"Це ж не лампочку ввімкнути": як зупинки АЕС впливають на ядерну безпеку

Електроенергія на атомному енергоблоці повинна бути 24 години 7 днів на тиждень 365 днів на рік – у цьому зокрема полягає особливість його роботи. Система керування, пожежна й вентиляційні системи потребують електрики та стабільності. Реакторам необхідне живлення, навіть коли вони перебувають у режимі зупинки: для охолодження й низки інших важливих процесів. Тож жодна АЕС не зможе працювати з постійними перебоями.

"Гойдалки" шкодять

— Будь-яке відімкнення реакторів атомної електростанції від загальної мережі створює велику небезпеку для роботи самої електростанції. Їхня безпечна експлуатація залежить від постійного постачання електроенергії певної напруги й надійного постачання струму – це ж не просто лампочку увімкнути, – переконана старша наукова співробітниця проєкту з управління атомом Центру Белфера Гарвардської школи Кеннеді, експертка з питань ядерної безпеки Мар’яна Буджерин.

— Обладнання не розраховане на часті вмикання-вимикання. Зазвичай ректори призупиняють для того, щоб, скажімо, замінити паливо. Тоді планомірно знижують їхню потужність, потім вимикають, виймають відпрацьоване паливо, переносять його в басейн витримки, де воно роками охолоджується. Опісля завантажують свіже паливо й знову поступово нарощують потужність, – пояснює експертка. – Постійне незаплановане вмикання-вимикання виснажує обладнання фізично, тому підвищується ризик несправності чи ламання. Це, можливо, не виллється в ядерну катастрофу, але ризики накладаються.

В енергоблоці відбувається ланцюжок складних процесів, порушувати який не варто за жодних обставин.

— Паливо, яке перебуває в активній зоні реактора, спроєктоване на певні дії та має свої цикли. Коли аварійно зупиняється енергоблок, для самого обладнання і для зони реактора такий режим не є оптимальним. А якщо такі аварійні режими роботи стаються майже щодня? Коли відмикаються споживачі, АЕС має кудись віддавати електроенергію, яку виробляє. У такому разі станцію треба зупиняти, а потім знову запускати, – каже ексочільник Державної інспекції з ядерного регулювання Григорій Плачков.

Перезапустити з нуля – складно

Коли в листопаді 2022 року сталася аварійна зупинка АЕС, енергосистема розділилася на острови споживання, розповів Плачков. Цей випадок неправильно називати блекаутом, адже цей термін стосується ситуації, коли подача електроенергії припиняється повністю. Натомість вона генерувалася від ТЕЦ та ГЕС, що дало Укренерго можливість відносно швидко запустити систему.

Перезапустити з нуля систему, у якій частка атомної генерації є ключовою, дуже складно.

Найнебезпечніший, на думку Буджерин, сценарій полягає в повному блекауті, коли в системі не залишиться жодних потужностей для генерації енергії або лінії електропередач стають такими пошкодженими, що не буде способу доставити електроенергію до атомних електростанцій. Перезапустити з нуля систему, у якій частка атомної генерації є ключовою, дуже складно.

Експертка наголошує: коли почалася повномасштабна війна, спеціалісти з ядерної безпеки у приватній бесіді висловлювали думки, що найбезпечніше було б зупинити всі українські АЕС у режимі холодного зупину й охолоджувати паливо в активних зонах. Сценарій виявився нежиттєздатним, бо найбільшу частку електроенергії в Україні забезпечують саме АЕС: втратити хоча б половину обсягів через відключення електростанцій країна не могла собі дозволити. Тож усе й далі працювало у звичному форматі, хоч додаткова небезпека нікуди не зникла.

Чи можлива аварія, як на Фукусімі?

Якщо відбувається перебій зовнішньої подачі струму, вмикаються аварійні системи. Це дизельні генератори. За технічними вимогами, їх має бути по три для кожного реактора (в Україні їх 15). Приміром, на Запорізькій АЕС, за інформацією МАГАТЕ, встановлено 20 генераторів: для шести атомних реакторів, крім обов’язкових, ще до повномасштабної війни встановили два мобільні – на випадок, якщо основні буде пошкоджено чи їх не вдасться ввімкнути.

Справність аварійної системи залежить від запасів дизеля. За протоколами безпеки на кожній АЕС міститься резерв на 10 днів. Теоретично можна підвозити нове паливо, однак генератори не розраховані на постійну й довгу роботу.

— Коли перестає працювати система, починають плавитися активна зона реактора й паливо. Потім буде підвищуватися тиск під оболонкою реактора – в результаті повториться сценарій Фукусіми. Там не спрацювали дизель-генератори через землетрус і цунамі, а в нас можуть вплинути інші фактори. Тому і є 10 діб, щоб за цей час або підвезти паливо, або підключити атомну електростанцію до об’єднаної енергосистеми України, – розповідає Григорій Плачков.

Довідка: 11 березня 2011 року в Японії стався сильний землетрус, через який на трьох енергоблоках, що працювали, спрацювала система аварійного захисту й вони автоматично зупинилися. Після цього ввімкнулися дизель-генератори, щоб забезпечувати відведення тепловиділення. Менш ніж за годину почалося потужне цунамі, його хвилі затопили нижні поверхи будівель, де перебували генератори. Через це система аварійного охолодження перестала працювати й почало плавитися ядерне паливо. 12 березня стався вибух на першому енергоблоці, який пошкодив бетонні конструкції зовнішньої оболонки блоку. Щоб відновити охолодження, вирішили використати морську воду – заповнити нею гермооболонки реактора. Однак наступного дня вийшла з ладу аварійна система іншого блоку і стався новий вибух, згодом відбулися вибухи на інших блоках. На двох виникли пожежі, які стали причиною викиду радіоактивних речовин.

Плачков підкреслює, що оптимальне спрацювання генераторів може відбутися 1—2 рази, "а в нас вони спрацьовують уже енну кількість разів".

До того ж у системі завжди повинна бути вода як охолоджувач, адже паливо постійно перебуває в активній зоні реактора. Звісно, в проєкті атомної електростанції закладено різні ризики. Більшість систем захисту – це уроки з попередніх аварій в історії ядерної енергетики: Три-Майл-Айленд у 1979-му, Чорнобильської катастрофи в 1986-му та Фукусіми у 2011 році. Тоді міжнародне співтовариство й національні відомства країн, де сталися аварії, здійснювали розслідування, визначали причини катастроф і прописували нові складові для систем безпеки, які допомогли б уникнути їх повторення.

Поява більшості міжнародних конвенцій з ядерної безпеки була наслідком аварії на Чорнобильській АЕС. Аналогічно в Україні вдосконалили системи безпеки й модернізували енергоблоки після аварії на Фукусімі. Зокрема йдеться про придбання генераторів на Запорізькій АЕС і забезпечення безпеки басейнів витримки. Але ми живемо під час повномасштабної війни, а АЕС не проєктують для роботи під час воєнних дій на станції чи поблизу неї.

Є й інший варіант експлуатації АЕС у зоні бойових дій, про який говорить Плачков: помістити паливо з активної зони реактора в басейни витримки. Існує ризик, що вони потечуть, однак це не так небезпечно, як пошкодження реактора.

— Якщо з ним щось трапилося — то це все, його можна лише замінити, – каже ексочільник держінспекції з ядерного регулювання. – На мій погляд, росіяни намагаються зробити так, щоб ми потім технічно не могли повернути енергоблоки до комерційної діяльності або ж вклали мільярди доларів у ремонт станції. По-перше, корпуси ВВЕР-1000 (водо-водяні енергетичні реактори, встановлені на українських АЕС), виготовляють лише в Росії. Це проєкт Радянського Союзу, й росіяни тримають проєктну документацію щодо виготовлення активних зон. По-друге, якщо поплавиться ця зона реактора, ми її не замінимо просто так. Це мільярди доларів!

Буджерин наголошує: якщо електрики немає, а генератори не працюють, є менш безпечні альтернативні способи забезпечити умови для роботи електростанцій – наприклад, вливати воду в басейни витримки можна за допомогою пожежної машини. Однак це один з найбільш крайніх варіантів.

Існує й менш видима проблема: більшість атомних електростанцій будують неподалік водойм, у них є спеціальний відгороджений басейн, куди відводять нагріту реактором воду. Її потрібно відкачувати. Це роблять за допомогою труб, що йдуть від кожного енергоблоку. Їх не огороджено спеціальним саркофагом чи іншими конструкціями, які захищають активну зону реактора, – тому вони вразливі до військових дій.

Загроза аварій існуватиме, поки триває війна

Ризики, наслідки й можливі сценарії функціонування АЕС в Україні фахівці й нині прораховують, адже в історії не було таких випадків, на досвід яких можна спиратися. Але якщо пропрацювати сценарії якихось окремих сегментів (аварійне вимкнення, закінчення палива для генераторів, людський фактор) фахівцям під силу, то передбачити комбінацію ризиків – малоймовірно.

"Був на Білоруській АЕС, там системи ППО навколо: ідеш і бачиш лише ракетоприкриття, – каже Плачков

— Техногенні й індустріальні катастрофи стаються тоді, коли багато всього ламається водночас, відбувається кілька зривів у системі, накладаються інші чинники – саме за таких умов може статися справжня катастрофа. Ми робимо все, що знаємо й можемо, щоб запобігти можливостям будь-яких аварій, але, думаю, на національному рівні потрібно готувати плани евакуацій, переглядати, чи вистачає захисного обладнання, одягу й таблеток йоду. Це потрібно не для того, щоб нагнітати паніку – все це варто мати про всяк випадок, – наголошує дослідниця ядерної безпеки.

Україна – прозора для Росії, адже у складі СРСР спільно будували АЕС, здійснювали проєкти ВВЕР і створювали електромережу, крім кількох ліній, побудованих за час незалежності. Тож російські військові знають, куди поцілити, щоб завдати шкоди. Єдиний спосіб убезпечити АЕС – посилювати систему ППО.

— Наприклад, я був на Білоруській АЕС у місті Островці, там системи ППО навколо: ідеш і бачиш лише ракетоприкриття, – каже Плачков.

Мар’яна Буджерин бачить перспективу в непублічній дипломатії, але водночас зазначає, що найнадійніший варіант захисту АЕС від критичних ситуацій – це робота ЗСУ.

— Ми знаємо, що в Сирії відбувалися тихі залаштункові переговори, щоб установити безпеку й не ставити під приціл об’єкти критичної інфраструктури. Але ідея російського нападу – зруйнувати критичну інфраструктуру. Я не бачу іншого виходу, як вигравати цю війну на полі бою, відбудовувати інфраструктуру й думати, як після перемоги зробити її більш живучою.

аес енергетика енергомережі