Щодо ситуації з ЗАЕС
Артем СтавенкоНавколо ЗАЕС зараз дуже багато накруту та паніки. Треба хоча б спробувати трохи розібратися. Я не претендую на істину в останній інстанції, є люди, які значно краще за мене розбираються і в ядерній фізиці, і в аспектах роботи реактора ВВЕР-1000, але певне розуміння я врешті-решт маю і спробую ним поділитися.
Для початку трохи загальних речей. У ядерній енергетиці виділяють три фундаментальні функції безпеки:[1]
1. Контроль реактивності (контроль над ланцюговою ядерною реакцією і її припинення у разі необхідності);
2. Забезпечення відбору тепла від реактора;
3. Контроль радіоактивних викидів
Важливий момент: порядок функцій – фіксований, тобто перший пріоритет має контроль реактивності, другий – тепловідбір і лише третій – контроль радіоактивних виходів. Це логічно, бо без контролю над критичністю ніякий тепловідбір не забезпечиш, так само як без забезпечення охолодження реактора не вийде утримувати радіоактивні викиди. У рамках цих функцій безпеки і будемо дивитися далі.
Першою фундаментальною функцією безпеки є контроль реактивності і тут все достатньо просто. Аварійний захист спрацьовує автоматично, без участі оператора, при перевищенні тих чи інших величин або відмов важливих систем. Некерованої ядерної реакції, як на Чорнобилі, не відбудеться, у реакторів типу ВВЕР дуже надійний дизайн щодо таких проблем.
Друга фундаментальна функція безпеки – забезпечення відводу тепла від реактора, і тут все складніше. Оскільки навіть після заглушення всередині ядерного реактора десятки тон розігрітого палива, його треба постійно охолоджувати, щоб воно не розплавилося. Якщо не прокачувати теплоносій (воду), то вона кипітиме, і шар пару навколо палива ще сильніше погіршить тепловіддачу. Для цього повинні працювати насоси та інше обладнання, яке вимагає, що логічно, електроенергії. Якщо пропадає електропостачання (заглушений реактор і обірвані лінії електропередач), то запускаються дизель-генератори, які підтримують основні системи до відновлення стабільного електропостачання. Дизель-генераторів на ЗАЕС достатньо, але є один нюанс. Вони потребують дизелю. Оскільки станція окупована протягом місяців, скоріш за все, дизелю там немає. Це можливе обґрунтування того, чому ДІЯРУ заявляє про «фукушімський сценарій»[2]. Русня може використати цю ситуацію, щоб підключити ЗАЕС до своєї електромережі, типу «дивіться, ми забезпечуємо електроживлення ЗАЕС, ми молодці!», і це вкрай поганий сценарій. А для цього вона може знищити всі лінії електропередач від ЗАЕС, їх і там там залишилася одна. Про це говорить і персонал ЗАЕС [3].
Разом з тим, твердження про необхідність тримати блок на потужності задля безпеки, м’яко кажучи, дивне. Так, якщо блок перевести в режим «холодного зупину», в якому теплоносій знаходиться при низьких тиску та температурі, то часу на відновлення електропостачання буде значно більше, ніж у блоку на потужності. Крім того, в режимі «холодного зупину» не утворюються радіоактивні уламки поділу, а лише розпадаються. Так, за 80 днів кількість радіоактивного йоду-131 у зупиненому реакторі впаде у тисячу разів. Грубо кажучи, з точки зору ядерної та радіаційної безпеки реактор у «холодному зупині» значно безпечніший, про що, зокрема, говорив експерт з ДНТЦ ЯРБ у інтерв’ю DW [4], а він явно шарить більше за мене.
З «холодним зупином» взагалі цікаво виходить: спочатку ДІЯРУ заявляє, що зупиняти всі блоки не можна [2] і експлуатуюча організація (!) повинна визначити найбезпечніші режими роботи блоків, а потім видає зміни до ліцензії, де обмежує експлуатацію 1-го і 2-го блоку ЗАЕС «холодним зупином» [5]. Звісно, є ще 3-ій блок (4-ий, 5-ий і 6-ий, наскільки мені відомо, заглушені). Дивно, чому саме експлуатуюча організація має це робити, оскільки такі оцінки за ідеєю повинен робити орган науково-технічної підтримки ядерного регулятора, ДНТЦ ЯРБ. Щодо менеджменту досить багато питань. Ще в червні на офіційній фб-сторінці «Енергоатома» писали, що станція продовжує працювати для України, дані про контроль за ядерним матеріалом передаються, окупанти не втручаються в роботу станції [6]. А якісь активні дії щодо ЗАЕС почали робити лише нещодавно, коли станція захоплена з березня. Такий стан справ критикує, зокрема, Микола Штейнберг, колишній головний інженер ЧАЕС (заступив на посаду через 10 днів після аварії на ЧАЕС) та один з архітекторів української системи регулювання ядерної безпеки [7].
Тут я все-таки відзначу, що ситуація військового вторгнення на атомну електростанцію не розглядалася ніде і ніколи. Диверсії – можливо, але повномасштабне захоплення – ніколи. Ніхто не знає точно, що робити, коли реального впливу на станцію майже немає. І міжнародним організаціям варто було б задуматись щодо цього, але якщо вже наші туплять, то вони й поготів.
Але це вже я занурився у організаційні моменти, повертаємося до більш фізичних речей. Третю фундаментальну функцію безпеки – контроль радіоактивних викидів – не так-то й просто буде порушити. Тут варто згадати, які є бар’єри між радіоактивним ядерним паливом та навколишнім середовищем. По-перше, це сама паливна таблетка та металева оболонка палива. По-друге, це система першого контуру – сам реактор і трубопроводи , по-третє – біологічний захист (внутрішні бетонні конструкції) та гермооболонка (зовнішня залізобетонна конструкція, яка містить всередині все перераховане раніше). Гермооболонка витримує падіння літака (улюблений модельний об’єкт для регуляторів), а навіть якщо вона пошкоджена, то треба ще пошкодити реактор, що ще складніше. Оцінку щодо підриву вибухівки зсередини гермооболонки дати важко, але точно можна сказати, що такий підрив - непросте завдання, і щоб реально завдати серйозних ушкоджень у них ні вибухівки, ні знань не вистачить. Більшу небезпеку становить потрапляння в машзал, яке може призвести до втрати охолодження і розплавлення теплоносія. Але тут варто розуміти, що першими від цього постраждають самі окупанти, тому це можна вважати малоймовірним розвитком подій.
Інтенсивність радіоактивних викидів буде залежати від масштабів розгерметизації. Для аналізів розповсюдження радіоактивних викидів, таких як [8], зазвичай беруть консервативний варіант а-ля Чорнобиль, коли гермоболонка розворочена і звідти все еманує як дурне. Важливим є те, що подібні аналізи можуть дати якусь конкретну інформацію щодо розповсюдження радіоактивних викидів лише протягом пари днів, оскільки погода банально міняється, і від напрямку руху повітряних мас залежить тупо все.
Окремо скажу тут про йод. НЕ ПИЙТЕ ЙОД ПОКИ ВЛАДА У ВАШОМУ РЕГІОНІ ПРЯМИМ ТЕКСТОМ ПРО ЦЕ НЕ СКАЗАЛА! Сенс йодопрофілактики – забити повністю щитовидну залозу йодом, щоб радіоактивний йод-131 з атмосфери не накопичився в організмі. Його розповсюдження у разі аварії залежатиме від чого? Правильно, від напрямку вітру, і тому рекомендації для кожного району можуть бути різними. Йод у великому дозуванні шкідливий, а ще вимітання з полиць препаратів йоду шкодить людям, яким ці препарати треба на постійній основі.
Крім шести енергоблоків, на ЗАЕС існує пристанційне сухе сховище відпрацьованого ядерного палива, де його досить багато. Воно знаходиться у спеціальних контейнерах з бетону та металу. Оскільки паливо там знаходиться досить старе і відносно холодне, то короткоживучих летких радіонуклідів там немає, руйнування такого контейнера, найімовірніше, призведе до локального забруднення в межах майданчика. Але вони не розроблялися з урахуванням, що по них гатитимуть з ракет.
У сухому залишку я хотів би зазначити, що ситуація знаходиться у такій собі нестійкій рівновазі. Прямо зараз ЗАЕС не вибухне, але ні про яку ядерну і радіаційну безпеку не може бути й мови, поки у радіусі 50 км від станції є хоча б один цілий російський солдат або росатомівець (якщо його частина, то можна). Якщо аварія трапиться, то це не буде значити, що ми всі помремо, але буде непросто. Я постараюся давати оновлення по ситуації (якщо у мене на те знайдуться сили). Любіть маму та ЗСУ, слава Україні!
Використані джерела:
[1] Safety of Nuclear Power Plants: Design, Specific Safety Requirements No. SSR-2/1 (Rev. 1), IAEA
Написано для телеграм-каналу "Мирний ядерний пінгвін" https://t.me/peacefulnuclearpenguin