2.2 Zasada głębokiej obrony.
Zasadą głębokiej obrony jest zapewnienie kompensacji możliwych awarii urządzeń i błędów ludzkich. Przy tworzeniu systemu głębokiej obrony uznaje się, że nie można w pełni ufać żadnemu pojedynczemu elementowi wynikającemu z projektu, konserwacji lub eksploatacji elektrowni jądrowej. Głęboka obrona zapewnia rezerwowanie układów systemami .aktywnymi. systemami bezpieczeństwa, tak by w razie uszkodzenia jednego podukładu istniały inne, mogące wypełnić potrzebne funkcje bezpieczeństwa. Ale głęboka obrona nie ogranicza się do budowy dodatkowych układów wzajemnie się rezerwujących. Obejmuje ona pięć poziomów zabezpieczeń. Są to:
- Poziom pierwszy: Projekt zapewniający duże zapasy bezpieczeństwa, właściwy dobór materiałów, zapewnienie jakości w fazie projektowania, budowy i eksploatacji, kultura bezpieczeństwa, to jest uznanie przez wszystkich zainteresowanych, że bezpieczeństwo jądrowe jest sprawą nadrzędną, ważniejszą niż wytwarzanie energii elektrycznej.
- Poziom drugi: Kontrola odchyleń od normalnej eksploatacji i wykrywanie uszkodzeń, zapewnienie środków do opanowania skutków uszkodzeń w układach EJ przez normalne systemy elektrowni, takie jak układ redukcji mocy i normalnego wyłączenia reaktora lub układ uzupełniania wody w obiegu pierwotnym. Automatyka regulująca parametry pracy EJ, instrukcje i procedury eksploatacyjne zapewniające prawidłowe działania operatora w przypadku odchyleń od stanu nominalnego.
- Poziom trzeci: Systemy zabezpieczeń (np. układ awaryjnego wyłączenia reaktora) i systemy bezpieczeństwa takie jak układ awaryjnego chłodzenia rdzenia z automatyką zapewniającą ich samoczynne zadziałanie w razie awarii, bez potrzeby interwencji operatora. Obudowa bezpieczeństwa chroniąca przed uwolnieniem substancji promieniotwórczych do otoczenia. Procedury postępowania operatora w razie awarii.
- Poziom czwarty: Układy i działania zmierzające do opanowania awarii i minimalizacji jej skutków, a np. kontrolowane usuwanie gazów z wnętrza obudowy bezpieczeństwa przez układy filtrów, aby uchronić obudowę przed rozerwaniem wskutek nadmiernego ciśnienia gazów. Takie działanie może być podejmowane przez operatora w skrajnie nieprawdopodobnym przypadku całkowitego braku odbioru ciepła z obudowy bezpieczeństwa i ciągłego wzrostu temperatury i ciśnienia gazów nagromadzonych w niej po awarii. Wobec tego, że we wszystkich przypadkach awarii rozpatrywanych w projekcie EJ chłodzenie obudowy bezpieczeństwa jest zapewnione, do takiego działania doszłoby tylko w przypadku nagromadzenia wielu jednoczesnych uszkodzeń układów i błędów człowieka, a więc w razie hipotetycznych awarii wykraczających poza ramy wydarzeń przewidzianych w projekcie, tzw. awarii poza projektowych.
- Poziom piąty: Działania poza terenem elektrowni dla zmniejszenia narażenia ludności, takie jak podanie pastylek jodu obojętnego, zalecenie pozostania w domach lub czasowe wstrzymanie wypasu bydła w razie skażenia pastwisk. W przypadku awarii czarnobylskiej doszło nawet do ewakuacji dużej liczby mieszkańców okolic elektrowni, ale awaria ta nie jest reprezentatywna dla elektrowni innych typów, i jak wykażemy w następnym artykule nie mogłaby wystąpić w reaktorach wodnych jakie będziemy budować w Polsce
Naturalne cechy bezpieczeństwa EJ i ich układy bezpieczeństwa przeznaczone do powstrzymania rozwoju awarii są stale doskonalone i reaktory budowane w kolejnych dziesięcioleciach były coraz bezpieczniejsze. Obecnie duży nacisk kładzie się na takie projektowanie reaktorów, by miały one wbudowane cechy bezpieczeństwa oparte na działaniu zjawisk naturalnych, takich jak siła ciężkości czy prawa konwekcji naturalnej. Przykłady takich środków bezpieczeństwa przedstawione są poniżej.
3. KONSTRUKCJA EJ ZAPEWNIAJĄCA BEZPIECZEŃSTWO JĄDROWE
3.1 Naturalne cechy bezpieczeństwa i pasywne układy bezpieczeństwa
3.1.1 Naturalne sprzężenie zwrotne regulujące moc reaktoraProjekt elektrowni jądrowej obejmuje szereg cech i układów opartych na wykorzystaniu praw natury, takich jak siła ciężkości, które spełniają funkcje kontroli i zabezpieczeń samorzutnie, bez doprowadzenia energii z zewnątrz. Najważniejszą z nich jest stabilność wewnętrzna reaktorów chłodzonych i moderowanych wodą, do których należą reaktory PWR i BWR dominujące obecnie w energetyce jądrowej na całym świecie. Stabilność tę zawdzięczamy temu, że powstające po rozszczepieniu neutrony poruszają się z ogromnymi prędkościami (neutrony prędkie), a do rozszczepienia uranu potrzebne są neutrony poruszające się powoli, tzw. neutrony termiczne. Do spowolnienia neutronów wykorzystujemy wodę, która w technice reaktorowej nazywana jest .moderatorem.. Zderzając się z jądrami wodoru neutrony prędkie tracą swą energię kinetyczną i po wielu zderzeniach stają się neutronami termicznymi. Im więcej jest wody, tym szybciej neutrony spowalniają się i stają się zdolne do wywołania rozszczepienia jąder uranu. Jednakże z drugiej strony pewna mała część neutronów przy zderzeniu z wodorem ulega pochłanianiu, dlatego wody w reaktorze nie może być za dużo.
Rys. 2 Przykład wykorzystania sił naturalnych - układ wyłączenia awaryjnego reaktora.
Siła ciężkości powoduje spadek do rdzenia prętów pochłaniających neutrony, gdy tylko zniknie napięcie w cewce elektromagnesu utrzymującego je w położeniu górnym. Każda awaria, która spowoduje utratę zasilania elektrycznego, spowoduje jednocześnie samoczynnie wyłączenie awaryjne reaktora. A- normalne położenie prętów nad rdzeniem podczas pracy reaktora, B . awaryjny zanik napięcia na cewce elektromagnesu – pręty bezpieczeństwa spadają do rdzenia i gaszą reakcję łańcuchową..[/justify]
wstecz
