IAEA-ს განმარტება

ღრმა დაცვა: ორგანიზაციული ფილოსოფია

საერთაშორისო ატომური ენერგიის სააგენტო (IAEA) ღრმა დაცვას განსაზღვრავს, როგორც უსაფრთხოების მრავალშრიან მიდგომას, რომელშიც თითოეული შრე წინა შრეების რეზერვია. არც ერთი შრე არ ითვლება სრულყოფილად. უსაფრთხოების საფუძველი დამოკიდებულია მრავალ დამოუკიდებელ შრეზე, ისე რომ არც ერთი ცალკეული შეცდომა: და არც ერთი ცალკეული შეცდომების კომბინაცია ერთი ფესვური მიზეზიდან: ვერ გამოიწვევს ზიანს.

ღრმა დაცვა მუშაობს ყველა მასშტაბზე:

ფიზიკური ბარიერები: საწვავის მატრიცა → საწვავის გარსი → რეაქტორის წნევის ჭურჭელი → შეკუმშვის შენობა → რეაქტორის შენობა (4-5 ფიზიკური საზღვარი საწვავსა და გარემოს შორის)

უსაფრთხოების სისტემები: ყველა ფუნქცია (გაგრილება, გამორთვა, ენერგია) შესრულებულია მინიმუმ 3 დამოუკიდებელი სადგურით

პროცედურები: ნაწერილი პროცედურები მართავს ყველა ევოლუციას; არანორმალური და ეკურნულობის პროცედურები ყველა დიზაინის საფუძვლიანი მოვლენისთვის

ოპერატორები: ლიცენზირებული, გაწვრთნილი, კვალიფიციური, დასვენებული; დამოუკიდებელი უფლება გამორთვის ინიცირებისთვის

მენეჯმენტი: ბირთვული უსაფრთხოების კულტურა, რეგულაციული ზედამხედველობა, დამოუკიდებელი უსაფრთხოების შეფასებები

რეგულაცია: NRC 10 CFR 50 დიზაინის საფუძვლიანი მოთხოვნები, ლიცენზირებული ოპერაცია, პერიოდული ინსპექციები

ძირითადი პრინციპი: წარუმატებელი ფენებისთვის კრედიტი არ მიენიჭება. თუ ვერ დაადასტურებთ ბარიერის მთლიანობას, უნდა ჩათვალოთ, რომ ის მთლიანი არ არის. მთელი სისტემა შექმნილია იმისთვის, რომ იყოს უსაფრთხო ნებისმიერი ერთი აქტიური კომპონენტის შეცდომის შემთხვევაში: ეს იძახება ერთი შეცდომის კრიტერიუმი.

დუბლირება, მრავალფეროვნება და დამოუკიდებლობა

სამი თვისება, რომელიც დაცვას რეალურს ხდის

ბირთვული უსაფრთხოების სისტემებმა უნდა დააკმაყოფილონ სამი განსხვავებული თვისება. მათ შეკითხვა ხშირი და საშიში შეცდომაა.

დუბლირება ნიშნავს იმას, რომ ერთი და იგივე ნივთის მეტი ერთეული გაქვთ. სამი დიზელის გენერატორი დუბლირებულია. მაგრამ თუ ისინი ყველა იზიარებენ იგივე საწვავის ტანკს, იგივე სტარტის ლოგიკას ან იგივე ფიზიკურ ოთახს, დუბლირება თავისთავად არ იცავს საერთო მიზეზის შეცდომისგან.

მრავალფეროვნება ნიშნავს სხვადასხვა ფიზიკური პრინციპების ან სხვადასხვა აღჭურვილობის გამოყენებას იგივე ფუნქციის შესრულებისთვის. მაღალი წნევის ინექციის ტუმბო და აზოტით დატენიანებული აკუმულატორი ორივე მიაწოდებს წყალს რეაქტორის ბირთვს: მაგრამ ისინი მუშაობენ სრულიად განსხვავებულ პრინციპებზე. მრავალფეროვნება ფარმკვეთს იმ შეცდომის რეჟიმებს, რომლებიც დაამარცხებდნენ ერთი დიზაინის ყველა დუბლირებულ ასლს.

დამოუკიდებლობა ნიშნავს იმას, რომ ერთი ტრენის შეცდომა ვერ გამოიწვევს ან ვერ შეაკავებს მეორის მუშაობას. დამოუკიდებლობა მოითხოვს:

- ცალკეული ენერგიის შედგენებს (განსხვავებული ელექტრო კვებები)

- ფიზიკური გამოყოფა (ბარიერები, განსხვავებული შენობები, რეაქტორის საპირისპირო მხარეები)

- ცალკეული აქტივაციის ლოგიკა (ტრენ A-ში მოკლე ჩართვა ვერ გამორთავს ტრენ B-ს)

- ცალკეული ინსტრუმენტაცია (ტრენ A-ს სენსორები არ კვებავს ტრენ B-ს აქტივაციას)

საერთო მიზეზის შეცდომა (CCF) არის კოშმარის სცენარი: ერთი მოვლენა ერთდროულად ამოქმედებს რამდენიმე რედუნდანტულ ტრენს. ფუკუსიმა არის განმსაზღვრელი მაგალითი: წყალდიდობა არ იყო მხოლოდ გარე ენერგიის დაკარგვა. მან ერთდროულად ამოქმედა სამი განაგრძობელი დიზელის გენერატორი, რადგან ისინი ყველა ერთსა და იმავე დაბალ მდებარეობის შენობაში იყვნენ. რედუნდანტობა დამოუკიდებლობის გარეშე იგიილუზიაა.

ერთი ჩავარდნის კრიტერიუმი

NRC-ის ერთი ჩავარდნის კრიტერიუმი (10 CFR 50, Appendix A, General Design Criterion 17) განსაზღვრავს, რომ უსაფრთხოების სისტემები უნდა იყოს შექმნილი ისე, რომ ერთი აქტიური კომპონენტის ჩავარდნა არ შეზღუდოს სისტემის უსაფრთხოების ფუნქციის შესრულებას.

„აქტიური“ ჩავარდნა არის ის, რომელიც მდგომარეობის შეცვლას მოითხოვს: ტუმბოს ჩავარდნა გაშვებისას, სარქველის ჩავარდნა გახსნისას.

„პასიური“ ჩავარდნა (მაგ., მილის ჩაკეტვა) ცალკეული დიზაინის მოთხოვნებით უზრუნველყოფილია.

სამი ტრენი რატომ?

ყოველი უსაფრთხოების კრიტიკული სისტემა: სამი დამოუკიდებელი ტრენი

ტრიპლ რედუნდანტობის წესი უბრალოდ „სამი უფრო უსაფრთხოა, ვიდრე ორი“ არ არის. ეს ზუსტი საინჟინრო მოთხოვნაა კონკრეტული თვისებებით.

თითოეული ტრენი უნდა იყოს სრულიად დამოუკიდებელი უსაფრთხოების ფუნქციის შესრულებაში 100%-ით. თუ ტრენი A უზრუნველყოფს გაგრილებას, ის უზრუნველყოფს მთლიან გაგრილებას. ტრენები B და C არ არიან ნაწილობრივი მონაწილეები: ისინი სრული რეზერვები არიან.

ტრენები უნდა იყოს ფიზიკურად გამოყოფილი. სხვადასხვა შენობები, ან მინიმუმ ხანძარსაწინააღმდეგო ბარიერებით გამოყოფილი. სხვადასხვა კაბელის მარშრუტები. სხვადასხვა მილის გატარებები. თუ ხანძარი, წყალდიდობა ან აფეთქება ეხება ერთ ტრენს, მას არ უნდა მიაღწიოს სხვებს.

ტრენებს უნდა ჰქონდეთ გამოყოფილი ენერგომომარაგები. სხვადასხვა ელექტრო ბასები, რომლებიც კვებილია სხვადასხვა წყაროებიდან. ტრენი A ბას A-ზე, ტრენი B ბას B-ზე, ტრენი C ბას C-ზე: თითოეულ ბასს თავისი საგანგებო დიზელი.

ტრენებს უნდა ჰქონდეთ გამოყოფილი აქტუაციის ლოგიკა. რელეს ხარვეზი ტრენი A-ს აქტუაციის სქემაში ვერ შეაკავებს ტრენი B-ს აქტუაციას. იდეალურად, ისინი იყენებენ სრულიად განსხვავებულ აქტუაციის პრინციპებს (დივერსიფიკაცია).

რატომ სამი და არა ორი? სამი ტრენით, ორ-სამის კენჭისყრის ლოგიკა ნიშნავს, რომ ნებისმიერი ერთი კომპონენტის შეცდომა მაინც ტოვებს ორ ფუნქციონალურ ტრენს: თქვენ იღებთ როგორც ერთი შეცდომის კრიტერიუმს, ასევე დაცვას საერთო მიზეზის შეცდომებისგან. ორი ტრენით, ერთი შეცდომა ტოვებს ერთ ტრენს: არანაირი მარჯა, არანაირი დაცვა მეორე შეცდომისგან.

დივერსიფიკაცია vs. რედუნდანტობა

განიხილეთ PWR-ის ავარიული ბირთვის გაგრილების სისტემა. ერთი მიდგომა: სამი იდენტური მაღალი წნევის ინექციის ფურცელი, თითოეული ცალკე დიზელის გენერატორით, ცალკე ოთახებში.

მეორე მიდგომა: ერთი მაღალი წნევის ინექციის ფურცელი, პლუს ერთი აზოტით დატენიანებული აკუმულატორი, რომელსაც არ სჭირდება ელექტროენერგია, პლუს ერთი გრავიტაციით მიეწოდება წყლის ტანკი მაღლა მდებარე რეზერვუარიდან.

ორივე უზრუნველყოფს სამ გზას წყლის მიწოდების ბირთვისკენ.

ECCS: ბირთვის ბოლო ხაზი

შეგნებულობის ბირთვის გაგრილების სისტემები

PWR-ის დიზაინის საფუძვლიანი შემთხვევა არის გაგრილების სითხის დაკარგვის შემთხვევა (LOCA): რეაქტორის გაგრილების სისტემაში მოხვედრა, რომელიც საშუალებას აძლევს მთავარ გაგრილებას გაიქცეს. დიდი მოხვედრის LOCA შეიძლება გამოაჩინოს ბირთვი წამებში. მყისიერი წყალდიდობის გარეშე, საწვავის გარსის ტემპერატურა იზრდება 2,200°F-ზე მეტად, ზirkალოი ოქსიდირდება და საწვავის დაზიანება იწყება.

ტიპური PWR-ის ECCS-ს აქვს ოთხი ნაწილსისტემა, რომელიც მუშაობს შემთხვევის სხვადასხვა ფაზაში:

მაღალი წნევის ინექციის სისტემა (HPIS): აქტიურდება დაუყოვნებლივ რეაქტორის გამაგრილებლის წნევის დაბლა ჩამოყალიბების ან კონტეინმენტის მაღალი წნევის შემთხვევაში. შეჰყავს ბორირებული წყალი რეაქტორის გამაგრილებლის სისტემაში, როდესაც წნევა კვლავ მაღალია (~200 psi-ზე მეტი). იყენებს მოტორით მოძრავ პომპებს, რომლებიც საგანგებო დიზელებით იკვებება. ნაკადის სიჩქარე: 500-1,500 გპმ დამოკიდებულია დიზაინზე.

აკუმულატორები (ასევე უწოდებენ ნუკლეარული გადატვირთვის ტანკებს): პასიური აზოტით დაჭერული ტანკები, რომლებიც შეიცავს ბორირებულ წყალს. ისინი ავტომატურად შეჰყავთ, როდესაც რეაქტორის გამაგრილებლის წნევა აზოტის წნევის ქვემოთ ჩამოდის (ჩვეულებრივ 600-700 psi). ენერგია არ საჭიროებს: აზოტის წნევა წყალს ხარჯავს ნუკლეარულ ნაწილში. თითოეული აკუმულატორი შეიცავს ~1,000 გალონს.

დაბალი წნევის ინექციის სისტემა (LPIS): აქტიურდება დაბალ წნევაზე (<200 psi). უზრუნველყოფს დიდ ნაკადის სიჩქარეს (ათასობით გპმ) დიდი ზომის LOCA-სთვის. რეფულინგის წყლის შენახვის ტანკის (RWST) გამოფიტვის შემდეგ, სისტემა გადადის სუმპის რეცირკულაციაზე: წყლის რეცირკულაცია კონტეინმენტის სუმპიდან უკან ნუკლეარულ ნაწილში. უნდა გაგრძელდეს კვირებით (დაშლის სითბოს მოცილება).

დარჩენილი სითბოს მოცილება (RHR): ასევე უწოდებენ დაშლის სითბოს მოცილების სისტემას. მთავარი მიზანი: დაშლის სითბოს მოცილება რეაქტორის ცივი გაჩერების შემდეგ. მუშაობს დაბალ წნევასა და დაბალ ტემპერატურაზე, გამაგრილებლის циркуლაცია სითბოს გაცვლილებში. ასევე უზრუნველყოფს დაბალი წნევის ინექციის შესაძლებლობას.

BWR კორის ფხვნის სისტემები: მდუღარე წყლის რეაქტორები იყენებენ კორის ფხვნის თავებს საწვავის ზემოთ, რომლებიც პირდაპირ წყალს ხსნიან საწვავის ბანკეტებზე: განსხვავებული გეომეტრია PWR დატბორვისგან.

დაშლის სითბოს მრუდი

დაშლის სითბოს მრუდი არის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი რიცხვი ბირთვული უსაფრთხოებისთვის. რეაქტორის გამორთვის შემდეგ:

- t = 0 წამი: ~7% ნომინალური სიმძლავრის (~240 მვტ 3,400 მვტ რეაქტორისთვის)

- t = 1 წუთი: ~3.5%

- t = 1 საათი: ~1% (~34 მვტ)

- t = 1 დღე: ~0.3% (~10 მვტ)

- t = 1 კვირა: ~0.1%

- t = 1 წელი: საწვავი მაინც გამოყოფს შესასაზღვრელ თბოს გრძელმოცულებული იზოტოპებისგან

ათ მეგავატი თბო, უსასრულოდ შენარჩუნებული, პომპების გაგრილებისთვის ენერგიის გარეშე. ეს იყო ზუსტად მდგომარეობა ფუკუსიმა დაიიჩში 2011 წლის 11 მარტს.

პასიური ECCS: AP1000 დიზაინი

შემდეგი თაობა: პასიური უსაფრთხოება

Westinghouse AP1000 (გაუმჯობესებული პასიური 1000 MWe) იღებს აქტიური ECCS-ის გაკვეთილებს & აქცევს შებრუნებულად დიზაინის ფილოსოფიას: სამი ტრენის ტუმბოების ნაცვლად, რომლებსაც ენერგია სჭირდებათ, ყველა უსაფრთხოების ფუნქცია ეყრდნობა გრავიტაციას, ბუნებრივ ცირკულაციას, შეკუმშულ გაზს & გაცხელებას.

ნაწლავის შევსების ტანკები (CMT): ორი დიდი ტანკი ცივი ბორირებული წყლით, რომლებიც მონტაჟირებულია რეაქტორის ზემოთ. ჩვეულებრივ იზოლირებული. აქტივაციისას, ისინი გრავიტაციით ჩამდინარეობენ რეაქტორის გამაგრილებლის სისტემაში. თითოეული ტანკი შეიცავს საკმარის წყალს, რათა ნაწლავი საათობით დაფარული დარჩეს.

აკუმულატორები: იგივეა, როგორც კონვენციურ მცენარეებში: აზოტით დაჭიმული, პასიური ინექცია.

კონტეინმენტში მდებარე საწვავის შევსების წყლის შენახვის ტანკი (IRWST): დიდი წყლის აუზი კონტეინმენტის შენობის შიგნით, რეაქტორის ზემოთ. გრავიტაციით მიეწოდება. უზრუნველყოფს გრძელვადიან გაგრილებას CMT-ების გამოფიტვის შემდეგ. ნაკადი არ არის. ელექტროენერგია არ სჭირდება.

პასიური რჩებული სითბოს მოცილების სითბო გაცვლითели (PRHR HX): IRWST-ში ჩაძირული. ბუნებრივი ცირკულაცია გადააქვს დაშლის სითბოს რეაქტორიდან IRWST-ის წყალში, რომელიც გაცხელდება, მოიხარშება და გამოდევნილი იქნება ატმოსფეროში სიმაღლის მეშვეობით. ნაკადი არ არის. სრულიად პასიური.

72-საათიანი ფანჯარა: AP1000-ის უსაფრთხოების შემთხვევა ადემონსტრირებს 72 საათის ნუკლეარული გაგრილებას ოპერატორის ქმედების გარეშე და ელექტროენერგიის გარეშე. 72 საათის შემდეგ ოპერატორებს შეუძლიათ IRWST-ის შევსება წყლით ნებისმიერი წყაროდან.

ეს დიზაინის მრავალფეროვნება: პასიური წინააღმდეგ აქტიურის: არის ის მიზეზი, რატომ არის მრავალფეროვნება მნიშვნელოვანი. AP1000-ის უსაფრთხოების სისტემები ვერ დაამარცხებს იმ ხარვეზის რეჟიმმა, რომელმაც ფუკუსიმა გაანადგურა.

[TITLE containment/]

ბოლო ფიზიკური ბარიერი

კონტეინმენტი: საბოლოო საზღვარი

თუ ყველა სხვა უსაფრთხოების სისტემა შეცდება & საწვავი დაიკლებს, კონტეინმენტი არის ბოლო ბარიერი რადიოაქტიური მასალასა და საზოგადოებს შორის. მას უნდა გამძლეობდეს: შიდა წნევისგან ორთქლისგან, წყალბადის წვისგან, ბრღუნებული აღჭურვილობის მისილების შეჯახებებისგან, & იმდენ ხანს რამდენიც საჭიროა.

PWR მშრალი კონტეინმენტი: ფოლადით გარშემორტყმული გამაგრებული ბეტონის სტრუქტურა, ჩვეულებრივ 140 ფუტ დიამეტრის & 200 ფუტ სიმაღლის. შექმნილია ორთქლის წნევის გამძლეობისთვის სრული ორმხრივი გილიოტინური მოტეხილებისგან უდიდესი მთავარი გამაცხელებელი მილის (დიზაინის წნევა ~60 psi). ფოლადის ლაინერი არის წნევის საზღვარი; ბეტონი უზრუნველყოფს სტრუქტურულ სიმტკიცეს & ბიოლოგიურ დამცავს.

Ice condenser containment: ყინულის კონდენსატორის შემცველობა: უფრო მცირე ზომის, დაბალი წნევის PWR შემცველობის დიზაინი (გამოიყენება ზოგიერთ Westinghouse-ის მცენარეში), რომელიც იყენებს ასობით ტონა ყინულს ორთქლის ენერგიის შესაწოვად & შემცველობის წნევის დაბლა შესანარჩუნებლად LOCA-ში. საშუალებას იძლევა უფრო მცირე, იაფი სტრუქტურა, მაგრამ მოითხოვს ყინულის პერიოდულ მოვლას.

ორმაგი შემცველობა: ზოგიერთ დიზაინში შიდა ფოლადის შემცველობა განთავსებულია გარე ბეტონის მეორადი შემცველობის შიგნით. მათ შორის სივრცე შენარჩუნებულია ოდნავ უარყოფით წნევაზე, რათა შიდა შემცველობიდან რაიმე გაჟონვა შეგროვდეს & გაფილტრდეს გამოყოფამდე.

BWR შემცველობა: Mark I, II, III: General Electric BWR შემცველობები უფრო მცირეა, რადგან ისინი იყენებენ წნევის ჩაკუმშვის აუზს (ტორუსი ან wetwell), ორთქლის სწრაფად შეკუმშვისთვის. Mark I (ფუკუსიმის დიზაინი) არის მშრალი კედლის-ტორუსის მოწყობა: ტორუსი არის დიდი ფარჩევნის ფორმის წყლის აუზი მშრალი კედლის ქვემოთ. სისუსტე: ტორუსი მიმაგრებულია მშრალი კედლის ძირას. თუ ტორუსი ვერ უძლებს, შემცველობა ვერ უძლებს. ეს ზუსტად მოხდა ფუკუსიმაში Unit 1-ში.

პასიური ავტოკატალიტური რეკომბინატორები (PAR): ფუკუსიმის შემდეგ, უმეტეს შემცველობებში ახლა შედის PAR-ები: მოწყობილობები, რომლებიც შეიცავს კატალიტურ მასალას (პალადიუმი ან პლატინა), რომელიც რეაგირებს წყალბადს ჟანგბადთან წყლის ჩამოსაყალიბებლად, უმოცულოთებლად, დაბალ კონცენტრაციებზე. ეს ხელს უშლის წყალბადის დაგროვებას, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს დეფლაგრაცია ან დეტონაცია.

Passive autocatalytic recombiners (PAR): Post-Fukushima, most containments now include PARs: devices containing catalytic material (palladium or platinum) that reacts hydrogen with oxygen to form water, without ignition, at low concentrations. This prevents hydrogen accumulation that could cause deflagration or detonation.

ფილტრირებული კონტეინმენტის ვენტილაცია: პოსტ-ფუკუსიმური მოთხოვნა ევროპაში და სულ უფრო მეტად აშშ-ში: გამძლე ვენტილაციის გზა მრავალსტაჟიანი ფილტრის სისტემით (ვენტურის სკრაბერი + მეტალის ბოჭკოს ფილტრი), რომელიც საშუალებას აძლევს ოპერატორებს შეგნებულად განახორციელონ კონტეინმენტის ვენტილაცია, ამავდროულად შეიკავებენ >99.9%-ს მყარ ნაწილაკური რადიოაქტივობის. ეს ხელს უშლის კონტეინმენტის არაკონტროლირებულ უკიდურესობას გადაჭარბებული წნევისგან.

დიზაინის ბაზა და დიზაინის მიღმა ბაზა

რისთვის არის შექმნილი კონტეინმენტი

დიზაინის ბაზის შემთხვევები (DBA): NRC მოითხოვს, რომ კონტეინმენტი გადარჩეს ამ ყველა შემთხვევას ერთდროულად:

- დიდი ზომის LOCA: უდიდესი პირველადი გამაგრილებლის მილის სრული განცალკევება, მაქსიმალური გამაგრილებლის გამოყოფა

- გარე ენერგიის დაკარგვა (LOOP) LOCA-სთან ერთდროულად: ქსელის ენერგიის არარსებობა იმ მომენტში, როდესაც ყველაზე მეტად გჭირდება

- მთავარი ორთქლის ხაზის მოტეხილება: მაღალი ენერგიის ორთქლის გამოყოფა კონტეინმენტის შიგნით

- საწვავის მართვის შემთხვევითი მოვლენა: ჩამოგდებული საწვავის ასამბლეა, ფისიის პროდუქტების გამოყოფა დაზიანებული საწვავიდან

დიზაინის საფუძვლის მიღმა მოვლენები (BDBA): 9/11-ის შემდეგ და ფუკუსიმის შემდეგ, მცენარეებმა უნდა გაითვალისწინონ:

- სადგურის blackout (SBO): ყველა AC ენერგიის ხანგრძლივი დაკარგვა (პოსტ-TMI მოთხოვნა, გაძლიერებული ფუკუსიმის შემდეგ)

- დატბორვა დიზაინის საფუძვლის მიღმა: ფუკუსიმამ აჩვენა, რომ დიზაინის საფუძვლის წყალდიდობის სიმაღლეები ძალიან დაბალი იყო

- თვითმფრინავის შეჯახება: NRC მოითხოვს 9/11-ის შემდეგ უარყოფითი თვითმფრინავის შეჯახების ანალიზს; ახალ მცენარეებს უნდა დაამტკიცონ სტრუქტურული გადარჩენა

- გამოყენებული საწვავის აუზის გაგრილების დაკარგვა: ფუკუსიმის 4-ე ბლოკის გამოყენებული საწვავის აუზი თითქმის გაიოყლა; ფუკუსიმის შემდგომი მოთხოვნები დაემატა გამოყენებული SFP-ის შევსების სპეციალური კავშირები

Mark I შეუსაბამობა

ფუკუსიმა დაიიჩის 1, 2 და 3 რეზერვუარები ყველა ჰქონდა General Electric Mark I კონტეინმენტები. Mark I იყენებს მშრალ ჭერქვეს (რაქტორის გარშემო ღერძულ ფორმის ფოლადის ტელები) რომელიც დაკავშირებულია ტოროიდალური ჩაკუმშვის აუზთ (ტორუსი) ვენტილაციის მეშვეობით. ორთქლი მშრალი ჭერქვისგან მიმართულია ტორუსის წყალში კონდენსაციისთვის.

ავარიის დროს, Unit 2-ის ტორუსი, სავარაუდოდ, დაზიანდა, რამაც ფისიური პროდუქტების გაქცევა პირდაპირ რეზერვუარის შენობაში და შემდეგ ატმოსფეროში გამოიწვია კონტეინმენტის სრული საზღვრის გავლის გარეშე.

გამორთვის სისტემები

რეაქტიულობის კონტროლი: სამი დამოუკიდებელი გზა გამორთვისკენ

რეაქტორმა უნდა შეძლოს გამორთვა და დარჩეს გამორთული ნებისმიერ პირობებში. ერთი ჩავარდნილი არ უნდა შეუძლია შეცვალოს გამორთვა. ზოგადი დიზაინის კრიტერიუმი (GDC 26) მოითხოვს ორ დამოუკიდებელ რეაქტიულობის კონტროლის სისტემას, რომელთაგან თითოეული შეძლებს შეინარჩუნოს რეაქტორი სუბკრიტიკულ მდგომარეობაში.

კონტროლის ღერძების მართვის მექანიზმები (CRDMs):

- PWR მაგნიტური ჯეკის CRDMs: კონტროლის ღერძები ელექტრომაგნიტებით იკავება ზევით. ელექტროენერგიის დაკარგვისას (SCRAM სიგნალი ან ელექტროენერგიის დაკარგვა), მაგნიტები გამორთულია & ღერძები გრავიტაციით ეცემა ბირთვში. უსაფრთხოების ჩარტყი: ელექტროენერგიაა საჭირო ღერძების გარეთ შესანარჩუნებლად. ელექტროენერგიის დაკარგვა = ავტომატური ჩასმა.

- BWR ჰიდრავლიკური CRDMs: ღერძები მაღალი წნევის წყლით ზევითდან მოდის. გადაუდებელი ჩასმა მაღალი წნევის აზოტით ღერძების სწრაფად ჩასმისთვის გამოიყენება. ზოგ BWR დიზაინს ასევე აქვს ელექტრო სარეზერვო სისტემა ღერძების ჩასმისთვის.

ალტერნატიული ღერძის ჩასმა (ARI): ცალკე, მრავალფეროვანი ელექტრო სიგნალის გზა, რომელიც კონტროლის ღერძებს შეუძლია ჩასმა ჩვეულებრივი SCRAM ლოგიკისგან დამოუკიდებლად. გამოიყენება, თუ ჩვეულებრივი SCRAM სქემა ვერ მუშაობს.

მომისალისე ტრანზიენტი SCRAM-ის გარეშე (ATWS): რეგულაციური სცენარი, სადაც კონტროლის ღერძები ვერ ჩასმის მოთხოვნისას. ATWS შერბილების სისტემები (ATWS-MF) უზრუნველყოფს ბორონის ინექციას ჩვეულებრივი SCRAM-ისგან დამოუკიდებლად: ჩვეულებრივ ავტომატური მაღალი წნევის ბორონის ინექცია ცალკე სენსორების ნაკრებით გააქტიურებული.

აღდგენითი ბორირება:

- მაღაპრესიარიანი ბორის ინექცია ცალკე სტანდპაიპიდან (ცალკე ჩვეულებრივი შეტევისგან)

- აღდგენითი ბორირება ECCS-ის ბორის ინექციის მაგისტრალებით

- ხელით ბორირება ბორის მჟავის შენახვის ტანკებიდან

პასიური დიზაინები: CANDU რეაქტორი: CANDU-ს აქვს ორი სრულიად დამოუკიდებელი გამორთვის სისტემა: (1) მექანიკური გამორთვის ღერძები, რომლებიც ჩამოდიან გრავიტაციის მეშვეობით, და (2) მაღაპრესიარიანი გადოლინიუმის ნიტრატის ხსნარის ინექცია მოდერატორში: ცალკე ფიზიკური კონტური. ესენი დამოუკიდებლები არიან ყველა გაგებით: განსხვავებული აქტივაციის ლოგიკა, განსხვავებული ფიზიკური სისტემები, განსხვავებული პრინციპები.

ATWS ანალიზი

1979 წელს Three Mile Island-ის მე-2 ერთეულში ტესტირების დროს მოვლის შეცდომამ გამოიწვია რეაქტორის გამორთვა (SCRAM), რომელიც ტესტის დროს არ მოხდა. მოვლენა სწრაფად გამოვლინდა. მაგრამ ამან პროცესის კონტროლის ეროვნულ კომიტეტს (NRC) მოუწოდა, რომ ყველა მცველობაში ATWS-ის შერბილების სისტემები დაენერგებინა: რადგან „შეუძლებელი იყო ჩავარდნა“ სისტემებმა ფაქტობრივად ჩაიშალეს.

ATWS მოვლენა PWR-ში: რეაქტორის სიმძლავრე იზრდება. კონტროლის ღეროები არ შედის. გადაუდებელი ბორაციაა ბოლო თავდაცვის ხაზი.

სამლაწყნური ენერგიის არქიტექტურა

ბირთვული ელექტროსადგურის ელექტროენერგია: სამი დამოუკიდებელი ფენა

ბირთვული ელექტროსადგური უნდა შეინარჩუნოს ენერგია თავისი უსაფრთხოების სისტემებისთვის, მიუხედავად იმისა, რა მოხდება ქსელთან ან თავისი გენერაციის აღჭურვილობის მიმართ. ენერგიის არქიტექტურას სამი ფენა აქვს:

ფენა 1: ნორმალური მუშაობა: ელექტროსადგური თავის ენერგიას გამოიმუშავებს მთავარი ტურბინული გენერატორიდან. შეწოვის ტვირთები (ნაწილაკები, ვენტილატორები, კონტროლები) კვებილია ელექტროსადგურის საკუთარი გამომუშავებიდან შეწოვის ტრანსფორმატორების მეშვეობით.

ფენა 2: საზღვარგარეგული ენერგია (საძიებელი ცვლადი წყარო): თუ მთავარი გენერატორი გათიშება, მცენარე ქსელთან მიერთდება გაშვების/რეზერვის ტრანსფორმატორების მეშვეობით. NRC მოითხოვს მინიმუმ ორ დამოუკიდებელ გადაცემის ხაზს სხვადასხვა ქვესტაციიდან: ისე რომ ერთი გადაცემის შეცდომა ვერ გამოიწვევს საზღვარგარეგული ენერგიის სრულ დაკარგვას.

ფენა 3: გადაუდებელი დიზელის გენერატორები (EDGs): თუ საზღვარგარეგული ენერგია დაიკარგება, EDGs ავტომატურად ირთვება და უსაფრთხოების შტატებს 10 წამში ატვირთავს. NRC მოთხოვნები:

- თითოეულ EDG უნდა მიაღწიოს ნომინალურ ძაბვასა და სიხშირეს სტარტის სიგნალის მიღებიდან 10 წამში

- საწვავის შენახვა: მინიმუმ 7 დღე სრული დატვირთვით (NRC Regulatory Guide 1.9)

- ტესტირება: ყოველთვიური დატვირთვის ტესტი + 24-საათიანი გამძლეობის ტესტი ყოველ 24 თვეში

- დატვირთვის სეკვენცირება: უსაფრთხოების დატვირთვები თანმიმდევრულად მიერთდება დიზელის გადატვირთვის თავიდან ასაცილებლად სტარტის დროს

სადგურის ბატარეები: მუდმივი დენი (DC) ინსტრუმენტაციისთვის, კონტროლის ოთახის პანელებისთვის, გამჭვირვალე განათებისთვის, SCRAM-ის აქტივაციის სქემებისთვის, ATWS-ის აქტივაციისთვის და კომუნიკაციისთვის. უნდა უზრუნველყოს ტვირთის მიწოდება მინიმუმ 2 საათის განმავლობაში (Class 1E); უმეტესობა დაპროექტებულია 4-8 საათისთვის. ბატარეის დამტენები აღადგენენ ბატარეებს AC-ის დაბრუნების შემდეგ.

ფუკუსიმის შემდგომი FLEX სტრატეგია: NRC-ის ბრძანება EA-12-049 მოითხოვს ყველა მცენარეს ჰქონდეს პორტატული ტუმბოები და გენერატორები, რომლებიც განლაგებადია განსაზღვრულ ვადებში, საიტის პირობების მიუხედავად. FLEX აღჭურვილობა განლაგებულია მრავალ ლოკაციაზე (ზოგი მყარ სტრუქტურებში, ზოგი საიტის გარეთ) და შეუძლია დაკავშირება მტკიცე გარე კავშირის წერტილებთან რეაქტორის გაგრილების და გამოყენებული საწვავის აუზის სისტემებზე.

დიზელის გენერატორის მოთხოვნები

Three Mile Island Unit 2, 1979: შემთხვევის თანმიმდევრობა მოიცავდა ტურბინის გაჩერებას, შემდეგ კვებაზე წყლის დაკარგვას, შემდეგ კომპლექსური მოვლენების სერიას, რომელმაც გამოიწვია ნუკლეარული დაზიანება. გამჭვირვალე დიზელის გენერატორები გაუშვეს და მუშაობდნენ სწორად მთელი მოვლენის განმავლობაში.

ფუკუსიმა დაიიჩი, 2011: მიწისძვრამ გამოიწვია რეაქტორის SCRAM. ყველა ექვსი დიზელი გაუშვა და იმუშავა. შემდეგ ჩამოვიდა ცუნამი. Units 1-3-ის დიზელები მდებარეობდა მიწისქვეშა ოთახებში, რომლებიც გადმორჩა. Unit 6-ის დიზელი უფრო მაღალ ადგილას იყო და გადარჩა. Units 5 და 6 არ მიაღწია ნუკლეარულ დაზიანებას.

რეაქტორის დაცვის სისტემა

რეაქტორის დამცავი სისტემა (RPS)

რეაქტორის დამცავი სისტემა არის ავტომატური სისტემა, რომელიც იწყებს რეაქტორის SCRAM-ს (სწრაფ გამორთვას), როდესაც მონიტორინგის პარამეტრები აღემატება უსაფრთხო ლიმიტებს. ეს არის პირველი ავტომატური დაცვა ტრანზიენტების წინააღმდეგ.

მონიტორინგის პარამეტრები, რომლებიც შეუძლიათ SCRAM-ის გააქტიურება:

- მაღალი ნეიტრონული ნაკადი (მაღალი ძალა)

- მაღალი რეაქტორის გამაგრილებლის ტემპერატურა

- დაბალი რეაქტორის გამაგრილებლის წნევა (პოტენციური LOCA)

- მაღალი კონტეინმენტის წნევა

- დაბალი რეაქტორის გამაგრილებლის ნაკადი

- მაღალი გამაგრილებლის დონე (BWR)

- ძალიან დაბალი წყლის დონე (BWR)

- გარე ენერგიის წყაროს დაკარგვა

- ხელით გამორთვა (ოპერატორის მიერ ინიცირებული)

ხმის მიცემის ლოგიკა: თითოეული პარამეტრი იზომება ოთხი დამოუკიდებელი სენსორით, თითოეული განცალკევებულ დაცვის არხში. SCRAM-ისთვის საჭიროა 2-of-4 არხის გადაჭარბება setpoint-ს. ეს ნიშნავს:

- ერთი ჩავარდნილი სენსორი (მცდარი მაღალი მოცულობა) ვერ გამოიწვევს ყალბ გამორთვას

- ნებისმიერი ორი არხის, რომელიც სცილდება დაყენებულ მნიშვნელობას, აქტივაცია იწვევს გათიშვას

- ერთი ჩავარდნილი არხი (ცრუად დაბალი მაჩვენებლით) ტოვებს სამ არხს, რომელიც კვლავ 2-of-3 შესაძლებლობის მფლობელია

მრავალფეროვანი და გამოყოფილი აქტუაციის სისტემა (DDAS): თანამედროვე ციფრული RPS სისტემებს აქვს ანალოგური რეზერვი: DDAS, რომელიც შეუძლია უსაფრთხოების ფუნქციების დამოუკიდებლად გააქტიურდეს ციფრული I&C-დან. ეს უზრუნველყოფს მრავალფეროვნებას: ციფრული და ანალოგური სისტემები შეიძლება ჩაიშალოს სრულიად განსხვავებულ მიზეზებით და ერთი ჩავარდნა არ ხელს უშლის მეორეს ფუნქციონირებას.

2-of-4 vs 2-of-3 ლოგიკა

RPS იყენებს 2-of-4 კენჭისყრას SCRAM-ის გააქტიურებისთვის (ოთხი სენსორი, ორის შეთანხმებაა საჭირო გათიშვისთვის). მაგრამ ინდივიდუალური სენსორები შეტანილია აქტუაციის სისტემაში 2-of-3 კენჭისყრით თითოეული ტრენის შიგნით (სამი 측არება, ორის შეთანხმებაა საჭირო კონკრეტული უსაფრთხოების ფუნქციის, როგორიცაა ECCS, გააქტიურებისთვის).

ეს ერთი და იგივე არ არის, & განსხვავების გაგება მნიშვნელოვანია.

მინიმალური შეჯამებული კადრები

ადამიანური ზედამხედველობა: ფენა რომელიც ფიქრობს

ნუკლეარული ელექტროსადგურის მუშაობა მოითხოვს ლიცენზირებულ პერსონალს სმენის განმავლობაში ყოველთვის. NRC 10 CFR 50.54(m) ადგენს მინიმალურ შეჯამებული კადრის მოთხოვნებს. მინიმუმ, მოქმედი ეკიპაჟები მოიცავს:

რეაქტორის ოპერატორი (RO): NRC-ლიცენზირებული (10 CFR 55). პირდაპირ მართავს რეაქტორის კონტროლებს, მთავარ კონტროლის პულტს და უსაფრთხოების სისტემებს. უნდა იყოს კონტროლებთან უწყვეტად ძალის მუშაობის დროს.

უმცროსი რეაქტორის ოპერატორი (SRO): უმაღლესი NRC ლიცენზია. ზედამხედველობს RO-ს. აქვს დამოუკიდებელი უფლება გამორთვის ინიცირებისთვის. განიხილავს და აკონტროლებს RO-ს ქმედებებს არანორმალურ მოვლენებში. ვერ იქნება იგივე პირი, რაც RO ცვლაში.

ცვლის ზედამხედველელი (SS): უმცროსი SRO ლიცენზირებული. პასუხისმგებელია ოპერაციების �-all მიმდინარეობასა და მცენარის უსაფრთხოებაზე ცვლის განმავლობაში. საბოლოო უფლება მცენარის ოპერაციებზე საიტზე.

ცვლის ტექნიკური მრჩეველი (STA): TMI-ის შემდგომი მოთხოვნა (NUREG-0737). ლიცენზირებული ინჟინერი, რომელიც მიბმულია თითოეულ ცვლაზე სპეციალურად დამოუკიდებელი ტექნიკური მხარდაჭერისთვის არანორმალურ მოვლენებში: არ არის გადატვირთული ოპერაციული კონტროლებით, სრულად ფოკუსირებულია მოვლენის დიაგნოსტიკაზე.

რატომ რამდენიმე ადამიანი? ღრმა დაცვა ადამიანურ ფენაში. RO სტრესის ქვეშ, ფოკუსირებული პროცედურების შესრულებაზე, შეიძლება გამოტოვოს დიდი სურათი. SRO უზრუნველყოფს დამოუკიდებელ ზედამხედველობას. STA უზრუნველყოფს დამოუკიდებელ ტექნიკურ ანალიზს. ცვლის ზედამხედველელი ინარჩუნებს სიტუაციურ ცნობიერებას. არცერთი ერთი ადამიანური კოგნიტური შეცდომა ვერ შეძლებს მცენარის უსაფრთხო კონტროლის თავიდან აცილებას.

ადამიანის შესრულების ინსტრუმენტები

ადამიანური შეცდომის შემცირება: სისტემატური ინსტრუმენტები

ნუკლეარულმა ინდუსტრიამ გამოთვალა ადამიანური შეცდომის სიხშირეები სხვადასხვა ტიპის ამოცანებისთვის. შეცდომის სიხშირეები კომპლექსური გადაწყვეტილების მიღებისთვის სტრესის პირობებში შეიძლება გადააჭარბოს 1-ს 10-ში. ინდუსტრია მიზნად ისახავს შეცდომის სიხშირეს 1-ში 1,000 ან უკეთესს კრიტიკული ამოცანებისთვის: და აღწევს მათ სისტემატური ადამიანური შესრულების ინსტრუმენტებით.

ამოცანამდე ბრიფინგი: ნებისმიერი მნიშვნელოვანი ამოცანის წინ, ბრიფინგი მოიცავს: ამოცანის მიზანს, საფრთხეებს, მოსალოდნელ პირობებს, დასრულების დამოწმების ნაბიჯებს, შეჩერების პირობებს (თუ X მოხდა, შეჩერება და ზედამხედველობის მოწვევა). მსგავსი ბრიფინგი 5-15 წუთს მოითხოვს. მნიშვნელოვნად ამცირებს ამოცანის შესრულების შეცდომებს.

STAR (შეჩერება, ფიქრი, მოქმედება, მიმოხილვა): თვითშემოწმების ტექნიკა ყველა კრიტიკული ქმედებისთვის. შეჩერება: პაუზა ქმედებამდე. ფიქრი: რას ვაკეთებ, და ეს სწორია? მოქმედება: ქმედების შესრულება. მიმოხილვა: შედეგი იყო ის, რაც მოსალოდნელი იყო? ორ-წამიანი პაუზა აღმოაჩენს გადატანის შეცდომებს, არასწორი სარქველის შერჩევას და კოგნიტურ შოტაუტებს.

სამმხრივი კომუნიკაცია: ყველა უსაფრთხოების მნიშვნელოვანი ზეპირი ბრძანებებისთვის: (1) ინიციატორი განაცხადებს ბრძანებას: 'სარქველი HV-233 გადაიყვანე ღია პოზიციაში.' (2) მიმღები ზუსტად გაიმეორებს: 'სარქველი HV-233 გადაიყვანე ღია პოზიციაში.' (3) ინიციატორი ადასტურებს: 'სწორია.' კომუნიკაციის შეცდომა, რომელიც არ აღმოჩენილია ამ გაცვლაში, არაჩვეულებრივია: ამისთვის ორივე მხარის მიერ არასწორად მოსმენა ან დამახსოვრებაა საჭირო.

ორადგილობრივი სანდოობა: გარკვეული მაღალი შედეგების ოპერაციებისთვის ( უსაფრთხოებასთან დაკავშირებული, წყაროს მართვა), ორი ლიცენზირებული პირი უნდა იყოს ყოფილი და ურთიერთ შეამოწმოს ერთმანეთის ქმედებები. არცერთი პირი ვერ შეძლებს მგრძნობიარე ქმედების შესრულებას მარტოხელა: მეორე პირი უნდა იყოს ფიზიკურად ადგილზე და დაადასტუროს თითოეული ნაბიჯი.

დაღლილობის მართვა: NRC 10 CFR 26 დგმავს ლიმიტებს: მაქსიმუმ 16-საათიანი სამუშაო დღე, მინიმუმ 8-საათიანი დასვენება დაბრუნებამდე სამსახურში, მაქსიმუმ 54-საათიანი კვირა, მაქსიმუმ 72-საათიანი კვირა დამატებითი სამუშაოს შემთხვევაში. დაღლილობა ამცირებს გადაწყვეტილების მიღების უნარს ისეთივე სიმძიმით, როგორც ნარკოტიკული ზემოქმედება: ეს ლიმიტები არ არის პროდუქტიულობის რეკომენდაციები, ისინი უსაფრთხოების მოთხოვნებია.

აღებაზე ოპერაციები სასწრაფო მდგომარეობაში

Three Mile Island-მდე (1979), ბირთვული ელექტროსადგურები იყენებდა შემთხვევაზე დაფუძნებულ სასწრაფო პროცედურებს: თუ X შემთხვევა მოხდა, შეასრულე პროცედურა X. ოპერატორებმა უნდა განსაზღვრონ შემთხვევა სწორად მოქმედებამდე.

TMI-ში ოპერატორებმა მიიღეს წინააღმდეგობრივი მაჩვენებლები. ზეწოლის შუშტერმა ჩამკეტი მდგომარეობა დაიკავა: ეს იყო მცირე ზომის LOCA: მაგრამ ოპერატორებმა არასწორად განსაზღვრეს მოვლენა და არასწორ პროცედურას მიუსდევდნენ. მანამდე, სანამ სწორი დიაგნოზი დამყარდებოდა, მნიშვნელოვანი ბირთვის დაზიანება მოხდა.

TMI-ს შემდეგ, ინდუსტრიამ განავითარა სიმპტომებზე დაფუძნებული განაღრმავების ოპერაციული პროცედურები (EOPs). „მოვლენის განსაზღვრა, პროცედურის შერჩევა“-ს ნაცვლად, ოპერატორები მიუდგებიან: „სიმპტომების დაკვირვება, სიმპტომებზე დამცავი ზომების მიღება, იმის გარეშე თუ რას ფიქრობთ მოვლენაზე“.

ძირითადი სიმპტომებზე დაფუძნებული შეყვანის პირობა: რეაქტორის გამაცხელებელი სითხის დონის, ზეწოლის ან ტემპერატურის ნებისმიერი მოულოდნელი ცვლილება, მიზეზის გარეშე, იწვევს იგივე ბირთვის გაგრილების შემოწმების თანმიმდევრობას.

ALARA: რაც შეიძლება დაბალი, რამდენადაც გონივრულად მიღწევადია

რადიაციული დაცვის ინჟინერია

ALARA: რაც შეიძლება დაბალი, რამდენადაც გონივრულად მიღწევადია: ეს არ არის უბრალოდ დოზის ლიმიტი. ეს არის ფილოსოფია: დოზა უნდა შემცირდეს რამდენადაც პრაქტიკულად შესაძლებელია, და არა მხოლოდ შენარჩუნდეს კანონიერი ლიმიტების ქვემოთ. NRC ავალდებულებს ALARA-ს რეგულატორულ მოთხოვნად (10 CFR 20.1101), და არა მხოლოდ კარგ პრაქტიკად.

გარე დოზის მართვა: სამი კლასიკური კონტროლი:

- დრო: შეამცირე დრო რადიაციის ველში ორჯერ, შეამცირე დოზა ორჯერ. წინასწარ დაგეგმილი სამუშაო თანმიმდევრობა მინიმუმამდე ამცირებს არასაჭირო დროს მაღალი დოზის არეებში.

- დისტანცია: დოზის სიჩქარე მიბაძავს ინვერსულ კვადრატულ კანონს. გაორმაგე შენი დისტანცია წერტილობრივი წყაროსგან, შეამცირე შენი დოზის სიჩქარე ოთხჯერ. მუშაობა ექვსი ფუტიდან სამის ნაცვლად ამცირებს დოზას 75%-ით.

- ეკრანირება: სвинცი, ბეტონი, წყალი და პოლიეთილენი შეამცირებენ სხვადასხვა ტიპის რადიაციას. ნახევარგამფრთხველე ფენა (HVL) არის სისქე, რომელიც ამცირებს ინტენსივობას ორჯერ. სвинცის HVL ტიპური გამა-სხივებისთვის: ~1 სმ. ბეტონის HVL: ~6 სმ. ათ HVL-ის შემდეგ (10 TVL = მეათედის ღირებულების ფენა), ინტენსივობა მცირდება 1/1,000-მდე ორიგინალისგან.

შიდა დოზის მართვა:

- რადიოაქტიური მატერიალი სხეულში განაგრძობს ორგანოების irradiაციას, სანამ არ დაიშლება ან არ გამოიყოფა

- გზები: ინჰალაცია (აეროზოლები, გაზები), შეყვანა (დაბინძურებული საკვები/წყალი), შეწოვა კანის მეშვეობით (იშვიათი)

- მიღებული ჰაერის კონცენტრაცია (DAC): რადიონუკლიდის ჰაერში არსებული კონცენტრაცია, რომელიც, თუ შეისუნთქება 2,000 საათის განმავლობაში წელიწადში, აწვდის პროფესიული დოზის ლიმიტს. რესპირატორები და უარყოფითი წნევის გარშემორტყმები ხელს უშლის ინჰალაციის დოზას.

- წლიური მიღების ლიმიტი (ALI): მთლიანი მიღება (ინჰალაცია + ინგესტაცია), რომელიც უზრუნველყოფს პროფესიული დოზის ლიმიტს

პროფესიული დოზის ლიმიტები (10 CFR 20):

- 5 rem (50 mSv) წელიწადში მთლიანი ეფექტური დოზის ეკვივალენტი

- 3 rem (30 mSv) კვარტალში

- 15 rem (150 mSv) წელიწადში თვალის ლინზაზე

- 50 rem (500 mSv) წელიწადში კანზე ან კიდურებზე

- დოზის შეზღუდვა ALARA დაგეგმვისთვის: 2 rem/წელი (ობიექტის სპეციფიკური ადმინისტრაციული ლიმიტები ხშირად უფრო დაბალია)

კონტამინაციის კონტროლი:

- რადიოლოგიურად კონტროლირებადი ზონები (RCAs) აქვთ კონტროლირებული წვდომა, გამოკვლევა გასვლისას

- გამოსვლის ფილები: ქაღალდი ან პლასტმასი RCA-ს გამოსავლებთან; აქ ხდება ფეხსაცმლის საფარების შეცვლა კონტამინაციის გატარების თავიდან ასაცილებლად

- მთლიანი სხეულის რეკონტრული: მუშაობის შემდეგ ზონებში, სადაც შესაძლებელია შიდა კონტამინაცია, მთლიანი სხეულის გამა რეკონტრული აღმოაჩენს შიდა შეწოვას

- ბიოანალიზის პროგრამები: შარდისა და ფეკალური ანალიზი კ quantification შიდა დოზის კონკრეტული იზოტოპებისგან

ALARA პრაქტიკაში

რადიაციის მუშაკმა უნდა შეცვალოს სარქველი მაღალი რადიაციის ზონაში. სარქველის ადგილმდებარეობის დოზის მაჩვენებელია 500 მრემ/საათი. სამუშაოს შესრულება 30 წუთს მოითხოვს. მუშაკის წლიური დოზა დღემდე 1,200 მრემია, ქარხნის ადმინისტრაციული ლიმიტის 2,000 მრემ/წლის წინააღმდეგ.

ALARA პრინციპებისა და სამი კონტროლის გამოყენებით, შეაფასეთ, შეუძლია თუ არა ამ სამუშაოს გაგრძელება და მიუთითეთ მინიმუმ ორი კონკრეტული ქმედება დოზის შესამცირებლად.

სამი მილიის კუნძული (1979)

სამი მილიის კუნძული 2: 1979 წლის 28 მარტი

TMI არ იყო დიზაინის შეცდომა: ეს იყო სიღრმისებრივი დაცვის შეცდომა ადამიანის და პროცედურის ფენებში.

რა მოხდა:

- ტურბინის გაჩერებამ გამოიწვია რეაქტორის SCRAM (ავტომატური: სწორად იმუშავა)

- ზეწოლის შუშის სარქველი (PORV) გაიხსნა (სწორია), მაგრამ ჩერდა ღია მდგომარეობაში (აღჭურვილობის ხარვეზი)

- მართვის ოთახის მაჩვენებელი აჩვენებდა მხოლოდ იმას, რომ სარქველს მიეცა დახურვის სიგნალი: არა იმას, რომ ის სინამდვილეში დახურული იყო

- გამაგრილებელი ნაკადი გაქცეული იყო ჩერდა ღია PORV-ის მეშვეობით. რეაქტორში ზეწოლა და ტემპერატურა დაეცა

- ოპერატორებმა სიმპტომები არასწორად გაიგეს, როგორც ჭარბი გამაგრილებელი და შეამცირეს განაგრძობი გამაგრილებლის შეყვანა: სრულიად საპირისპირო იმისა, რაც საჭირო იყო

- ორ საათზე მეტი დროის განმავლობაში რეაქტორის ბირთვი ნაწილობრივ გამოკვეთილი იყო

- ბირთვის დაახლოებით ნახევარი შეწიოდა

რას აკეთებდა კონტეინმენტი: მან შეძლო შენარჩუნება. მიუხედავად მძიმე ბირთვის დაზიანებისა და წყალბადის დაგროვებისა კონტეინმენტის შიგნით, კონტეინმენტის სტრუქტურამ შეინარჩუნა ფისიონური პროდუქტების ყ about ყველა. საზოგადოებრივი დოზის შედეგები იყო მცირე: არ იყო საზოგადოებრივი ჯანმრთელობის შედეგები რადიაციისგან.

TMI-ის შემდგომი გაუმჯობესებები (NUREG-0737):

- სიმპტომებზე დაფუძნებული EOP-ები (შემცვლელი მოვლენებზე დაფუძნებულის)

- ცვლის ტექნიკური მრჩევლები ყველა ცვლაში

- NRC-ის სერტიფიცირებული სრული სკოპის სიმულატორები ეკიპაჟის ტრენინგისთვის

- შემთხვევის შემდგომი მონიტორინგის ინსტრუმენტები (PAM): პირდაპირი ნუკლეარული გაგრილების ინდიკატორები, კვალიფიციური დისპლეის პანელი AC-ისგან დამოუკიდებელ ენერგიაზე

- გადამუშავებული კონტროლის ოთახის დიზაინის სტანდარტები (NUREG-0700)

- გაუმჯობესებული ოპერატორის ლიცენზირების გამოცდის მოთხოვნები

ჩერნობილი (1986)

ჩერნობილის 4-ე ერთეული: 1986 წლის 26 აპრილი

ჩერნობილი განსხვავდებოდა TMI-სგან თავისი ხასიათით: ეს ძირითადად დიზაინის ნაკლოვანება იყო, რომელიც შეხვდა განზრახ უსაფრთხოების სისტემის გამორთვას.

რა მოხდა:

- ძაბვის სტაბილურობის ტესტმა მოითხოვა რეაქტორის დაბალ სიმძლავრეზე მუშაობა (~200 მეგავატი, რეიტინგული 3,200 მეგავატის წინააღმდეგ)

- დაბალ სიმძლავრეზე RBMK რეაქტორს ჰქონდა დადებითი ცარიელი კოეფიციენტი: გამაგრილებში ორთქლის ბუშტუკები ზრდიდა რეაქტიულობას

- კონტროლის ღეროებს ჰქონდა დიზაინის დეფექტი: გრაფიტის ბოლო ნაწილები წყალს ამოდევნებდა შეყვანისას, რაც იწვევდა საწყისი რეაქტიულობის მატებას, სანამ ნეიტრონებს შთამნთქმელი ნაწილი შევიდოდა ბირთვში

- ტესტი გადაიდო; ღამის ცვლა არ იყო მომზადებული მისთვის

- მრავალი უსაფრთხოების სისტემა განზრახ გამორთეს ტესტის ჩასატარებლად

- საგანგებო გამორთვის ღილაკზე (AZ-5) დაჭერისას გრაფიტის ღეროების წვერებმა გამოიწვია რეაქტიულობის მკვეთრი ზრდა, ნაცვლად დაგეგმილი SCRAM-ისა

- სიმძლავრე წამებში 30 000 მეგავატამდე გაიზარდა: დაახლოებით 10-ჯერ მეტი ნომინალურ სიმძლავრეზე

- საწვავი და გამაგრილებელი მყისიერად გადაიქცა ორთქლად, რამაც გამოიწვია ორთქლის აფეთქება და რეაქტორის განადგურება

- გრაფიტის ხანძარი 10 დღის განმავლობაში იწვოდა, რამაც დაშლის პროდუქტები მთელ ევროპაში გაავრცელა

არ იყო კონტეინმენტი: RBMK-ს არ ჰქონდა სრული კონტეინმენტის შენობა. რეაქტორი მოთავსებული იყო დიდ სამრეწველო შენობაში, რომელსაც არ ჰქონდა წნევის შენარჩუნების უნარი. როდესაც რეაქტორი განადგურდა, არ არსებობდა საბოლოო ბარიერი.

ჩერნობილის შემდგომი ცვლილებები:

- RBMK დიზაინის მოდიფიკაციები: მოცულობის დადებითი კოეფიციენტის მოხსნა დაბალ სიმძლავრეზე, ღერძების ბოლო ნაწილების გადაპროექტება, დამატებითი ნეიტრონული შთანთქმელების დამატება

- საერთაშორისო ბირთვული უსაფრთხოების კონვენციების გაძლიერება

- ბირთვული უსაფრთხოების კულტურის კონცეფციის ფორმალიზება IAEA-ს მიერ (INSAG-7)

- დასავლური რეგულაციური ხაზგასმა კონტეინმენტზე, როგორც არარღვევად მოთხოვნაზე

სამი შემთხვევა, სამი გაკვეთილი

თქვენ უკვე იცით სამოქალაქო ბირთვული ავარიების სამი ძირითადი შემთხვევა: TMI (1979), Chernobyl (1986) და Fukushima (2011). თითოეულმა გამოავლინა თავდაცვის სიღრმის სხვადასხვა სახის ხარვეზი.

რისკის კვანტიფიკაცია

PRA: გადასვლა „საკმარისად უსაფრთხოდ“-დან „რამდენად უსაფრთხოა?“-მდე

დეტერმინისტული უსაფრთხოების ანალიზი ამბობს: შექმენით ქარხანა ამ კონკრეტული შემთხვევების გამოცდისთვის. ალბათობრივი რისკის შეფასება (PRA) სხვა კითხვას დასვამს: იმის გათვალისწინებით, რომ რამდენიმე გზით შეიძლება რაღაცელი არასწორად მოხდეს, რა არის იმის ალბათობა, რომ ეს მართლაც მოხდეს?

ნაწილაკური დაზიანების სიხშირე (CDF): რეაქტორის ნაწილაკის მნიშვნელოვანი დაზიანების ალბათობა ნებისმიერ მოცემულ წელს. NRC-ის უსაფრთხოების მიზანი: CDF < 1×10⁻⁴ რეაქტორ-წელზე (ერთხელ 10,000 რეაქტორ-წელში). თანამედროვე ქარხნები ჩვეულებრივ აღწევენ CDF < 1×10⁻⁵ (ერთხელ 100,000 რეაქტორ-წელში).

დიდი ადრეული გამოყოფის სიხშირე (LERF): რადიოაქტიურობის დიდი, ადრეული გამოყოფის ალბათობა გარემოში (ეკვაციამდე). NRC-ის უსაფრთხოების მიზანი: LERF < 1×10⁻⁵ რეაქტორ-წელზე.

ცხრილობები შეცდომის: გრაფიკული ლოგიკური დიაგრამები, რომლებიც აჩვენებენ კომპონენტების შეცდომების კომბინაციებს, რომლებიც იწვევს განსაზღვრულ უმაღლეს მოვლენას (მაგ., 'ECCS ჩაუტარდა წყლის მიწოდება ბირთვში'). იყენებს AND გარჩევადებს (ყველას უნდა ჩაუტარდეს) & OR გარჩევადებს (ნებისმიერი ერთი შეცდომა საკმარისია). AND გარჩევადები ამცირებენ ალბათობას (საჭიროა მრავალი ერთდროული შეცდომა). OR გარჩევადები ზრდიან ალბათობას.

მოვლენათა ხეები: გრაფიკული დიაგრამები, რომლებიც იწყება ინიციირებული მოვლენით (მაგ., 'დიდი მოტეხილება LOCA ხდება') & კვალდაკვლით მიჰყვება შედეგებს იმის მიხედვით, წარმატებულია თუ ჩაიშალა უსაფრთხოების სისტემები. თითოეული ჯაჭვი წარმოადგენს უსაფრთხოების ფუნქციის წარმატებას ან შეცდომას. საბოლოო კვანძები არის შემთხვევითი თანმიმდევრობები: უსაფრთხო გაჩერება, ბირთვის დაზიანება, დიდი გამოყოფა.

მნიშვნელობის ზომები: PRA ამოიცნობს, რომელი კომპონენტები & სისტემები წვლილს შეაქვს რისკში ყველაზე მეტად.

- Fussel-Vesely (FV) მნიშვნელობა: CDF-ის ფრაქცია, რომელსაც წვლილს შეუძლია კომპონენტის შეცდომები. მაღალი FV = ეს კომპონენტი ძალიან მნიშვნელოვანია.

- Risk Achievement Worth (RAW): რამდენად იზრდება CDF, თუ ეს კომპონენტი ჩაუტარდა ჩათვლილია. მაღალი RAW = ეს კომპონენტი არ უნდა იყოს გათიშული გრძელ ხანს.

RAW მართავს მოვლენებს & ტესტირების განრიგს: მაღალი-RAW კომპონენტები იღებენ ხშირ ტესტირებას & მოკლე დაშვებულ გაუთვალისწინებელ დროს.

PRA და მოვლენის განრიგი

ნუკლეარულ ქარხანას აქვს სამი საგანგებო დიზელის გენერატორი (A, B, C). PRA ანალიზი აჩვენებს:

- CDF სამივე მოქმედის შემთხვევაში: 2×10⁻⁵ წელიწადში

- CDF დიზელის A მომსახურებიდან გატანის შემთხვევაში: 8×10⁻⁵ წელიწადში (4x ზრდა)

- CDF დიზელები A & B ერთდროულად გატანის შემთხვევაში: 4×10⁻³ წელიწადში (200x ზრდა)

მოსახურების გუნდი სურს დიზელები A & B ერთდროულად გატანა მომსახურებიდან 30-დღიანი კაპიტალური შეკეთებისთვის.

დახარჯული საწვავი: გრძელვადიანი ვალდებულება

ხარჯული საწვავი: აქტიური და პასიური მართვა

როდესაც საწვავი რეაქტორიდან ამოღებულია 3-5 წლის მუშაობის შემდეგ, ის ინტენსიურად რადიოაქტიურია და თერმულად ცხელია გაყოფის სითბოს გამო. იგივე გაყოფის სითბოს კურვა მოქმედებს: მომწოდებლის ძალის 7% დაუყოვნებლივ, რომელიც წლების განმავლობაში მცირდება.

ხარჯული საწვავის აუზები (SFP): ამოღების შემდეგ დაუყოვნებლივ, ხარჯული საწვავის ასამბლეები განთავსებულია ხარჯული საწვავის აუზში: წყლით სავსე აუზში, ჩვეულებრივ 40 ფუტის სიღრმის, რეაქტორის შენობას მიმდებარე. წყალი ორმაგ როლს ასრულებს: გაგებას და დამცავს (საწვავის ზემოთ არსებული წყალი შთანთქავს რადიაციას, რაც საშუალებას აძლევს მუშებს აუზის საფარიაზე მიიღონ დაბალი დოზები).

მინიმალური გაგების დრო აუზში, სანამ მშრალ ჭურჭელში: დაახლოებით 5 წელი PWR საწვავისთვის. საწვავმა უნდა გაგეოს იმდენად, რომ მშრალი ჭურჭლის პასიურმა ჰაერმა გაგება შეძლოს დარჩენილი გაყოფის სითბოს გარეშე წყალი.

Zircaloy-ის ხანძრის რისკი: თუ ხარჯული საწვავის ასამბლეები გამოკვეთილია (აუზის წყალი დაკარგულია), zircaloy-ის გარსი შეიძლება ოქსიდირდეს ჰაერში მაღალ ტემპერატურაზე. განსხვავებით ორთქლ-zircaloy რეაქციისგან, რომელიც წარმოქმნის წყალბადს, ჰაერ-zircaloy ოქსიდაცია წითელად გაცხელებულ ტემპერატურაზე შეუძლია შეინარჩუნოს zircaloy-ის ხანძარი: თვითშენარჩუნებადი ექსოთერმული რეაქცია. ფუკუსიმას მე-4 ბლოკის ხარჯული საწვავის აუზი დღეების მანძილზე იყო იმ ტემპერატურის მიღწევის პირას, სადაც ეს შეიძლებოდა.

ფუკუშიმას შემდგომი SFP მოთხოვნები (NRC Order EA-12-051):

- SFP წყლის დონისა და ტემპერატურის საიმედო ინსტრუმენტაცია

- SFP-ში წყლის დამატების შესაძლებლობა სხვადასხვა წყაროებიდან

- SFP გაგრილების შენარჩუნების ან აღდგენის სტრატეგიები ელექტროენერგიის გახანგრძლივებული გათიშვის პირობებში

მშრალი კასრის შენახვა: აუზში 5+ წლის შემდეგ საწვავი გადააქვთ მშრალ კასრებში: შედუღებული ფოლადის კონტეინერები, რომლებიც გარშემორტყმულია ბეტონის ან მაღალი სიმკვრივის პოლიეთილენის დამცავი ფენით. გაგრილება მთლიანად პასიურია: ბუნებრივი ჰაერის კონვექცია გარე კონსტრუქციის ვენტილაციის ხვრელებით. ელექტროენერგია არ არის საჭირო. დიზაინის ვადა: 100+ წელი. ამჟამად აშშ-ში მხოლოდ 90 000 მეტრული ტონა მძიმე მეტალი ინახება მშრალ კასრებში.

მაღალი დონის ნარჩენების განთავსება: დახარჯული საწვავი კლასიფიცირდება როგორც მაღალი დონის ბირთვული ნარჩენი. აშშ-ის კანონი (ბირთვული ნარჩენების პოლიტიკის აქტი) იუკა მაუნთენს, ნევადა, განსაზღვრავს მუდმივ საცავად: თუმცა ის პოლიტიკური წინააღმდეგობის გამო არ გახსნილა. NRC მოითხოვს, რომ საცავმა უზრუნველყოს 10 000 წლის შეკავება (EPA სტანდარტი: 1 მილიონი წელი დოზებისთვის 10 000 წელზე მეტი ხნის განმავლობაში). ღრმა გეოლოგიური განთავსება იყენებს თავად ქანების წარმონაქმნს როგორც ძირითად ბარიერს, დამატებითი ინჟინერიული ბარიერებით (მინის ვიტრიფიკაცია, ლითონის კასრები, ბენტონიტის თიხა).

დაბალი დონის ნარჩენები (LLW): დაბინძურებული ტანსაცმელი, ხელსაწყოები, ფილტრები, ფისები. NRC-ის სამი კლასი:

- კლასი A: ყველაზე დაბალი აქტივობა, ყველაზე მოკლე ნახევარგამოყოფის პერიოდის იზოტოპები. ზედაპირული მიწის დამარხვა, 100 წლიანი იზოლაციის მოთხოვნა

- კლასი B: საშუალო აქტივობა. ზედაპირული დამარხვა 300 წლიანი იზოლაციით

- კლასი C: უფრო მაღალი აქტივობა, უფრო გრძელვადიანი იზოტოპები. მოითხოვს 500 წლიან იზოლაციას; ზედაპირული განთავსება უფრო მძლავრი ინჟინერიული ბარიერებით

მოცულობის შემცირების ტექნიკები (დაწვა, დაჭერა, დნობა) სავალდებულოა განთავსების სივრცის მინიმიზაციისთვის

მშრალი კასრის უსაფრთხოების დასაბუთება

კრიტიკოსი ამტკიცებს, რომ მშრალი კასრის შენახვა არ არის უსაფრთხო, რადგან კასრებს არ აქვთ აქტიური გაგრილება, არ არის დაკავშირებული ელექტროენერგიასთან და მდებარეობენ ღია ცის ქვეშ ბეტონის ბალიშებზე. ბირთვული ინჟინერი პასუხობს, რომ მშრალი კასრები შეიძლება უფრო უსაფრთხო იყოს, ვიდრე დახარჯული საწვავის აუზი.

ღრმა დაცვა: სრული სურათი

ბირთვული უსაფრთხოების ინჟინერია: სისტემური დისციპლინა

ახლა შეგისწავლიათ ბირთვული უსაფრთხოების ინჟინერიის ყველა ფენა. უკან დაიხარით & დაინახეთ სისტემა:

ფიზიკური ბარიერები (საწვავის მატრიცა, გარსამოცულება, წნევის ჭურჭელი, კონტეინმენტი) პასიურია: მათ არ სჭირდებათ რაიმე მოქმედება მუშაობისთვის. ისინი საფუძველია.

უსაფრთხოების სისტემები (ECCS, RPS, EDGs, DDAS) აქტიურია პასიური რეზერვებით (აკუმულატორები, გრავიტაციის ტანკები, ბატარეები). თითოეულ ფუნქციას აქვს სამი დამოუკიდებელი ხაზი. თითოეული ხაზი 100%-ით უზრუნველყოფილია. აქტიური & პასიური მიდგომები მრავალფეროვანია.

ინსტრუმენტაცია (RPS, ECCS actuation, PAM) აკონტროლებს ათობით პარამეტრს 2-დან-4-მდე ხმის მიცემის ლოგიკით: მდგრადია ცრუ გამორთვებისა და სენსორის გაუმართაობების მიმართ, რომლებიც ხელს შეუშლიდა გამორთვას.

პროცედურები (სიმპტომებზე დაფუძნებული EOP-ები) ხელმძღვანელობენ ოპერატორებს დამცავი ქმედებებისკენ, სწორი დიაგნოზის გარეშე. TMI-ის შემდეგ. აუცილებელი.

ადამიანური ფაქტორები (პერსონალის რაოდენობა, ტრენინგი, ადამიანური მუშაობის ინსტრუმენტები, დაღლილობის ლიმიტები) ამცირებს ადამიანური ფენის წარუმატებლობის ალბათობას. TMI-ის შემდეგ STA-ს მოთხოვნა. სიმულატორზე ტრენინგი. სამუშაოს წინ ბრიფინგები. STAR. სამმხრივი კომუნიკაცია.

მენეჯმენტი და უსაფრთხოების კულტურა უზრუნველყოფს, რომ უსაფრთხოება არ იყოს გაცვლილი ეფექტურობაზე. ჩერნობილის შემდეგ INSAG-7. ჩერნობილის გაკვეთილი ისაა, რომ მენეჯმენტის მიერ გამორთული უსაფრთხოების სისტემები უსაფრთხოების სისტემები არ არსებობს.

რეგულირება (NRC 10 CFR 50, IAEA სტანდარტები, პერიოდული ინსპექციები) უზრუნველყოფს დამოუკიდებელ ზედამხედველობას უმაღლეს დონეზე. რეგულატორი, რომელიც არ ახორციელებს ინსპექციას, არის რეგულატორი, რომელიც არ არსებობს.

სამმა მსხვილმა ავარიამ აჩვენა, რომ თავდაცვის სიღრმე მარცხდება არა ერთი დრამატული მარცხის გამო, არამედ მცირე მარცხების, არასწორი ვარაუდებისა და არასაკმარისი მარაგების ერთდროული კომბინაციის გამო რამდენიმე ფენაში. უსაფრთხოების საქმე ისეთივე ძლიერია, როგორც მისი ყველაზე სუსტი ერთდროული კომბინაცია.

საბოლოო ინტეგრაცია

საბოლოო კითხვა: ყველაზე რთული

ახლად შემოთავაზებული რეაქტორის დიზაინი ამტკიცებს, რომ ის იმდენად უსაფრთხოა, რომ საჭიროებს მხოლოდ ერთ ECCS ტრეინს (არა სამს), არანაირი საგანგებო დიზელის გენერატორებს (მხოლოდ პასიური გაგრილება) და გამარტივებულ პერსონალის მოდელს ორი ოპერატორით ცვლაში ოთხის ნაცვლად.

დიზაინერი ამტკიცებს: „პასიური გაგრილება ნიშნავს, რომ ენერგია არ არის საჭირო, ამიტომ დიზელები არასაჭიროა. რეაქტორი ფიზიკის მიხედვით ვერ გაიფუჭებს, ამიტომ გამარტივებული პერსონალი გამართლებულია.“