Владимир Сливяк - От Хиросимы до Фукусимы

Владимир Владимирович Сливяк

От Хиросимы до Фукусимы

Часть 1

1

Последствия Фукусимы и влияние на мировую атомную энергетику

В марте 2011 года на Японию обрушилась небывалая по масштабам стихия. Крупнейшее землетрясение и цунами вывели строя системы охлаждения на реакторах АЭС «Фукусима-Дайчи». В результате на атомной станции прогремело четыре взрыва, вследствие которых в окружающую среду было выброшено огромное количество радиации. Сначала в атмосферу, а затем и в Тихий океан. Катаклизмы также обусловили ряд серьезных неполадок на других японских АЭС, о которых почти ничего не сообщалось в России, так как основное внимание всего мира в течение полутора месяцев было приковано к АЭС «Фукусима-Дайчи».

В этой книге предпринимается попытка по горячим следам оценить японскую ядерную аварию, которой был присвоен 7-й уровень по шкале INES. До 2011 года этот уровень получала лишь одна авария на АЭС в истории – взрыв на Чернобыльской АЭС в 1986 году. Однако изложение деталей японской ядерной катастрофы составляет лишь часть этой книги. Главной темой, которая возникает после анализа японских событий, является состояние российской атомной промышленности. Очевидно, никто в мире до 11 марта не рискнул бы предположить, что крупнейшая ядерная авария после Чернобыля произойдет в, пожалуй, наиболее технологически продвинутой стране мира. Поэтому не удивительно, что по всему миру начались проверки безопасности АЭС и горячие обсуждения в отношении целесообразности использования опасных атомных технологий для получения электроэнергии.

В этой книге предпринимается попытка анализа ситуации в атомной промышленности России. Действительно ли у нас все настолько безопасно, как об этом говорят власти и атомная промышленность, или это такое же самоуспокоение, которое царило в Японии до и марта 2011 года? Какую опасность несут в себе новые атомные проекты? Мы регулярно слышим с телеэкранов мнение политиков и экспертов-атомщиков, но ведь им выгодно успокаивать население. В книге представлена и другая, критическая сторона – экологи и независимые эксперты, среди которых есть и атомщики, критикующие низкий, по их мнению, уровень безопасности в этой отрасли промышленности. Оказывается, что между японской и российской атомными индустриями гораздо больше общего, чем принято считать. Это и эксплуатация «продленных» реакторов, и пониженное внимание к ядерной безопасности, и информационная закрытость.

Анализировать аварию в Японии все еще чрезвычайно сложно. До сих пор неизвестны ни число жертв в результате аварии на АЭС, ни количество радиации, выброшенное с четырех аварийных реакторов. Тем не менее, несмотря на усилия японского правительства, масштаб аварии скрыть не удалось. Помимо японских специалистов на станции с самого начала присутствовали представители Комиссии по ядерному регулированию США, от которых поступала наиболее оперативная и правдивая информация в течение кризиса. Присутствие американских специалистов, скорее всего, было обусловлено тем фактом, что реакторы Mark I производства компании General Electric, установленные на АЭС «Фукусима-Дайчи», были впервые спроектированы в США. После японской аварии в американской общественности вспыхнуло обсуждение будущего реакторов Mark I в Соединенных Штатах, где эксплуатируется свыше 20 таких блоков. С большой долей вероятности в этой стране вскоре появится план вывода АЭС с Mark I из эксплуатации. И это далеко не единственное последствие японской аварии.

Землетрясение и марта не разрушило реакторы и бассейны с отработавшим ядерным топливом, но повредило энергетическую инфраструктуру, после чего АЭС осталась без внешнего источника энергии, отказали системы охлаждения. Дальнейшее катастрофическое развитие событий произошло из-за отсутствия энергоснабжения. Это весьма значимый момент, если для нас важно понимать, может ли японский сценарий повториться в России без крупного землетрясения. Ответ на этот вопрос, увы, положительный. В случае, когда перестают работать зависимые от внешней энергии системы безопасности, аварийная ситуация может создаться на любой АЭС, включая российские. Далее возможно все, вплоть до расплавления активной зоны реактора, масштабного выброса радиации и даже взрыва. Все российские АЭС расположены около городов с населением от десятков до сотен тысяч человек, которых потребуется эвакуировать. Речь идет не о гипотетическом варианте, а о вполне реальном: в 1993 году на Кольском полуострове штормовой ветер повредил линию электропередач, резервные дизель-генераторы на Кольской АЭС не сработали, станция оказалась на грани аварии, которая могла «дорасти» до еще одного Чернобыля.

В 2000-м из-за перебоя в энергосети был обесточен реактор на комбинате «Маяк» в Челябинской области. В этих двух случаях лишь огромное везение позволило избежать сценария, который мы увидели на АЭС «Фукусима-1».

Большую роль сыграло и то, что энергоблоки на АЭС «Фукусима-1» близки к выработке своего ресурса, то есть изношены, – возраст реакторов, на которых произошли взрывы, составляет от 32 до 40 лет при определенном проектировщиками сроке эксплуатации в 40 лет. Износ происходит в период типового срока эксплуатации (30–40 лет). Обычно с продлением срока эксплуатации реактора износ оборудования возрастает, что способно увеличить общий риск возникновения, а также усугубить развитие аварийной ситуации, спровоцированной стихийным бедствием. Зачастую изменения механических свойств не могут быть выявлены методом неразрушающего контроля. Поэтому довольно сложно получить достоверную оценку реального состояния материалов. Во многих случаях методы неразрушающего контроля позволяют следить за распространением трещин, изменениями поверхностей и стенок. Однако вследствие особой конструкции и высоких уровней радиации не все компоненты могут быть проверены на 100 процентов. На изношенном энергоблоке компоненты в большей степени подвержены старению и охрупчиванию, что уменьшает их прочность в случае аварии.

О низкой безопасности этих блоков правительство Японии неоднократно предупреждали зарубежные и местные эксперты. О том, что бассейны выдержки для отработавшего топлива представляют даже большую опасность, чем сами реакторы, – тоже. В частности, об этом неоднократно в течение последних двадцати лет говорили эксперты «Центра ядерной информации и ресурсов» в США, а в отношении самих реакторов Mark I негативно высказывались инженеры, которые участвовали в их разработке, например, Дэйл Брайденбаух.

Как говорит Брайденбаух, в 1975 году во время анализа проекта было установлено, что «при разработке защитной оболочки не учли те нагрузки, которые могут возникнуть в условиях потери теплоносителя». По мнению инженера, уже тогда было очевидно, что в условиях аварии защитная оболочка не выдержит, что приведет к выбросу радиации.

Однако в этой стране атомная индустрия всегда являлась «священной коровой», говорить о проблемах с безопасностью на АЭС считалось дурным тоном. И это сыграло свою роковую роль – когда правительство не воспринимает критику, а надзорные органы настолько слабы, что являются лишь «придатком» промышленности, безопасность серьезно снижается.

Миф японского производства о том, что АЭС абсолютно безопасны, поработил сознание тех, кто его создал. Многие годы Японию приводили в качестве примера безопасного развития атомной энергетики. Больше таких примеров никто не приведет.

В свете катастрофы в Японии ситуация в России выглядит пугающе похожей. Мы повторяем этот «путь самурая» с точностью до мелочей. Еще в начале марта у нас также считалось дурным тоном обсуждать «небезопасность» АЭС. Первые лица государства в компании главы «Росатома» Сергея Кириенко несколько раз в год демонстрировали россиянам полную поддержку атомной энергетики как самой безопасной, дешевой и экологичной из тех технологий, которыми располагает Россия и которые она готова экспортировать за хорошее вознаграждение. Эти же заверения мы слышим и сейчас.

Реальность, к сожалению, много печальнее, чем речи политиков: 22 из 32 реакторов в России являются весьма старыми и небезопасными, находящимися на грани или перешагнувшими 30-летний срок эксплуатации, определенный проектировщиками. В частности, в проекте доклада Государственного совета РФ, подготовленного к заседанию 9 июня 2011 года с участием Президента РФ Д. Медведева, отмечается, что на реакторах «чернобыльского» типа (РБМК) «конструктивные недоработки и дефекты исполнительных механизмов… реакторных установок РБМК-1000 могут привести к аварии». Также отмечается ряд недостатков у реакторов первого поколения ВВЭР-440, которые могут проявиться в случае максимальной проектной или запроектной аварии. Подобно Японии, Россия хочет эксплуатировать эти блоки более 30 лет. Срок службы всех реакторов продляется на 15 лет. Без экологической экспертизы, требуемой законодательством. Не хочется себе представлять, как будет выглядеть повторение японских событий в России, но, похоже, наши шансы растут. На любом промышленном предприятии со временем свойства материалов ухудшаются. МАГАТЭ характеризует изнашивание следующим образом: непрерывная, зависимая от времени потеря качества материалами, вызванная режимом эксплуатации (МАГАТЭ 1990). Сложно обнаружить процессы изнашивания, пока они серьезно не повлияют на надежность. Зачастую они выявляются после того, как происходит отказ элемента – к примеру, разрыв трубы. При введении установки в эксплуатацию нередко происходят сбои и становятся видны дефекты, допущенные при строительстве. На этом этапе предпринимаются максимальные усилия для быстрого решения всех проблем, чтобы как можно быстрее выйти на максимальную мощность. В период, когда срок эксплуатации достигает «среднего возраста», количество проблем – на минимальном уровне. Со временем, когда начинается процесс устаревания деталей, постепенно возрастает количество сбоев. Этот процесс не всегда легко распознать и проследить, и он представляет большой риск для АЭС. Для атомной станции с любым типом реактора период изнашивания наступает приблизительно после 20 лет эксплуатации, однако это может случиться и раньше[1].