Kako deluje jedrska elektrarna in kako zagotavljamo jedrsko varnost

2. Kako deluje jedrska elektrarna in kako zagotavljamo jedrsko varnost Dr. Andrej Stritar Uprava RS za jedrsko varnostandrej.stritar@gov.si Konferenca učiteljev naravoslovnih predmetov Laško, 26. 8. 2011

3. električnaenergija mehanskaenergija toplota Kako od jedrske energije do elektrike energija cepitve

4. uparjalnika turbina generator reaktor Sava Tehnična izvedba tlačnovodne jedrske elektrarne

5. uparjalnika turbina generator reaktor Sava Primarni krog

6. uparjalnika turbina generator reaktor Sava Sekundarni krog

7. uparjalnika turbina generator reaktor Sava Tretji krog

8. Kje je jedrsko gorivo reaktor gorivni element gorivna palica sredica tabletka urana

9. 235 U razcepki Jedrska cepitev sevanje nevtron nevtron nevtron toplota

10. Verižna reakcija • Če uspemo obdržati stalno število cepitev na enoto časa, imamo stalen vir toplote • Po vsaki cepitvi mora natanko en nevtron sprožiti novo cepitev

11. In kje je problem, zakaj toliko govorimo o jedrski varnosti?

12. Glavni cilj jedrske varnosti • Ionizirajoča sevanja škodijo biološkim celicam, • zato ne smemo dopustiti nepotrebnega obsevanja živih bitij, predvsem ljudi in • zato moramo biti sposobni vedno preprečiti širjenje radioaktivnih snovi v okolje! • Kar pa ni popolnoma enostavno …

13. Trije temeljni cilji jedrske varnosti • Preprečiti nenadzorovano verižno reakcijo • Preprečiti nenadzorovano uhajanje radioaktivnih snovi v okolje • Odvajati zaostalo toploto

14. Preprečevanje nenadzorovane verižne reakcije • Če bi po cepitvi več kot en nevtron sprožil novo cepitev, bi moč naraščala. • Lahko bi celo prišlo do eksponencialnega naraščanja Pri tlačnovodnih reaktorjih je razmeroma nezahtevno preprečevati nenadzorovano reakcijo Ta problem je večji v drugih vrstah jedrskih objektov.

15. Pregrade za radioaktivne snovi 1. Struktura tablete 2. Srajčka gorivne palice 3.Meja primarnega kroga 4. Zadrževalni hram

16. G DIESEL Tehnološke rešitve G

17. 10 % 1 hour 1 day 1 % 1 week 1 month 1 year 0.1 % 0.01 % time after shutdown Zaostala toplota • Skoraj najbolj nadležna lastnost reaktorjev! • Ko se verižna reakcija ustavi, sredica še vedno sprošča toploto Fukushima-1 danesše okoli 1 MW

18. … se gorivo pregreje, poškoduje in stali, tlak v primarnem krogu narašča, poči lahko zadrževalni hram, radioaktivne snovi lahko uidejo v okolico. Če ne hladimo sredice … razpoka Radioaktivnioblak Staljena sredica Staljena reaktorskaposoda corium

19. Zagotavljati v lepem in grdem Nadzor verižne reakcije Zadrževanje radioaktivnih snovi Odvajanje zaostale toplote • Med normalnim obratovanjem so vse tritemeljne zahteve jedrske varnosti izpolnje-ne same po sebi • Izziv jih je zagotavljati v izrednih razmerah ob: • Okvarah opreme, • Razpadih elektroenergetskega omrežja, • Potresih, • Poplavah, • Dežju, vetru, mrazu, vročini, snegu, … • Požarih, • Terorističnih napadih • Kateri uri delovnega dne ali praznika …

20. Večanje zanesljivosti • Podvojeni varnostni sistemi • Različni načini varovanja • Skrben nadzor in vzdrževanje • Domišljeni in preverjani obratovalni postopki • Stalna usposabljanja osebja … • Varnostna kultura

21. Fukushima

22. Kronologija v Fukushima-Daiichi • Ob potresu so se reaktorji varno ustavili • Elektroenergetsko omrežje je razpadlo • Prvo uro so delovali dizel generatorji • Potem je prišel cunami • Val je uničil večino opreme na dvorišču • Izgubili so električno napajanje • Izgubili so enosmerno napetost za instrumentacijo in regulacijo • Poškodovane je bilo tudi veliko strojne opreme (črpalke, ventili) • Več dni niso mogli ustrezno hladiti reaktorjev • Sledili so veliki izpusti radioaktivnih snovi v okolje

23. Fukushima prej

24. Fukushima sedaj

25. Potek v Fukushimi • Ostali so brez elektrike za napajanje črpalk za hlajenje • Več dni niso odvajali toplote iz goriva • Gorivo v treh reaktorjih je staljeno • V okolje je šlo zelo veliko radioaktivnosti • Reaktorske posode so še cele • Zadrževalni hrami so počeni • Sedaj ohlajajo • Iščejo dolgoročne rešitve

26. Vzroki za težke posledice v Fukušimi • Zaščiteni so bili proti le 6,5 m visokemu cunamiju • To je bila napaka še iz časa umeščanja objekta v prostor • Doživeli so ti. težko nesrečo, Beyond Design Basis Accdient • Za take primere ni obratovalnih navodil, so zgolj smernice: • Potrebno je precej improvizacije, lahko se pa marsikaj predvidi tudi vnaprej: • Mobilni generatorji, gasilni stroji, prenosne črpalke … • Pomembno je dobro razumevanje fizikalnih procesov, hitro in odgovorno odločanje • Žal je trajalo nekaj dni, da so vzpostavili ponovno ohlajanje

27. Posledice v okolju • Veliko sproščene radioaktivnosti je odneslo nad ocean • Kontaminacija se je po kopnem razširila v ozkem pasu proti SZ • Ostajajo razseljeni prebivalci v krogu do 30 km • Na nekaj mestih so problemi tudi do 50 km daleč • Sanacija bo zelo dolga in zelo draga

28. Kako smo pripravljeni v NEK? • Najhujša projektna zunanja dogodka: • Največji predvideni potres na lokaciji – 0,3 g • Največje možne poplave – 6500 m3/s • Imamo Severe Accident Management Guidelines (SAMG) – smernice za ukrepanje med težkimi nesrečami • Odziv na težke nesreče operaterji redno vadijo na simulatorju • Imajo izkušnje iz leta 1991, ko so se pred grozečimi vojaškimi napadi pripravljali na razne scenarije

29. Izboljšave v NEK bližnji prihodnosti • Poleg dveh dizlov in daljnovoda do Brestanice bodo leta 2012 vgradili še tretji neodvisni dizel generator • Letos bodo dvignili nasipe ob Savi za 1,5 m za še boljšo zaščito pred poplavami • Obdobni varnostni pregled bo do konca 2012 podrobno preveril vse možne izboljšave

30. Evropski stres testi • Zahteva politikov po preverjanju varnosti vseh jedrskih elektrarn v EU in sosednjih državah • Metodologijo je pripravilo združenje evropskih upravnih organov ENSREG • 15. 8. so vse elektrarne v EU že dostavile prva poročila o ugotovitvah • NEK je tudi že dostavila, rezultati so pričakovani, neposrednih alarmantnih ugotovitev ni • Do 15. 9. bomo pripravili nacionalno poročilo • Konec leta bodo končna poročila • Prihodnje leto sledi mednarodni pregled

31. Stres testi Pregledani so odzivi na: • Potrese, močnejše od projektnih • Poplave, večje od projektnih • Ostale zunanje dogodke • Daljšo izgubo zunanjega električnega napajanja • Daljšo izgubo končnega ponora toplote • Taljenje sredice in nastajanje vodika • Poslabšane razmere v bazenih za izrabljeno gorivo

32. Še dodatni ukrepi • V kratkem bomo NEKu naložili izvedbo še dodatnih ukrepov za zmanjšanje tveganja • V nekaj letih bodo morali vgraditi še dodatne varnostne sisteme in izboljšati svoje postopke vse v skladu z najnovejšimi svetovnimi dognanji na tem področju

33. Za konec o jedrski varnosti: • Nič ni nikoli dovolj dobro, vedno moramo stremeti k še boljšim rešitvam • Stalno moramo analizirati vsa tveganja in iskati rešitve • Bistveni so znanje, dobro vodenje in odgovornost vseh vpletenih

34. Vabljeni tudi na: www.ursjv.gov.si(Uprava RS za jedrsko varnost) www.icjt.org(Izobraževalni center za jedrsko tehnologijo) www.nek.si(Nuklearna elektrarna Krško) www.ensreg.org (Združenje EU upravnih organov za jedrsko varnost)