Первая из наиболее резонансных произошла в 1979 г. на АЭС «Три-Майл-Айленд» (Three Mile Island) в американском штате Пенсильвания. Инцидент в значительной степени объяснялся человеческим фактором и показал, насколько важно обучать операторов и четко фиксировать все необходимые антиаварийные процедуры[75].
Несмотря на частичное расплавление активной зоны, системы безопасности продемонстрировали эффективную работу, локализовав и предотвратив крупный выброс радиоактивных элементов. Это позволило не только исключить человеческие жертвы, но и свести к минимуму ущерб для здоровья людей.
Последствия аварии на Чернобыльской АЭС, произошедшей в апреле 1986 г., оказались более масштабными и трагичными. Конструкционные недостатки и ошибки операторов привели к пожару на одном из энергоблоков с последующим радиоактивным заражением окружающей территории в радиусе 30 км и смерти от лучевой болезни 30 человек в течение только первых трех месяцев после аварии. Общее число жертв, обусловленных прямым или опосредованным воздействием облучения, может достигать 4000.
Чернобыльский урок заставил внести серьезные коррективы в проектирование реакторов, а также актуализировал важность международного сотрудничества для укрепления атомно-энергетической безопасности.
Иной характер вызовов продемонстрировала случившаяся в 2011-м катастрофа на АЭС «Фукусима–1». Поскольку инциденту предшествовали мощное землетрясение и последовавшее за ним цунами, стала очевидной критическая важность учета событий, наступление которых никоим образом не зависит от деятельности персонала станции и ее конструкционных особенностей. Притом что безаварийная работа АЭС должна быть обеспечена даже в таких неблагоприятных и фактически экстремальных внешних условиях. Например, благодаря наличию надежных резервных систем охлаждения реактора (рис. 28).
Рис. 28
Общее количество времени работы реакторов в мире и крупные аварии
Источник: IAEA
Уже в 2011 г. МАГАТЭ разработало План действий по ядерной безопасности, предусматривающий увеличение частоты экспертных проверок, а также содержащий список антиаварийных мер, которые должны предпринять страны, развивающие атомную энергетику. Европейской группой регулирующих органов по ядерной безопасности (The European Nuclear Safety Regulators Group, ENSREG) и Западноевропейской ассоциацией ядерных регуляторов (The Western European Nuclear Regulators' Association, WENRA) были проведены стресс-тесты на АЭС, расположенных в Старом Свете.
По мере приближения мировой атомной энергетики к 80-летнему юбилею неизбежно встает вопрос о старении и, следовательно, надежности инфраструктуры, до сих пор не дававшей повода усомниться в своей безопасности.
Чем старше атомный реактор, тем тщательнее должен быть мониторинг его ключевых показателей и тем чаще возникает необходимость в профилактическом ремонте. Это, в свою очередь, приводит к увеличению расходов на эксплуатацию АЭС.
Не менее остро в последнее время стоит вопрос минимизации рисков, связанных с преднамеренными атаками на гражданские ядерные объекты, – будь то прямые акты терроризма, авиаудары (в том числе и с использованием БПЛА) или кибератаки на соответствующие системы компьютерного обеспечения.
Здесь важно подчеркнуть, что, вопреки расхожему мнению, реактор АЭС ни при каких условиях не сможет сработать как атомная бомба. Ее топливо обогащается не более чем на 5%, а это слишком мало для полномасштабного ядерного взрыва.
Тем не менее катастрофичность последствий любых нападений на АЭС сложно переоценить. Равно как и необходимость разработки мер защиты от подобных угроз, которая становится приоритетным направлением в сфере ядерной безопасности.
Как показали вероятностные анализы безопасности, для новых АЭС риски повреждения активной зоны, больших радиоактивных выбросов и всплесков смертности от лучевой болезни в результате ядерных аварий ничтожно малы[76].
Однако это не повод для самоуспокоения. Особенно если учесть, что вероятность повторения аварий, подобно той, что произошла на «Фукусиме–1», каждые 60–150 лет составляет 50%.
2. Современные стандарты и технологии безопасности
В атомной энергетике о «стандартах и технологиях безопасности» говорят применительно к основным системам, конструкциям, компонентам, процедурам и средствам контроля, которые должны обеспечивать целостность реактора и его безопасную остановку, минимизировать последствия аварий, в том числе риск радиоактивного загрязнения прилегающей территории.
Система стандартов безопасности МАГАТЭ состоит из трех уровней:
● основ безопасности,
● требований безопасности,
● руководств по безопасности[77].
Основы безопасности устанавливают всеобъемлющие цели и принципы, необходимые для защиты здоровья людей и окружающей среды от рисков, связанных с ядерной деятельностью.
Требования безопасности подробно описывают обязательные критерии, которым надо соответствовать, чтобы защита людей и окружающей среды была эффективной как сейчас, так и в будущем. Здесь основное внимание уделяется нормативно-правовой базе, компетенции регулирующих органов, а также транспарентности анализа рисков при обосновании безопасности ядерных установок и хранилищ отходов (рис. 29).
Рис. 29
Система стандартов безопасности МАГАТЭ
Источник: МАГАТЭ
С помощью руководств по безопасности регулирующие органы, национальные правительства и администрации АЭС организуют практическую работу по предотвращению аварий и минимизации их последствий, используя соответствующие документы как ориентир при разработке нормативных баз, а также непосредственно при проектировании, строительстве и эксплуатации атомных станций.
Для оценки безопасности АЭС, как правило, рассчитывают вероятную частоту аварий с повреждением активной зоны[78]. При этом, например, NRC требует, чтобы подобные инциденты происходили не чаще чем раз в 10 000 лет. Но у самых современных из действующих атомных генераций вероятность такого события не превышает 0,000001. А у станций, строительство которых запланировано на ближайшие годы, данный показатель еще в 10 раз меньше. Благо, лицензионные требования, предъявляемые к таким объектам, предписывают обязательную локализацию последствий любых потенциальных аварий и гарантию, что жители близлежащих районов не столкнутся с необходимостью эвакуации или угрозой для здоровья в результате таких инцидентов.
Вопросы стандартизации в обеспечении ядерной безопасности тем важнее, чем чаще строительство одной отдельно взятой АЭС становится международным проектом. Поставки оборудования, комплектующих тоже осуществляются разными производителями. Поэтому создаются специальные межгосударственные координирующие структуры вроде рабочей группы по сотрудничеству в оценке и лицензировании конструкции реакторов (Cooperation in Reactor Design, Evaluation & Licensing, CORDEL) от Всемирной ядерной ассоциации (WNA). Понятно, что процесс унификации стандартов, используемых в разных странах, не может быть простым. Но без него крайне сложно или даже невозможно гарантировать безопасность ядерно-энергетических объектов, а значит, и устранить главное препятствие для дальнейшего развития отрасли.
Вообще, международное сотрудничество – едва ли не ключевой элемент повышения ядерной безопасности. Показательно, что в 1989 г., спустя всего три года после чернобыльской катастрофы, была создана Всемирная ассоциация операторов АЭС (World Association of Nuclear Operators, WANO) – для обмена информацией между эксплуатантами атомно-энергетических объектов.
Совершенствуются технологии строительства АЭС – теперь используются двойные защитные купола и специальные рекомбинаторы, не дающие скапливаться водороду, – а также разработаны оболочки для топливных элементов с покрытием из карбида кремния, устойчивые к воздействию высоких температур.
Наконец, наработки в области ИИ, успешному функционированию которых в немалой степени способствует атомная энергетика, также помогают