Наближаються чергові роковини катастрофи на ЧАЕС - найбільшої техногенної катастрофи ХХ століття. Її наслідки окрім України, білорусі та росії тією або іншою мірою відчула і більшість країн Європи. Впродовж років, які спливли відтоді, причини, що призвели до Чорнобильської трагедії, ретельно вивчали вчені та фахівці з експлуатації атомних електростанцій. Активно розроблялися і технології мінімізації впливу ядерних об'єктів на довкілля та життя людей. Тобто катастрофа змусила суттєво переглянути підходи до організації заходів безпеки атомних станцій та їхні стандарти.
У КПІ ім. Ігоря Сікорського після Чорнобильської катастрофи і кілька десятиліть потому активно проводиться дослідницька та освітня робота у сфері ядерної безпеки. Цією тематикою як науковець займається і проректор університету з адміністративної роботи Вадим Кондратюк. Нещодавно він успішно захистив докторську дисертацію на тему "Підвищення безпеки ядерних енергетичних установок шляхом кваліфікації та модернізації систем управління аваріями". Напередодні чергових роковин Чорнобиля Вадим Анатолійович поспілкувався з кореспондентом "Київського політехніка" про сьогоднішні проблеми безпеки на АЕС.
– Що змінилося з часів Чорнобиля у сфері організації заходів безпеки атомних станцій?
– Звичайно, після такої масштабної ядерної катастрофи великі зусилля науковців і наукових установ в усьому світі і, зокрема, в Україні були спрямовані на вирішення питань прогнозування як проєктних, так і запроєктних аварій на майданчиках атомних електростанцій та ефективної їм протидії. Було зроблено висновки, відповідні розрахунки, інструкції, проведено певні експерименти, набирався масив даних, впроваджувалися нові системи захисту, як активні, так і пасивні. Усі дослідження спрямовано на підвищення рівня безпеки, передусім шляхом модернізації обладнання, систем безпеки та удосконалення конструкції реакторних установок. Такі роботи ведуться не тільки на реакторах РВПК, а й на реакторах типу ВВЕР, які експлуатуються на майданчиках 4-х АЕС в Україні – Рівненської, Хмельницької, Запорізької, Південно-Української. Було впроваджено системи для керування важкими аваріями, пов'язаними з радіоактивними викидами в навколишнє середовище. Проводяться розрахунки ймовірних аварій на майданчиках усіх АЕС України. У МАГАТЕ існує база під назвою "Файл оцінених ядерних даних", куди з усіх світових АЕС надходять експериментальні дані та результати наукових досліджень, які дають змогу оцінити, як поводять себе енергоблоки при тих чи інших аваріях, як поведе себе радіоактивний ізотоп при його виході з герметичного середовища у довкілля. Нині у світі створено велику кількість дослідницьких ядерних реакторів, які працюють суто для того, щоб моделювати вихідні події для аварійних процесів, які можуть вважатися проєктними на АЕС.
Ця робота стала ефективнішою, коли фахівці почали використовувати детерміністичні коди. Це вже комп'ютерне моделювання, яке враховує різні системи рівнянь, вихідні дані і дозволяє робити певні аналізи та кваліфікації систем управління аваріями. Проте ці коди мають недоліки, які пояснюються тим, що фахівці називають "різницею коду та різницею користувачів". Різниця кодів – це використання різних програмних продуктів, у яких закладено різні системи, математичні моделі та диференційні рівняння, що за результатами розрахунків можуть видавати дані, які матимуть розбіжності. А різниця користувачів – це звичайний людський фактор, тобто залежність від рівня знань у користувача, який користується програмним продуктом. Наприклад, користувач може не враховувати певний критерій, якісь параметри активної зони ядерного реактора і це вплине на кінцевий результат та висновки, зроблені за результатами розрахунків. Коди зарекомендували себе досить добре, але, як на мене, слід проводити роботу щодо визначення їх пріоритетності. Є коди універсальні, що повністю моделюють роботу усього енергоблока, а є коди, що моделюють теплофізичні процеси та параметри, які створюються в активній зоні ядерного реактора.
Другий сплеск інтенсивності робіт у сфері заходів безпеки АЕС відбувся після катастрофи на Фукусімі, де також сталася важка ядерна аварія із виходом радіоактивного матеріалу в навколишнє середовище. І вона була запроєктною, адже ніхто не прораховував цунамі висотою 14 метрів.
– А чи було тоді вже враховано уроки Чорнобиля?
– Звичайно, уроки катастрофи на ЧАЕС було враховано – і в Україні, і в усьому світі. Один із головних їхніх аспектів – це людський фактор. На думку багатьох вчених, під час експлуатації ЧАЕС недостатньо уваги приділялося перекваліфікації знань і професійному удосконаленню вмінь і навичок персоналу станції, адже енергоблоки тривалий час працювали в безаварійному режимі. Отож було підтверджено необхідність постійного тренування, підготовки і перепідготовки персоналу. З огляду на досвід аварій, які сталися на АЕС в Україні та в світі, на майданчику окупованої нині агресором Запорізької АЕС було побудовано найбільший в Європі тренувальний центр. У цьому центрі повністю відтворено одну циркуляційну петлю в натурних розмірах реактора типу ВВЕР, що дає можливість якісніше готувати експлуатаційний, ремонтний та інженерно-технічний персонал для експлуатації АЕС, скорочує час на проведення ремонтних, попереджувальних та планових робіт, а також підвищує кваліфікацію операторів, які здійснюють керування ядерною установкою на блочному щиті управління.
– Усі передбачені оновленими протоколами безпеки заходи були розраховані на мирні часи, або на те, що навіть у випадку розгортання на території якихось країн воєнних дій, нікому і в голову не прийде вести їх на територіях АЕС. Це, наскільки відомо, визначено і в міжнародному атомному праві. Але війна, яку проти України розв'язала росія, наочно продемонструвала, що держава-агресорка демонстративно ігнорує усі закони і норми безпеки, ба більше, використовує свою присутність на захопленій Запорізькій АЕС як інструмент ядерного шантажу. Чим це може обернутися для України та Європи?
– Дійсно, ніхто не розраховував, що на АЕС можуть бути якісь непередбачувані події, пов'язані з веденням війни. І все ж, працюючи над своєю дисертаційною роботою, я з'ясував, що у світі було декілька наукових досліджень, які розглядали питання експлуатації ядерних енергетичних установок під час війни. І сьогоднішня війна підштовхнула мене до думки, що таки слід враховувати і навмисне руйнування майданчика АЕС та обладнання. Тому в одному з розділів дисертації я розглянув питання експлуатації ядерних енергетичних установок в екстремальних умовах, тобто під час ведення бойових дій. Розглядав кілька сценаріїв.
Перший – це навмисне руйнування агресором бар'єрів захисту АЕС. Це ті бар'єри, які унеможливлюють витік радіоактивних продуктів у навколишнє середовище за межі майданчика АЕС. Другий чинник не менш важливий – це руйнування критичної інфраструктури, яка забезпечує стабільну роботу ядерного реактора навколо майданчика енергоблока. Тут маються на увазі дизель-генератори, розподільні трансформаторні підстанції, що живлять енергоблок. Третій чинник пов'язаний з тим, що внаслідок підриву Каховської ГЕС і можливого підриву каскаду Дніпровських ГЕС може відбутися підняття води до такого рівня, що буде затоплено проммайданчик Запорізької АЕС. З урахуванням того, що на цій станції розміщено сховище з відпрацьованим ядерним паливом, виникає ймовірність витоку радіоактивних продуктів ділення в рідке середовище. А далі вода піде в ґрунт, річки, озера – пошириться вплив на довкілля, живі організми. І останній розглянутий чинник – потрапляння бойових зарядів у став-охолоджувач, де відбувається забір води на охолодження теплообмінного обладнання енергоблока. Це може призвести до зміни енергетичного балансу, перегріву ядерного реактора, активної зони і, на жаль, цілком ймовірно, що й до ядерної катастрофи.
Для більшості з нас наслідки такого розвитку подій є зрозумілими, адже маємо гіркий приклад Чорнобильської катастрофи, внаслідок якої велика кількість людей отримала понаднормову дозу опромінення, що дуже негативно вплинуло на їхнє здоров'я. Понад те, від наслідків катастрофи не застрахований ніхто у світі: радіоактивний пил, який здіймається в повітря, переміщується з повітряними масами і рухається разом з вітром. І в будь-якій точці світу в будь-який момент часу цей пил разом з опадами осідає на місцевості. Спрогнозувати і змоделювати щось неможливо, тому що все залежить від пори року, швидкості та інтенсивності вітру, інших факторів. Але наслідки для людства можуть бути масштабними і вкрай негативними. Період напіврозпаду важких радіоактивних елементів складає десятки років. Після аварії промисловий майданчик навколо АЕС і навколишня 30-кілометрова зона, як бачимо на прикладі Чорнобиля, стають зоною відчуження, яка є непридатною для життя і перетворюється на закинуту територію.
– Чи є розуміння того, що слід робити, щоб запобігти новій ядерній катастрофі? Що мусять робити не політики чи міжнародні організації, а саме фахівці-ядерники?
– На мою думку, передусім слід проводити роботи з удосконалення та модернізації внутрішньореакторного контролю та діагностики стану самого ядерного реактора. Під час війни і під час руйнування бар'єрів захисту основна задача оперативного персоналу полягає в приведенні ядерного реактора до контрольованого стану, тобто забезпечення відведення тепла, яке генерується в активній зоні ядерного реактора. Друге – це, звичайно, потрібно кваліфікувати системи безпеки на умови запроєктних аварій. Відповідно, поділити їх на системи, які можуть працювати під час проєктних аварій і які можуть використовуватись для того, щоби привести реактор до контрольованого стану і стабілізувати його роботу, та системи, пов'язані з відновленням електропостачання. Це може бути аварійне постачання від дизель-генераторів або від спеціальних акумуляторів, ємнісних батарей, які також можуть працювати певний період. Тобто необхідно провести кваліфікацію та модернізацію систем управління аваріями на АЕС.
Безумовно, також необхідно провести удосконалення систем безпеки, які беруть участь в управлінні важкими аваріями. Потрібно створити відповідні симптомно-орієнтовані інструкції керування аваріями енергоблока, пов'язаними з повним і тривалим знеструмленням. Слід провести і пріоритезацію детерміністичних кодів, згідно з якими проводиться розрахунок аварій, які можуть статися на АЕС, і також їхніх наслідків.
– Судячи з того, що дисертацію ви підготували саме в КПІ, у нашому університеті також проводяться дослідження в цьому напрямі. Що можете про них розповісти?
– З метою проведення наукових досліджень та підготовки персоналу для роботи на АЕС на базі НН ІАТЕ КПІ ім. Ігоря Сікорського, за підтримки Міністерства енергетики США та Аргонської національної лабораторії США, було створено перший в Україні Науково-навчальний центр "Надійність та безпека АЕС".
За допомогою аналітичного тренажера, який встановлено в Центрі, проводяться наукові дослідження, пов'язані з безпечною експлуатацією ядерних енергетичних установок України, виконується моделювання різних проектних аварії, які можуть трапитись на АЕС під час експлуатації, здійснюються розрахунки працездатності систем першого та другого контурів атомної електричної станції з метою підвищення надійності роботи в аварійних та екстремальних умовах експлуатації. Аналітичний тренажер навіть дозволяє робити певні прогнози щодо дій оператора задля запобігання парогазових вибухів, повернення ядерного реактора до контрольованого стану, відновлення електропостачання тощо. А також щодо того, яких заходів з підвищення безпеки АЕС потрібно вжити.
Усе це називається модернізацією та кваліфікацією систем управління аваріями за екстремальних умов експлуатації. "Модернізація" – це, ясна річ, удосконалення, заміна, оснащення. А "кваліфікація", згідно з визначенням МАГАТЕ, – це розрахункове або експериментальне підтвердження працездатності тієї чи іншої важливої для безпеки системи при важких аваріях при різних умовах експлуатації.
Тому в КПІ активно проводяться роботи за даним напрямом, їхні результати публікуються в статтях, матеріали досліджень передаються для подальшого впровадження безпосередньо на АЕС, в компанію НАЕК "Енергоатом". Уперше такі роботи проводилися для Запорізької АЕС, а нині розрахунки здійснюються для всіх АЕС України, бо всі вони нині через ракетні обстріли перебувають у зоні ризику. Ми бачимо, як ворог намагається зруйнувати енергетичну критичну інфраструктуру, і для того, щоб не допустити радіоактивних викидів, слід приймати виважені рішення.