, имеющих крайне малую вероятность реализации». Например, согласно результатам ВАБ украинских АЭС с ВВЭР-1000, полученным в «дофукусимский» период, полное обесточивание энергоблока является крайне маловероятным аварийным сценарием (порядка 10-7/1/год); но необхо- димость анализа этого сценария после фукусимских событий уже ни у кого не вызывает сомнений. Переоценка вероятности аварийных сценариев полного обесточивания с учетом внешних экстре- мальных событий не решает общие вопросы полноты спектра анализируемых сценариев в отношении «нефукусимских» событий, являющихся относительно маловероятными, но имеющих серьезные по- следствия (например, события при полном обесточивании с отказами пассивных систем безопасно- сти). NRC и ядерная промышленность США приняли активное участие как в поддержке и помощи Японии, так и в анализе причин и уроков большой аварии на АЭС Fukushima-Daiichi. В качестве ос- новной причины аварии было определено несоответствие проектных основ АЭС Fukushima-Daiichi необходимому уровню защиты от возникших запроектных цунами и землетрясений. Первоначально NRC отстаивала позицию, что причины и уроки аварии на АЭС Fukushima- Daiichi не повлияли на уровень безопасности американских АЭС (в том числе аналогичных японским 23 энергоблокам с BWR), так как затопление промплощадок АЭС США подобными цунами крайне маловероятно; станции обеспечены необходимой системой аварийного реагирования для аварий с обесточиванием и руководствами по управлению тяжелыми авариями (SAMG). Кроме того, после терактов 11 сентября в США начата реализация программы (известной под названием «В.5.в»), кото- рая была затребована NRC для обеспечения «смягчения» последствий от падения самолетов на АЭС. В частотности, эта программа предполагает размещение дополнительных мобильных насосных и ди- зельных установок. Однако авария на АЭС Fukushima-Daiichi выявила отдельные «слабые» места ре- акторных установок типа BWR, которые эксплуатируются в США. Поэтому 1 апреля 2011 г. NRC объявила о формировании краткосрочной Специальной комиссии из шести членов (NTF), которой дали 90 дней, чтобы изучить причины и уроки аварии Fukushima-Daiichi и рекомендовать меры по уменьшению «слабых мест» на американских реакторах. Доклад Специальной комиссии, выпущен- ный 12 июля (NRC 2011 Recommendations for enhancing reactor safety in the 21st centuri), содержал 12 общих рекомендаций. Позже (3 октября 2011 г.) NRC после обсуждения с заинтересованными сторонами результа- тов NTTF проинформировала о еще шести дополнительных рекомендациях. В отчете независимой организации ведущих ученых по ядерной безопасности (UCS) «Без- опасность американской ядерной энергетики спустя год после Fukushima» (март 2012 г.) также под- держивается принятие и внедрение общих рекомендаций NRC, но при этом отмечается, что США эксплуатирует на 23 энергоблоках проекты BWR и соответствующие системы предотвращения и управления авариями, аналогичные аварийным энергоблокам АЭС Fukushima-Daiichi. И хотя для американских станций подобные запроектные цунами практически исключены, они также уязвимы для других серьезных стихийных бедствий или террористических воздействий, которые могут приве- сти к авариям с полным длительным обесточиванием (например, уже в «постфукусимский» период внешним экстремальным воздействиям – торнадо, землетрясения – подверглись четыре американ- ских АЭС). Уроки большой аварии на АЭС Fukushima-Daiichi показали, что действующие подобные проекты BWR в принципе не позволяют предотвращать тяжелые аварии, которые вызваны полным длительным обесточиванием, и управлять ими; а все проблемы по управлению такими авариями фак- тически возлагаются на «смекалку и героизм» персонала. В дополнение к замечаниям UCS по программе NRC дальнейшего повышения безопасности АЭС США с учетом уроков большой аварии на АЭС Fukushima-Daiichi полагаем полезным отметить следующее. В. И. СКАЛОЗУБОВ, И. Л. КОЗЛОВ, Т. В. ГАБЛАЯ И ДР. ________________________________________________________________________________________________________________________ ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2014 ВИП. 23 8 NRC и ядерная промышленность США фактически определила затопление промплощадки АЭС Fukushima-Daiichi запроектными цунами, приведшее к полному длительному обесточиванию, как основную причину большой аварии. Однако эти события можно оценить как одну из основных причин начальной стадии запроектной аварии. Основными же причинами возникновения тяжелых аварий (с недопустимым повреждением ядерного топлива) и разрушительных взрывов были недо- статки проектов BWR и соответствующей системы управления запроектными и тяжелыми ава- риями. Эти недостатки NRC определила как «слабые места», выявленные в процессе аварии на АЭС Fukushima-Daiichi, а не как основные причины тяжелых аварий и их последствий. Однако если бы американские проекты BWR на АЭС Fukushima-Daiichi до аварии были обеспечены необходимой герметичностью от затоплений проходок и помещений, в которых располагались дизель-генераторов (ДГ), достаточными для охлаждения реактора и контайнмента пассивными системами безопасности, не требующими электропитания, независимыми системами вентиляции энергоблоков, системами ре- комбинации водорода вне контайнментов и т.п., то вне зависимости от действий аварийного персона- ла возможно было не только «смягчить» последствия, но и предотвратить возникновение тяжелых аварий. Косвенным подтверждением признания NRC недостатков американских проектов BWR и со- ответствующих систем аварийного регулирования могут быть непосредственно и сами рекомендации NRC по их модернизации, представленные уже в «постфукусимский» период. Целесообразность эф- фективного внедрения этих рекомендаций вполне очевидна, но уже бесполезна для предотвращения произошедшей аварии на АЭС Fukushima-Daiichi. В первое время после аварии на АЭС Fukushima-Daiichi NRC защищала безопасность АЭС США в отношении предотвращения возникновения и последствий подобных аварий. Такая позиция основывалась на ранее предпринятых мерах в системе реагирования и управления авариями с обесто- чиванием, вызванными внешними экстремальными событиями, а также принятой после 11 сентября и находящейся в процессе реализации противотеррористической программы «В.5.в» для АЭС США. Однако позже NRC были проведены две серии инспекций на каждой станции АЭС США, ре- зультаты которых заставили подвергнуть существенному сомнению обоснованность этой позиции. Международная экспертная миссия МАГАТЭ аварии на АЭС Fukushima-Daiichi (24 мая – 1 июня 2011 г.) на основе анализа причин и последствий аварии, фундаментальных принципов обес- печения безопасности и обобщения информации заинтересованных сторон сформулировала предва- рительные выводы и уроки большой аварии на АЭС Fukushima-Daiichi [11]. Относительно предварительных заключений МАГАТЭ о выводах и уроках аварий на АЭС Fukushima-Daiichi позволим сделать следующие основные комментарии. Основной причиной аварии, как следует из выводов экспертной миссии, МАГАТЭ полагает недостаточное обеспечение защиты станции от запроектных цунами, приведшее к затоплению пром- лощадки, полной потере длительного электроснабжения и практически всех проектных систем, обес- печивающих надежное и эффективное управление авариями на блоках № 1 - 4. Несмотря на героиче- ские усилия персонала, которые в сложившихся экстремальных условиях МАГАТЭ признает опти- мальными, возникновение тяжелых аварий и их последствий было неизбежно. Иначе говоря, МА- ГАТЭ фактически вынесло необоснованный «смертельный приговор» при авариях с полной потерей длительного электроснабжения при затоплении промплощадки. Косвенным подтверждением этого может быть ситуация на соседней АЭС Fukushima, которая также подверглась экстремальным воз- действиям и потере отдельных систем, но сумела сохранить необходимое электроснабжение и тем самым предотвратить катастрофические последствия. Следствие из выводов о неизбежности возник- ших тяжелых аварий на АЭС Fukushima-Daiichi связано с тем, что МАГАТЭ не признало одной из основных причин тяжелых аварий недостатки проектов BWR аварийных энергоблоков и проектной системы аварийного реагирования. По нашему мнению, основные недостатки проектов BWR аварийных энергоблоков АЭС Fu- kushima-Daiichi в предотвращении возникновения тяжелых аварий связаны с: недостаточной защищенностью ДГ системы резервного/аварийного электроснабжения от внешних экстремальных воздействий (в данном случае от затоплений цунами); недостаточностью пассивных систем безопасности (СБ), не требующих длительного электро- снабжения (обеспечение отвода остаточных тепловыделений на энергоблоках № 1 - 3 и от БВ ОЯТ на блоке № 4); зависимостью систем вентиляции разных блоков (попадание водорода из контайнмента блока № 3 в здание блока № 4). АНАЛИЗ УРОКОВ ТЯЖЕЛЫХ АВАРИЙ НА АЭС ________________________________________________________________________________________________________________________ ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2014 ВИП. 23 9 Произошедшая авария на АЭС Fukushima-Daiichi выявила следующие недостатки ранних проектов АЭС с BWR по организации управления тяжелыми авариями: недостаточное обеспечение защиты турбинного отделения и помещений ДГ от затоплений промплощадки АЭС (в том числе через подземные траншейные туннели для трубопроводов и ка- бельной сети). Восемь из 13 ДГ были расположены в подвале турбинного отделения в 140 м от побе- режья; два ДГ – на нижнем этаже за энергоблоком № 4, а три ДГ – внутри и вне энергоблока № 6. Уровень морской воды при затоплении только в машинном зале достиг 1,5 м, что привело к выходу из строя 12 из 13 ДГ; недостаточное обеспечение восстановления/дублирования выполнения функции надежного и длительного электроснабжения насосов СБ. Проектные аккумуляторные батареи, обеспечивающие работоспособность насосов СБ, разряжаются за 10 - 12 ч; надежное охлаждение естественной цирку- ляцией обеспечивается проектом лишь в течение 4 - 8 ч, а эффективность и время работы насосов СБ от турбопривода ограничены. В процессе аварии также выявлена общая ограниченность проекта в обеспеченности и эффективности пассивных СБ, не требующих электроснабжения (в частности, эф- фективность расположения бассейна сброса давления, органов регулирования и др.); в обосновании проектов недооценена возможность возникновения парогазовых взрывов как крайне маловероятных событий. В частности, следствием этой недооценки явилось отсутствие обос- нований мероприятий и противоаварийных процедур при отказах систем подачи рекомбинаторов во- дорода; недостаточная организация и эффективность систем контроля (в том числе отсутствие объек- тивной и достоверной информации о состоянии ядерного топлива и защитных барьеров безопасно- сти) и систем управления аварийными процессами; недостаточное обеспечение принципа независимости энергоблоков. Так, по одной из наибо- лее вероятных версий, разрушительные взрывы в приреакторном БВ ОЯТ энергоблока № 4 произо- шли в результате попадания парогазовой смеси водорода из контайнмента энергоблока № 3; недостаточная эффективность бака-барботера контайнмента Mark I при относительно дли- тельном протекании аварийного процесса в условиях полного обесточивания энергоблока, относи- тельно небольшой объем контайнмента Mark I (например, по отношению к ВВЭР-1000/320) затруд- няет размещение дополнительных пассивных систем безопасности и «дожигателей» водорода; существенная зависимость скорости снижения давления в реакторе от давления в защитной оболочке, что затрудняет подключение низконапорных систем аварийного охлаждения, а высокона- порные системы охлаждения работоспособны только при высоком давлении пара в реакторе, что ограничивает действия персонала по сбросу давления. Впоследствии эксперты МАГАТЭ в аналитическом отчете о состоянии мировой атомной энергетики на конец 2011 г. уточнили и конкретизировали свои рекомендации по урокам Фукусим- ской аварии для переоценки и дальнейшего повышения безопасности. Однако рекомендации по дальнейшему совершенствованию стратегий предотвращения и управления тяжелыми авариями фак- тически не затронули вопросы о необходимости учитывать не только фукусимские события (сов- местное воздействие запроектных экстремальных природных явлений на несколько энергоблоков, затопление и разрушение конструкций промплощадки, полная потеря длительного электроснабжения и т.п.), но и другие относительно маловероятные исходные аварийные события, имеющие катастро- фические последствия; а также вопросы о необходимости пересмотра методического обеспечения руководств/инструкций по управлению тяжелыми авариями в части формирования эффективных стратегий поврежденного ядерного топлива охлаждения и регулирование давления на разных стадиях развития тяжелых аварий для предотвращения разрушительных парогазовых взрывов и недопусти- мых радиационных выбросов в окружающую среду. В Украине в мае 2011 г. Государственная инспекция ядерного регулирования (ГИЯРУ) и экс- плуатирующая организация (ГП НАЭК «Энергоатом») разработали и приняли План мероприятий по выполнению целевой внеочередной проверки и дальнейшего повышения безопасности АЭС с учетом событий на АЭС Fukushima-Daiichi (далее – План), который в основном направлен на уточнение и дополнение действующей Комплексной (сводной) программы безопасности АЭС Украины (КсППБУ). Одним из базовых краткосрочных мероприятий этого Плана было проведение в 2011 г. стресс-тестов переоценки безопасности, основная цель которых связана с экспресс-оценкой текущего состояния безопасности и обоснованием дополнительных к КсППБУ долгосрочных мероприятий по дальнейшему повышению безопасности АЭС Украины с учетом уроков большой аварии на АЭС Fu- kushima-Daiichi. В. И. СКАЛОЗУБОВ, И. Л. КОЗЛОВ, Т. В. ГАБЛАЯ И ДР. ________________________________________________________________________________________________________________________ ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2014 ВИП. 23 10 Ограничения и недостатки результатов стресс-тестов в отношении возможности затоплений промплощадок действующих АЭС Украины при запроектных землетрясениях, на наш взгляд, заклю- чаются в следующем. 1. Влияние землетрясений учитываются только в отношении возможного разрушения дамб/плотин водохранилищ. Непосредственное сейсмическое воздействие на скорость и уровни волн воды в потоках и прудах-охладителях не учитывается. При этом мощность динамического воздей- ствия при запроектных землетрясениях может значительно превышать нивелирные, ветровые и па- водковые факторы, на которых основан анализ в стресс-тестах. 2. Используемые в ряде случаев (например, для ХАЭС и РАЭС) аргументы «достаточно даль- него расположения водохранилищ от промплощадок» являются недостаточно обоснованными (опять же по причине неучитывания непосредственного динамического воздействия запроектных землетря- сений на скорость и высоту возможных волн затоплений). 3. По этой же причине недостаточно обоснованы в стресс-тестах «запасы» уровня до затопле- ния промплощадок (для ЗАЭС-2,6м; для ХАЭС-3м; для ЮУАЭС-2,5м; для РАЭС-24м): непосред- ственные сейсмические воздействия на водные объемы могут существенно повлиять на их значения. 4. Для РАЭС основную опасность представляет вполне реальное затопление насосной стан- ции подпитки системы водоснабжения ответственных потребителей при запроектных землетрясени- ях, так как насосная станция находится фактически на одном уровне с водным объемом. В этом слу- чае надежность выполнения функции безопасности по обеспечению водоснабжением СБ для охла- ждения остановленных реакторов фактически полностью возлагается на системы градирен и брыз- гальных бассейнов. Поэтому стресс-тестами должна была быть определена необходимость глубокой квалификации указанных систем в условиях запроектных землетрясений (в том числе в комплексе с другими внешними экстремальными событиями); а выводы о том, что отказ систем подпитки от насосной станции в полной мере дублируются другими системами представляются преждевремен- ными. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Fukushima Nuclear Accident Analysis Report // TEPCO, Inc. – 20.06.2011. 2. Japanese earthquake and tsunami: implications for the UK nuclear industry //Find Report/HM Chief inspector of Nuclear installations. ONR of HSE. – September, 2011. 3. Recommendations for enhancing reactor safety in the 21st century // Report NRC US. –12.07.2011. 4. Complementary safety assessment of the French nuclear power plants // Autorite de Surete Nucleaire (ASN). – 2011. 5. IAEA. International Fact Finding Expect Mission of Nuclear Accident Following The Great East Japan Earth- quake And Tsunami // Prelimmary Summary: 24 May. –June, 2011. 6. Результаты оценки стресс-тестов действующих энергоблоков АЭС Украины с учетом уроков аварии на АЭС «Фукусима-1» в Японии / ГНТЦ ЯРБ – ГИЯРУ // Ядерная и радиационная безопасность. – 2012. – №. 1(53). 7. Результаты проведения стресс-тестов: Национальный отчет Украины / ГИЯРУ, 2011. – 137 с. 8. План дій щодо впровадження на АЕС України заходів з підвищення безпеки за результатами стрес-тестів / ДІЯРУ – ДНТЦ ЯРБ // Ядерна та радіаційна безпека. – 2013. – № 2(58). 9. Авария на АЭС «Фукусима-1»: опыт реагирования и уроки // Тр. ИБРАЭ РАН. – 2013. – Вып. 13. 10. Уроки ядерной аварии на АЭС Fukushima-Daiichi // Отчет INPO US.–11-005. – Август 2012. 11. IAEA. Обзор ядерной безопасности на 2011 год // Отчет МАГАТЭ. – 2012. 12. Ланкин М.Ю., Хамаза А.А., Шарафутдинов Р.Б., Мирошниченко М.И. О некоторых аспектах обоснования безопасности атомных станций (Уроки аварии на АЭС «Фукусима-Дайичи») // Ядерная и радиационная безопасность (НТЦ ЯРБ, Россия). – 2012. – №. 1(63). 13. Букринский А.М., Шарафутдинов Р.Б. Реакция международного ядерного сообщества на аварию на АЭС «Фукусима-Дайичи» в Японии 11 марта 2011 г. // Там же. – 2013. – № 3 (69). 14. The Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant Accident: OECD/NEA Nuclear Safety Response and Lessons Learnt, OECD 2013, NEA № 7161. 15. Беззубцев В.С. Уроки аварии на АЭС «Фукусима-Дайичи» и регулирование ядерной и радиационной без- опасности / Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору. – М.: ФБУ «НТЦ ЯРБ», 2012. 16. Черников О. Г. Изменения в управлении аварийными ситуациями на российских АЭС, принятые после аварии на АЭС «Фукусима». – М.: Росэнергоатом, 2013. АНАЛИЗ УРОКОВ ТЯЖЕЛЫХ АВАРИЙ НА АЭС ________________________________________________________________________________________________________________________ ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2014 ВИП. 23 11 17. Безопасность энергоблока ВВЭР-ТОИ при исходных событиях и отказах, имевших место на АЭС «Фуку- сима». – Международный форум «АТОМЭКСПО 2011»: «Развитие атомной энергетики: пауза или про- должение». – М.: ЦВЗ «Манеж», 6 - 8 июня 2011 г. 18. Реконструкции на АЭС ПАКШ для предупреждения и снижения последствий тяжелых аварий // Эйге- манн Габор, Добо Наталия. – АЭС Пакш., 2013. 19. Государственное научное учреждение «Объединенный институт энергетических и ядерных исследований – Сосны» / Национальная академия наук Беларуси // Информационный бюллетень. Сер. Атомная энерге- тика. АЭС Фукусима № 4-5. – 2011. – С. 5 - 6. 20. Августин Алонсо, Владимир Асмолов, Адольф Биркхофер и др. НИКОГДА БОЛЬШЕ: Предложения по достижению важнейшей цели ядерной безопасности // Индекс безопасности. – 2011. – Т. 17, № 3 (98). – С. 99 – 100. 21. Авария на АЭС «Фукусима» и ее последствия / Миссия РОТОБО:5-13.10.11. 22. Зыкова И.А., Гарбуз Ю.А., Зеленцова С.А., Романова О.Б. Анализ публикаций об аварии на АЭС «Фуку- сима» в средствах массовой информации // Радиационная гигиена. – 2011. – Т. 4, № 3. – С. 43. 23. Об утечках загрязненной воды и безопасности продукции морского промысла / Департамент рыболов- ства Японии. – Октябрь, 2013. В. І. Скалозубов1, І. Л. Козлов2, Т. В. Габлая1, Т. В. Герасименко3, К. В. Скалозубов1 1 Інститут проблем безпеки АЕС НАН України, вул. Лисогірська, 12,корп. 106, Київ, 03680, Україна 2 Одеський національний політехнічний університет, пр. Шевченко 1, Одеса, 65044, Україна 3 Державна екологіча академія післядипломної освіти, вул. Урицького, 35, Київ, 03035, Україна АНАЛІЗ УРОКІВ ВАЖКИХ АВАРІЙ НА АЕС FUKUSHIMA-DAIICHI ЩОДО ПЕРЕОЦІНКИ БЕЗПЕКИ На основі аналізу відомих декларацій про причини та уроки важких аварій на АЕС Fukushima-Daiichi запропоновано коментарі авторів щодо необхідності більш ефективних підходів переоцінки безпеки діючих і проектованих АЕС. Використане в стрес-тестах переоцінки безпеки АЕС України методичне забезпечення мо- делювання можливих затоплень проммайданчиків при запроектних землетрусах є недостатньо обгрунтованим. Тому висновки стрес-тестів щодо безпеки АЕС України при екстремальних природних впливах вважаємо пе- редчасними. Ключові слова: важкі аварії, переоцінка безпеки. V. I. Skalozubov1, I. L. Kozlov2, T. V. Gablaia1, T. V. Gerasimenko3, K. V. Skalozubov1 1 Institute for Safety Problems of Nuclear Power Plants NAS of Ukraine, Kirova str., 36a, Chornobyl, 07270, Ukraine 2 Odesa National Polytechnic University, Shevchenko pr., 1, Odesa, 65044, Ukraine 3 State Ecological Academy of Postgraduate Education and Management, Uritskogo str., 35, Kyiv, Ukraine ANALYSIS OF LESSONS SEVERE ACCIDENTS AT NUCLEAR POWER PLANTS FUKUSHIMA-DAIICHI FOR TRANSLATING SAFETY On the basis of analysis of known declarations about the causes and lessons of severe accidents at Fukushima- Daiichi nuclear power plant proposed by the authors' comments on the need for more effective approaches safety reas- sessment of existing and planned nuclear power plants. Used in the stress-tests of Ukrainian NPP safety reassessment methodological support modeling of possible flooding at industrial sites beyond design basis earthquake is insufficient- ly substantiated. Therefore the findings of stress-tests for the safety of Ukrainian NPPs under extreme environmental impacts believe premature. Keywords: severe accident, safety reassessment. REFERENCES 1. Fukushima Nuclear Accident Analysis Report // TEPCO, Inc. – 20.06.2011. 2. Japanese earthquake and tsunami: implications for the UK nuclear industry //Find Report/HM Chief inspector of Nuclear installations. ONR of HSE. – September, 2011. 3. Recommendations for enhancing reactor safety in the 21st century // Report NRC US. –12.07.2011. 4. Complementary safety assessment of the French nuclear power plants //Autorite de Surete Nucleaire (ASN). – 2011. 5. IAEA. International Fact Finding Expect Mission of Nuclear Accident Following The Great East Japan Earth- quake And Tsunami // Prelimmary Summary: 24 May. – June, 2011. В. И. СКАЛОЗУБОВ, И. Л. КОЗЛОВ, Т. В. ГАБЛАЯ И ДР. ________________________________________________________________________________________________________________________ ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2014 ВИП. 23 12 6. The evaluation results of stress tests for Ukrainian NPPs operating based on the lessons of the accident at the plant "Fukushima-1" in Japan / SSTC NRS- SNRIU // Yadernaya i radiatsionnaya bezopasnost. - 2012. - № 1 (53). (Rus) 7. Results of stress tests: National Report of Ukraine / SNRIU, 2011. – 137 p. (Rus) 8. Action Plan for implementation in Ukraine NPP safety improvement measures based on the results of stress-tests / SNRIU – SSTC NRS // Yaderna ta radiatsijna bezpeka. – 2013. - № 2 (58). (Ukr) 9. The accident at the nuclear power plant "Fukushima-1": experience and lessons learned from the response // Pro- ceedings IBRAE RAS. – 2013. - Iss. 13. (Rus) 10. Lessons nuclear accident at Fukushima-Daiichi // Report INPO US.-11-005. - August, 2012. . (Rus) 11. IAEA . Nuclear Safety Review for 2011 // Report of the IAEA. - 2012. (Rus) 12. Lankin M.Y., Khamaza A.A., Sharafutdinov R.B., Miroshnichenko M.I. Some aspects of the safety of nuclear power plants (NPP accident Lessons "Fukushima-Daiichi") // Yadernaya i radiatsionnaya bezopasnost (SEC NRS, Russia). - 2012. - № 1 (63). (Rus) 13. Bukrinsky A.M., Sharafutdinov R.B. Response of the international nuclear community to the accident at the plant "Fukushima-Daiichi" in Japan on March 11, 2011 // Ibid. – 2013. - № 3 (69). (Rus) 14. The Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant Accident: OECD/NEA Nuclear Safety Response and Lessons Learnt, OECD 2013, NEA № 7161. 15. Bezzubtsev V.S. Lessons from the accident at the nuclear power plant "Fukushima-Daiichi" and the regulation of nuclear and radiation safety / Federal Service for Ecological, Technological and Nuclear Supervision. - Мoskva: FBU «NTC YRB», 2012. (Rus) 16. Chernikov O.G. Changes in Emergency Management at Russian NPPs taken after the accident at the nuclear power plant "Fukushima". – Moskva: Rosenergoatom, 2013. (Rus) 17. Safety of power unit of VVER-TOI at initial events and refuses, taking place on AES «Fukusima». it is the Inter- national forum of «ATOMEKSPO 2011»: «Development of atomic energy: pause or continuation» . – Moskva: CVZ «Maneg», on June, 6 - 8, 2011. (Rus) 18. Reconstruction at the Paks NPP to prevent and reduce the impact of severe accidents // Eygemann Gabor, Dobo Natalia. - Paks., 2013. (Rus) 19. State Scientific Institution "Joint Institute for Power and Nuclear Research - Sosny"/ National Academy of Sci- ences of Belarus. Newsletter // Nuclear Energy Series. Fukushima nuclear power plant № 4-5. - 2011. - P. 5 - 6. (Rus) 20. Augustine Alonso, Asmolov Vladimir, Birkhoffer et al. NEVER AGAIN: Proposals for achieving the most im- portant goal of nuclear safety // Index bezopasnosti. – 2011. - Vol. 17, No. 3 (98). - P. 99 - 100. (Rus) 21. The accident at the nuclear power plant "Fukushima" and its consequences // Mission ROTOBO:5-13 .10.11. (Rus) 22. Zykov I.A., Harbuz Y.A., Zelentsova S.O., Romanova O.B. Analysis of the publications of the accident at the NPP "Fukushima" in the media // Radiatsionnaja Higiena. – 2011. - Vol. 4, № 3. – P. 43. (Rus) 23. About leaks of contaminated water and safety marine products / Department of Fisheries of Japan. - October, 2013. (Rus) Надійшла 13.05.14 Received 13.05.14