Fermi Energia tuumablogi

Ohutus ja veelkord ohutus. Millised nõuded kehtivad kaasaegsetele tuumareaktoritele?

NuScale väikese tuumareaktori juhtruum.Illustratsioon: NuScale

Tuumareaktori projekteerimise ja ohutuse hindamise juures on kõige olulisem inimeste ja keskkonna ohutus. Ükski võimalik sündmus ei tohiks kujutada ohtu inimeste elule ega tekitada keskkonnareostust. Selleks seatakse tuumaelektrijaama projekteerimisele mitmeid väga rangeid nõudeid. Kõikide reaktori funktsioonide täitmise peavad tagama mitmeastmelised ja mitmekesised kaitsesüsteemid, kirjutab tuumainsener Andrei Gronovski.

Takistused kiirguse leviku tõkestamiseks.Illustratsioon: Energia entsüklopeedia

Mitmeastmelisus tähendab seda, et ühe või kahe kaitsesüsteemi rikke korral on alati olemas järgmine ​​süsteem, mis suudab ära hoida tõsiseid tagajärgi.

Mitmekesisus tähendab, et need süsteemid peavad töötama erinevate füüsikaliste põhimõtete alusel ja olema üksteisest sõltumatud, mis vähendab oluliselt mitme süsteemi samaaegse rikke võimalust.

Näiteks reaktoris toimuva tuumareaktsiooni peamine juhtimissüsteem on juhtvardad. Neid juhivad elektrimootorid. Ühe või mitme mootori rikke korral saab vardad reaktorisse viia mootoritest sõltumatu hüdraulise süsteemi abil, mis ei vaja töötamiseks elektrit. Kui ka seda süsteemi pole, on alati võimalus reaktorisse “süstida” lahustunud boori, mis on sarnaselt kontrollvarrastega võimeline tuumareaktsiooni peatama.

Lisaks sellele on inimfaktori risk oluliselt vähenenud. Kaasaegsed reaktorid peavad omama passiivseid kaitsesüsteeme, mis suudavad tuumareaktori sulgeda ja mitmeks päevaks jahutada. Sellised süsteemid töötavad ilma inimese sekkumiseta ega vaja elektrit.

Aga mis siis, kui sellest kõigest ei piisa?

See on üks levinumaid küsimusi. Ükskõik kui turvaline süsteem on, võib see siiski ebaõnnestuda. Kui varem oli tuumareaktorite projekteerimisel põhirõhk ohutussüsteemidel tuumaõnnetuse ärahoidmiseks, siis nüüd on lisaks nõue, et võimalik õnnetus ei tohi kaasa tuua tõsiseid tagajärgi jaama töötajatele, elanikkonnale või keskkonnale.

Kui kõik käib halvima võimaliku stsenaariumi järgi, ei tohiks sulanud reaktor põhjustada märkimisväärset kiirguse eraldumist ning keskkonnareostus ei tohiks kaasa tuua elanikkonna pikaajalist evakueerimist jaamast ühelgi kaugusel. Uue tuumaelektrijaama ehitamiseks loa saamiseks peavad ehitusettevõtja ja jaama operaator tõendama, et see tingimus on täidetud tuumarajatise igas eluetapis. Samuti litsentsimisprotsess peab olema läbipaistev. See tähendab, et teave peab olema avalikkusele kättesaadav ja tavalistel inimestel oleks võimalik osaleda tuumaelektrijaamade litsentsimise arutelus oma esindajate kaudu.

Miks see kõik ei aidanud Tšornobõlis ja Fukushimas?

Tšornobõli ja Fukushima reaktorite projektid loodi 1950. aastatel, tuumaajastu algusel, kui tuumaelektrijaamade ohutusnõuded olid leebemad ja tõsise õnnetuse tõenäosust peeti ebatõenäoliseks. Seetõttu ei olnud nad lihtsalt varustatud vajalike turvasüsteemidega, et kõrvaldada riske inimkonnale ja keskkonnale. Ajalugu on andnud meile kibeda õppetunni: olgu õnnetuse tõenäosus kuitahes väike, see võib siiski juhtuda, kui võimalust pole füüsiliselt täielikult välistatud. Seetõttu on kõikidele uutele tuumaelektrijaamadele esitatavad nõuded üle vaadatud.

Vanade jaamade puhul piisas tõestamisest, et õnnetuse ja kiirguse eraldumise korral on kohalikul elanikkonnal piisavalt aega ohutuks evakueerimiseks ning saastevöönd on minimaalne. Nii juhtus 2011. aastal Fukushimas, kus kohalike elanike elu ja tervis ei olnud ohus. Kuid täna sellest enam ei piisa. Elanikkonnale on vastuvõetamatu vajadus kolida ja kodust lahkuda, nagu pole aktsepteeritav ka looduse saastamine või keeluvööndi loomine. See kajastub uutes rangemates nõuetes tuumaelektrijaamadele.

Fukushima-1 tuumaelektrijaama keemilise analüüsi hoone laborandid analüüsivad veeproove. Nad kasutavad näidisandmete salvestamiseks ja teiste meeskonnaliikmetega suhtlemiseks nutikaid prille. Fukushima tuumaelektrijaam. Jaapan 2022Foto: Katy Laffan / IAEA

Kes kõik need nõuded sõnastab?

IAEA (Rahvusvaheline Aatomienergia Agentuur) on ÜRO üksus, mis on pühendunud tuumatehnoloogia rahumeelse ja ohutu kasutamise arendamisele. See organisatsioon hõlmab eksperte üle kogu maailma ja teeb koostööd enamiku meie planeedi riikidega. Eesti on selle organisatsiooni liige alates taasiseseisvumisest.

IAEA töötajad tegelevad tuumatehnoloogiate ohutu kasutamise soovituste ja reeglite loomisega, nende reeglite levitamisega ning selle valdkonnaga seotud töötajate ja ametnike koolitamisega. IAEA tegeleb ka järelevalvega, et tuumaenergia kasutamine vastaks rahvusvahelistele ohutusstandarditele ja -nõuetele.

IAEA inspektorid URENCO tehases Hollandis.Foto: IAEA

Kuidas on lood väikeste moodulreaktoritega?

Väikesed moodulreaktorid on väga erinevad nii võimsuse kui ka tööpõhimõtete poolest. Mõned töötavad nagu tüüpilised kaasaegsed veereaktorid, kuid väiksemate täiustustega. Teised põhinevad põhimõtteliselt uutel tööprintsiipidel.

Nende reaktorite jaoks on nõuded täpselt samad nagu kõigi teiste jaoks. Reaktori suuruse vähendamine ei too kaasa ohutusnõuete leevendamist. Sama kehtib ka disainiuuenduste kohta. Oluline on mõista, et iga uut tehnilist lahendust tuleb põhjalikult testida. Täielik usaldusväärsus tuleb tõestada enne, kui sellist lahendust uues tuumajaamas kasutada lubatakse.

Rolls-Royce’i väike moodulreaktor veoautol.Illustratsioon: Rolls-Royce

Milline jaam sobiks Eestisse?

Fermi Energia otsib parimat lahendust tulevase tuumajaama rajamiseks Eestisse. Hetkel tundub parima lahendusena Ameerika-Jaapani kontserni General Electric Hitachi BWRX-300 disain. See on väike modulaarne vesijahutusega reaktor nagu enamik kaasaegseid tuumaelektrijaamu. Disain põhineb äraproovitud tehnoloogiatel ja peamised muudatused on seotud täiustatud turvasüsteemidega. Muudatused on suunatud passiivsete süsteemide suuremale kasutamisele, mis suudaksid reaktori välja lülitada ja jahutada vähemalt nädalaks inimese või automaatse sekkumiseta ja toite puudumisel.

GE Hitachi nägemus BWRX-300 väikereaktoriga tuumajaamast.Illustratsioon: GEHitachi

Populaarsed lood mujal Geeniuses

Ära jää ilma päeva põnevamatest lugudest

Telli Geeniuse uudiskiri

Saadame sulle igal argipäeval ülevaate olulisematest Geeniuse teemadest.