Официальный Вильнюс признал БелАЭС угрозой своей национальной безопасности. Политики республики утверждают, что станция является опасным объектом, и предрекают повторение аварии на Чернобыльской АЭС (ЧАЭС). Но возможен ли гипотетически подобный сценарий на станции в Островце?
Чернобылю – 2 не быть
Рассказы литовских политиков об опасности белорусской атомной электростанции звучат нелепо, если разобраться в сути вопроса и провести сравнение реакторов ЧАЭС и БелАЭС.
Ядерной энергоустановкой Чернобыльской АЭС был РБМК-1000 (реактор большой мощности канальный мощностью 1000 мегаватт). Атомная станция в Островце работает на реакторе ВВЭР-1200 (водо-водяной энергетический реактор мощностью 1200 мегаватт). В чем их принципиальное отличие, и как это связано с аварией 1986 года?
РБМК – это реактор, использующий только один рабочий контур, в то время как на ВВЭР-1200 используется двухконтурная система, которая не позволяет радиоактивности первого контура попасть во второй. Теплоносителем этих реакторов является вода.
Первый контур БелАЭС – это вода, которая находится в активной зоне, где происходит ядерная реакция. Она охлаждает тепловыделяющие элементы (ТВЭЛы). Второй контур ответственен за водяной пар – то есть за процесс преобразования высвобождающейся тепловой энергии в механическую.
Так ли страшен черт, как его малюет Литва: что делает БелАЭС безопасной >>>
БелАЭС – настоящая "тюрьма" для радиации
Одно из принципиальных отличий ЧАЭС от БелАЭС заключается в том, что на станции в Островце исключено попадание радиоактивных элементов во второй контур, за пределы активной зоны. На ЧАЭС такой контур только один. То есть через реактор и паротурбинную установку циркулирует та же самая вода. В разных агрегатных состояниях, разумеется. Это значительно увеличивает риск выброса радиации за пределы реактора в случае аварийной ситуации, поскольку пар, получаемый в ядерной энергоустановке, является радиоактивным. И эта радиация идет на турбину, подвергая ту облучению, что быстрее выводит ее из строя.
Кроме того, в случае выхода первого контура РБМК из строя, произойдет выброс радиации вовне. На БелАЭС это невозможно – используется двухконтурная система, а первый контур с радиоактивной водой надежно "заперт" в многослойной гермооболочке.
Еще одним существенным отличием ВВЭР-1200 от РБМК является наличие у первого защитной оболочки. Этот фактор существенно влияет на уровень безопасности, поскольку именно он исключает выход радиоактивности за пределы АЭС даже в случае разрушения корпуса самого реактора.
Защитной оболочки в Чернобыле не было, поскольку создать такой колпак для РБМК невозможно из-за большой разветвленности труб реакторного контура. Поэтому в 1986 году случилось то, что случилось, – произошло разрушение ядерной энергоустановки и распространение радиоактивности на сотни километров за пределы АЭС.
Многослойная защитная оболочка станции в Островце состоит из так называемого контайнмента, то есть стены из железобетона около метра толщиной, а также системы герметизации. Внутри бетона натянуты металлические тросы, что дает дополнительную устойчивость к деформации при взрыве и других разрушительных воздействиях. Данные меры исключают любое попадание радиоактивных элементов за пределы реакторного зала – то есть в окружающую среду.
Даже падение самолета на БелАЭС или мощное землетрясение в девять баллов не приведет к катастрофе – гермооболочка создана с расчетом и на эти чрезвычайные ситуации.
Вопрос замедлителя реакции в пользу БелАЭС
Реактор на ЧАЭС использовал в качестве замедлителя графит – тот самый, которым мы пишем, используя карандаш. Зачем это нужно? Разберемся по порядку.
Реактор работает на тяжелых изотопах урана-235. В природной урановой руде содержание этого вещества составляет чуть больше 0,7%, чего недостаточно для развития цепной ядерной реакции. В результате обогащения урана, содержание этого изотопа достигает 3%. Остальные 99,3% – это уран-238, который в делении не участвует.
В результате деления ядер урана-235 происходит высвобождение нейтронов, которые двигаются с огромной скоростью, сталкиваются с другими ядрами урана, после чего происходит новое деление. И далее по кругу.
Однако нейтроны двигаются слишком быстро, из-за чего уран-238 начинает их в себя поглощать, поэтому цепной реакции не происходит – сталкивание не происходит, а значит деление урана-235 тоже.
Чтобы этого не произошло, необходимо замедлять нейтроны. Как? С помощью воды или графита. То есть происходит цепная реакция, высвобождается теплота, нагревающая воду, – теплоноситель. Она превращается в пар, вращает турбину, с которой затем вырабатывается электричество.
Графитовая кладка РБМК, замедляющая нейтроны, состоит из 2488 небольших вертикальных графитовых блоков. Они стоят друг на друге, а в центре по всей длине у них – отверстие, куда загружается урановое топливо в специальных трубках.
В результате эксплуатации из-за повышенных температур и облучения блоки претерпевают необратимые изменения, происходит деформация графита. Как итог – изменяются физические свойства вещества, что приводит к потере способности нести нагрузку в качестве конструкционного материала.
Изменение геометрии блоков – их распухание и последующее растрескивание – несет в себе опасность нарушения работы активной зоны. Если происходит искривление канала, в котором установлена трубка с урановым топливом, то охлаждающий элемент – вода – может начать плохо по нему проходить. Происходит перенагрев реактора со всеми вытекающими последствиями. Кроме того, в результате аварии возможно и возгорание графита.
На БелАЭС графитовой кладки нет. Ее функции выполняет высокоочищенная подготовленная вода. Никакой деформации, нарушения работы активной зоны и рисков возгорания.
Еще одной важной частью реактора являются управляющие стержни, которые по специальным каналам заходят в реактор в случае необходимости срочно остановить ядерную реакцию. Материал, из которого сделаны стержни, поглощает нейтроны, и происходит затухание реактора. Отметим, что они нужны не только для аварийного использования, но остановимся только на этом моменте, поскольку он в аварии в Чернобыле – ключевой.
Что случилось на ЧАЭС? Нижняя часть управляющих стержней выполнена из металла. В ходе внештатной ситуации на станции, когда реактор стал крайне быстро разгоняться, было принято решение опустить эти стержни в реактор. Технологические отверстия для них заполнены водой. Металлическая часть вытолкнула всю воду из отверстий, в то время как кадмий, из которого сделаны стержни, еще не начал свою работу по прекращению ядерной реакции. Он просто не успел войти в активную зону.
В итоге в реакторе стало еще меньше воды, замедления реакции не произошло. За долю секунды температура резко повысилась, и произошел взрыв.
На БелАЭС такое невозможно. Дежурная смена ЧАЭС слишком поздно приняла решение запустить механизм запуска стержней в реактор, поскольку он уже успел разогнаться на огромные мощности и нагреться. Их опускание в активную зону спровоцировало еще большее выделение теплоты и повышение мощности. Результатом стал взрыв. Это было допущено из-за отсутствия пассивных систем безопасности, которыми теперь оснащены станции с ВВЭР-1200.
Кроме того, установленные в Чернобыле реакторы имели так называемую положительную обратную связь. То есть при определенных условиях, которые и были созданы накануне катастрофы, в случае потери теплоносителя и потери охлаждения активной зоны цепная реакция горения ядерного топлива разгоняется. На БелАЭС процесс работает ровно противоположным образом – происходит заглушение реактора.
Злополучный человеческий фактор
Станция в Островце интересна с той точки зрения, что все системы безопасности работают автоматически, без участия человека, и рассчитаны на любые нештатные ситуации. Даже если специалист не заметил что-то неладное в работе реактора, система сама фиксирует неполадки и предлагает оператору принять определенное решение для стабилизации ситуации. Если через некоторое время отклика от рабочего персонала АЭС нет, регулирующие стержни автоматически опускаются в реактор. На всякий случай.
Таким образом, на БелАЭС невозможен неконтролируемый рост мощности. Любое отклонение от нормы работы реактора, и он будет автоматически заглушен.
Главной проблемой, с которой мир столкнулся в ходе катастрофы на ЧАЭС, стал человеческий фактор. Ошибка оператора на станции в Островце исключена полностью.
А если исчезнет электроснабжение, скажете вы? Но и это для БелАЭС не угроза. Дело в том, что управляющие стержни держатся на электромагнитах. Даже в случае обесточивания станции им просто не на чем будет держаться, и они сами собой упадут в активную зону. Все гениальное – просто.
На атомной станции в Островце сделано все для того, чтобы работа объекта происходила в штатном и безопасном режиме. Никакого повторения сценария Чернобыльской АЭС, на которую обычно ссылаются литовские политики, невозможно. У реакторов в принципе нет ничего общего – кроме самого принципа ядерной реакции, конечно.
При этом на БелАЭС предусмотрены все возможные варианты развития событий, и для каждого существует несколько путей наискорейшего решения проблемы. Предупрежден – значит вооружен.
Мнение автора может не совпадать с позицией редакции.
Подписывайтесь на Baltnews в Яндекс.Дзен