Дмитро Гуменюк: «Повністю запобігти аваріям на АЕС неможливо, але мінімізувати ризики аварій цілком реально»

Безпека АЕС завжди була одним із ключових питань глобальної енергетичної політики. Після аварії на Фукусімі у 2011 році міжнародна спільнота запровадила нові стандарти та заходи для підвищення стійкості ядерних об’єктів до природних і техногенних катастроф. Повномасштабна війна в Україні та окупація Запорізької АЕС виявили новий і вкрай небезпечний фактор ризику – військові дії, що загрожують стабільності та безпеці ядерної енергетики. Обстріли критичної інфраструктури призвели до багаторазових блекаутів, підвищуючи ризик ядерної аварії через втрату зовнішнього електропостачання, необхідного для охолодження реакторів.

Дмитро Гуменюк, начальник відділення аналізу безпеки АЕС Державного науково-технічного центру з ядерної та радіаційної безпеки (ДНТЦ ЯРБ) як експерт часто дає коментарі для українських та іноземних ЗМІ щодо подій, які відбуваються на АЕС в Україні. Редакція Uatom поспілкувалася з Дмитром Гуменюком і з’ясувала, як сучасні АЕС адаптуються до нових загроз та чи вплинула війна на підходи до ядерної безпеки.

– Для фахівців є різниця між аваріями і експлуатаційними подіями, але в медіа і соціальних мережах часто зловживають терміном «аварія», щоб додати новині більшої сенсаційності. Поясніть на прикладах відмінності між експлуатаційною подією та аварією.

Я не думаю, що це умисне зловживання, частіше аваріями називають всі негативні події на АЕС від незнання, що таке аварія. Мені здається, найпростіше – звернутися до нашої нормативної бази, де є чітке визначення, що таке аварія, що таке експлуатаційна подія.

«Аварія – це експлуатаційна подія у роботі атомних станцій, за якою стався вихід радіоактивних речовин, або іонізуючого випромінювання за межі встановленого проєкту…».

Тобто, на атомній станції є велика кількість радіоактивних речовин, які за проєктом та нормальним технологічним процесом знаходяться у відповідних місцях. Наприклад, радіоактивний теплоносій знаходиться в реакторі та першому контурі, за межі якого не має бути виходу радіоактивних речовин. Якщо такий вихід стався, то переходимо до другої частини нашого визначення:

«…і в кількості, що перевищує визначені проєктом атомних станцій межі безпечної експлуатації».

Це означає, що в проєкті встановлено допустимі значення, які можуть потрапляти в навколишнє середовище. Якщо відбулася подія, внаслідок якої стався витік радіоактивних речовин в кількості більше, ніж допущено в проєкті, – це вже аварія. Тобто, не кожна експлуатаційна подія чи вихідна подія призводить до аварії.

Пропоную в цьому контексті розглянути те, що нам дуже близько. Уявімо ситуацію: обстріли, нестабільність енергосистеми призводить до спрацювання аварійного захисту на АЕС. Це аварія? Ні, це експлуатаційна подія. Чому? Тому що відбулося порушення нормальної експлуатації блоку АЕС зі спрацюванням аварійного захисту, але без виходу радіоактивних речовин за встановлені проєктом межі.

Розглядаємо інший варіант: умовно сталася ситуація, коли на блоці АЕС відбулося хибне спрацювання захисного клапана в компенсаторі тиску. Відбувся витік теплоносія з першого контуру під гермооболонку реакторної установки. І щоб визначити це аварія чи експлуатаційна подія, потрібно виконати аналіз радіаційних наслідків – чи були перевищені норми по виходу радіоактивних речовин за встановлені проєктом межі.

Тому більшість того, що відбувається на наших станціях, аваріями називати не можна. Це все ж таки експлуатаційні події.

Але чому непокоїться громадськість? Тому що більшість слово «аварія» ототожнює з Чорнобильською катастрофою. Або думає, що певна подія призведе до поганих наслідків і тоді це вже буде аварією.

Атомна станція – це складний комплекс, який містить радіоактивні речовини, ядерне паливо, і будь-які відхилення від її роботи потенційно можуть призвести до негативних наслідків. Фукусіма, Чорнобиль, Три-Майл-Айленд – вони також починалися з чогось маленького.

Ми – світ, який пережив ці катастрофи, тому люди дуже насторожено ставляться до атомної енергетики. Тут потрібна золота середина: не можна ставитися до АЕС легковажно, але і боятися не потрібно, до атомної енергетики потрібно підходити з холодним розумом, не опираючись на емоції. Громадськість має бути обізнаною, має звертатися до офіційних джерел інформації, компетентних органів у разі настання аварії на АЕС. Впадати в крайнощі і здіймати ґвалт тільки від слів «активна зона», «реактор», «аварійний захист», ковтати пігулки йодиду калію, ховатися в підвалах від радіації – цього всього робити не слід.

Протидіяти паніці і дезінформації – це частина нашої роботи в ДНТЦ ЯРБ. І, мені здається, ми її успішно виконуємо.

– Щоб завершити з аваріями, розкажіть, які бувають види аварій?

Під час розробки проєктів атомних станцій, не важливо зараз чи в минулому, у проєктантів є розуміння, що відмови в роботі станції можливі і ці відмови можуть бути різними. І проєктування, і будівництво, і експлуатація атомної станції базуються на такому понятті як консервативний підхід, простими словами «розглядай гірший сценарій». Відповідно, в межах цього підходу в проєкті атомного блоку передбачені і детально проаналізовані події, які можуть призвести до аварій. Тобто можливість виникнення аварій розглядається та аналізується ще на стадії проєктування. Такі аварії  називаються «проєктні аварії».

«Для цих (проєктних) аварій в проєкті атомної станції визначені вихідні (початкові) події і кінцеві стани та передбачені системи безпеки, що забезпечують обмеження її наслідків установленими межами (з урахуванням принципу одиничної відмови системи (каналу системи) безпеки або однієї додаткової незалежної від вихідної (початкової) події помилки персоналу)».

А є аварії «запроєктні», хоча це і є термін, який не використовується (наразі в оновленому нормативному документі «Загальні положення безпеки атомних станцій» використовується термін «розширені проєктні умови»), але для легшого розуміння я б використав поняття «запроєктні аварії», тобто ті, які проєктом не передбачені. Вони можуть бути викликані вихідними подіями, які в проєкті не передбачались, або багаточисленними відмовами обладнання, помилками персоналу. Приклади таких аварій – це аварії на Фукусімі і в Чорнобилі.

Запроєктні аварії також поділяються на два типи. Перший тип – це аварії без важкого пошкодження активної зони, тобто персонал допустив численні помилки, відмовило багато обладнання, але врешті-решт інші системи спрацювали чудово, зона не поплавилася, умовний «Чорнобиль» не трапився, усім пощастило і блок можливо зможе працювати далі. А є запроєктні аварії з важким пошкодженням активної зони, коли сталося все погане: цунамі, землетрус, як на Фукусімі, недолугий проєкт, комуністична партія сказала, що вона знає краще, як обходити закони фізики, як це було під час аварії на ЧАЕС. І ця аварія призводить до плавлення активної зони, того, що називається «важке пошкодження активної зони».

Отже, умовно аварії можна поділити на три типи: проєктна, запроєктна без важкого пошкодження і запроєктна з важким пошкодженням активної зони. Найгірший варіант – третій. Це те, що було на Три-Майл-Айленді, Фукусімі, Чорнобилі і на інших менш відомих станціях, де частково пошкоджувалася активна зона.

– Українські АЕС були спроєктовані у минулому столітті. Тоді не йшлося про ведення воєнних дій та вплив на ядерні об’єкти, а тим більше не передбачалась ймовірність окупації. Отже, які внутрішні та зовнішні впливи були закладені під час проєктування українських АЕС?

Почнемо з того, що жодні атомні блоки не проєктувалися з урахуванням військових дій. Я думаю, що цього не буде і в майбутньому теж. Можливо, досвід України буде взято до уваги, але якщо під час будівництва АЕС врахувати військові дії, то його вартість буде захмарною – дешевше випускати свічки.

Проте будь-які атомні блоки було побудовано з урахуванням того, що вони мають витримувати певні зовнішні і внутрішні впливи. Радіоактивні речовини захищені кількома бар’єрами (загалом таких бар’єрів безпеки п’ять, кожен з яких має функцію утримання/локалізації продуктів ділення якщо попередній відмовив). Наприклад, якщо все ж таки відбудеться пошкодження ядерного палива, продукти ділення вийдуть за межі першого контуру, то запобігти їх викиду в навколишнє середовище має захисна оболонка реактора або «контаймент». Захисна оболонка енергоблоку ВВЕР-1000 – це доволі велика споруда, зроблена із залізобетону, об’ємом близько 60 тисяч кубічних метрів та близько 60 метрів висоти, 40 метрів в діаметрі. Ці бетонні конструкції проєктувалися, щоб витримати природні впливи: ураган, затоплення, смерч тощо. І щоб витримати внутрішні впливи: пожежі всередині енергоблоків чи, скажімо, пориви трубопроводів – для цього працюють системи пожежогасіння, системи управління аваріями тощо.

Тобто якщо говорити про мирний час, то АЕС доволі захищені. А в контексті війни можу сказати, що, якщо росіяни на окупованій ЗАЕС поставлять за мету пошкодити обладнання атомної станції, вони це зроблять і ніякі системи їм не завадять.

– Після аварії на Фукусімі було реалізовано низку заходів для підвищення безпеки АЕС по всьому світу. Які з цих заходів сприяли убезпеченню українських АЕС під час воєнних дій?

Після катастрофи на АЕС Фукусіми світ розділився на два основні табори: прибічники думки, що атомна енергетика це занадто небезпечно, такі як Німеччина, які почали закривати атомні станції, інші критично подивилися на АЕС у своїх країнах, виконали так звані стрес-тести, виявили проблеми за напрямками і почали посилювати «слабкі» місця, на які вказали результати цих стрес-тестів. Україна обрала другий шлях: у нас розробили низку заходів, завдяки яким створені конкретні системи на енергоблоках, що дозволило значно підвищити захист і надійність українських АЕС.

Я можу точно сказати, що впровадження постфукусімських заходів додало більше впевненості населенню, самим атомникам, що навіть у разі настання негативної події на атомній станції, то є додаткові системи, які можуть вплинути і зменшити наслідки.

Зокрема, в межах постфукусімських заходів запропоновано впровадити додаткові мобільні дизель-генераторні станції, які можна переміщувати на випадок відмов, перебоїв або подій, пов’язаних з втратою електроживлення енергоблоку. Були впроваджені додаткові (мобільні) системи підживлення парогенераторів, басейнів витримки, бризкальних басейнів. Реалізовано систему видалення водню з-під захисної оболонки, систему захисту гермооболонки від перевищення тиску. І найголовніше, були розроблені рекомендації (керівництва) як цим обладнанням користуватися.

Вже за повномасштабного вторгнення рф в Україну для українських станцій за підтримки Департаменту енергетики США і Аргонської національної лабораторії було додатково встановлено мобільні дизель-генераторні станції великої потужності. Вони зовні схожі на фуру або на невеличкий вагон, але такий дизель-генератор за бажання можна рухати територією АЕС і він може заживити якісь системи охолодження активної зони, підживити аварійні парогенератори тощо.

– З початку повномасштабного вторгнення неодноразово відбувалося повне знеструмлення як окупованої ЗАЕС, так і станцій на підконтрольній території. Чим загрожують відключення від мережі? За який час повного знеструмлення відбувається важке пошкодження активної зони реактора?

Наголошую, те, що відбувається на Запорізькій АЕС, НЕ є нормальним і проєктним, але дизель-генератори там запускаються до сих пір за умови втрати живлення. Та на дизель-генераторах жодна АЕС не зможе працювати вічно. Вона працюватиме стільки, скільки буде палива. Якщо ми говоримо про Запорізьку станцію, то ми не знаємо, скільки росіяни зберігають палива.

На наших станціях кількість палива має забезпечити мінімум 10 діб роботи, тобто цей час охолоджуватиметься реактор без зовнішнього електроживлення. З іншого боку, є інші варіанти, як станція може запобігти пошкодженню активної зони.

Наприклад, у 2022 році, коли на ЗАЕС в роботі ще були два енергоблоки, через обстріли росіянами ліній електропередач (ЛЕП) станція втратила з’єднання з енергомережою України. Внаслідок чого один енергоблок протягом більше 3 діб працював і живив системи всіх шістьох енергоблоків за рахунок того, що він виробляв електроенергію. Тобто, не кожна втрата зовнішнього електроживлення призводить до повного знеструмлення і автоматично до аварії.

Насправді пошкодження ядерного палива відбувається тоді, коли воно не охолоджується. Атомна станція – це не конфорка, яку можна виключити і вона охолоне. Ядерне паливо виділяє тепло довгий час. Наприклад, Запорізька АЕС після трьох років простою в зупиненому стані все одно виділяє тепло, яке потрібно відводити.

Якщо не відводити тепло, може бути сценарій як під час аварії на Фукусімі. А охолоджує ядерне паливо теплоносій, який знаходиться в реакторі, і якщо його буде якимось чином втрачено – внаслідок розриву трубопроводу або википання, коли не працюватимуть системи охолодження, – ядерне паливо почне плавитися. Випадки таких аварій відбулися на Три-Майл-Айленд, Фукусімі і на Чорнобильській АЕС.

Якщо ми говоримо про блекаути, то найкращий вихід у випадку втрати електроживлення – або дизель-генератори, або забезпечення роботи хоча б одного енергоблока в режимі забезпечення власних потреб, як на ЗАЕС у 2022 році.

Розглянемо ситуацію, де все погано: блок ВВЕР-1000 працює, сталося знеструмлення, повна втрата електроживлення і дизель-генератори не запустилися, жоден з трьох. Тоді плавлення активної зони почнеться приблизно за 3 години. Захисна оболонка буде утримувати радіоактивні продукти поділу доволі тривалий час. Тобто є час, коли ще можна щось відновити. За 3 години можна або підвезти дизельне паливо, або перевезти з іншого блоку чи навіть іншої АЕС мобільний дизель-генератор або бригаду, яка зможе відновити. 3 години – це, умовно кажучи, найменший час.

Якщо ми говоримо про таку гіпотетичну аварію, на окупованій ЗАЕС, яка доволі довго знаходиться в стані холодного зупину, там час визначається не годинами, а днями, тижнями, тому що реактори охолоджені.

Підкреслю, що можливість виникнення таких аварій не є несподіванкою, АЕС до них готуються, розроблені комплекти інструкцій з їх управління, відбуваються навчання та тренування персоналу.

– Обстріли енергетичної інфраструктури призводять до зношення обладнання станцій, які загрози це несе для українських АЕС?

Обстріли енергосистеми також можуть негативно впливати на енергоблоки. Такі обстріли можуть призводити до розвантаження блоків, а також можливий вплив на обладнання енергоблоку.

Чому? Тому що в процесі виходу з ладу частини енергогенеруючих чи передаючих потужностей, різко змінюється частота в мережі. А генератори, які генерують струм в мережу, дуже чутливі до змін цієї частоти. Ці коливання призводять до зміни роботи турбіни: може почати вібрувати, пошкодитися тощо. Це лише один приклад чутливого обладнання атомної станції, а його там дуже багато.

І протидії впливу обстрілів ще не знайдено, окрім наших ЗСУ. Зміцнення нашої ППО – це протидія.

– Наразі фахівці з ядерної та радіаційної безпеки працюють над оновленням підходів, у зв’язку з окупацією ЗАЕС та веденням воєнних дій. Розкажіть про проєкти ДНТЦ ЯРБ в цьому напрямку. Що Україна  пропонує змінити в підходах до безпеки АЕС?

Військові загрози поки що ніяк не спонукають світ змінити підходи до безпеки АЕС. Чи є вже якісь напрацювання? Принаймні я їх не бачу. Але, звісно, світ аналізує те, що відбувається в Україні, зокрема на Запорізькій АЕС. Я не намагаюся аналізувати глибоку занепокоєність МАГАТЕ, як вони працюють зі своїми місіями. Світ поки ще йде шляхом політичним: засудження, недопущення, стурбованість. Щоб сказати, що в проєкти атомних станцій закладаються додаткові захисти від військових дій, такого немає. Більш того, наразі немає навіть методики врахування військових дій для діючих енергоблоків.

Інше питання, чи потрібно це враховувати. Мені здається, дуже важко було б спроєктувати атомну станцію з урахуванням можливої війни, тому що ніхто не думав що в ХХІ сторіччі в центрі Європи найбільша атомна станція стане військовою базою.

Наш досвід показав, що світ досить прохолодно ставиться до наших проблем. Тому що це відбувається не в них, по-перше. А по-друге, які можуть бути їхні дії? Те, що вони можуть, вони роблять: засуджують, закликають росіян не обстрілювати електромережі, вийти з Запорізької АЕС, але ж ті, хто здатні до ядерного тероризму, не можуть дослухатись до цих закликів.

Також світ робить низку дій, які підвищують захист наших станцій. Тобто, якщо ми подивимося на початок 2022-го року: у нас не було ні Patriot, ні Gepard, ні Himars, ні F-16. Посилення військового потенціалу України, допомога Збройним Силам – це і є той захист атомних станцій, який нам потрібен.

Щодо проєктів ДНТЦ ЯРБ, то ми допомагаємо Держатомрегулюванню з розробкою процедур, рекомендацій з відновлення регуляторного контролю на Запорізькій АЕС після деокупації. Це доволі унікальна робота, яку ніхто ніколи в світі не робив. Велика проблема в тому, наразі ніхто в Україні, на жаль, не має жодного впливу на те, що відбувається на окупованій ЗАЕС.

Ми не контролюємо ні модифікації, ні переміщення обладнання, ні стан ядерного палива – може його вивезли і завезли нове іншого типу. Ми цього не знаємо. Це втрата регулюючого контролю.

Рано чи пізно, я вірю в те, що Запорізька станція буде деокупована. Коли її розмінують, постане питання, що потрібно робити далі. І експлуатуюча організація має туди зайти, щоб розібратися, який стан станції, а регулятор має це все супроводжувати. І от ми розробляємо для регулятора такий перелік дій та рекомендацій.

До того ж ДНТЦ ЯРБ доволі багато виконував і виконує аналізи, спрямовані на прогнозування можливих наслідків, в тому числі внаслідок військових дій. Але розповсюдження радіоактивної хмари мало залежить від того, внаслідок чого ця хмара з’явилася. Тому якоїсь військової специфіки моделювання в нас немає.

Просто ми робимо це прогнозування більш інтенсивно і для різних майданчиків, різних станів. А якщо ми говоримо про Запорізьку станцію, то у нас обраховані всі можливі стани: на момент окупації, через пів року, через рік, на момент втрати Каховської ГЕС, скільки запасу часу, кого може зачепити, чи потрібно пити йодид калію, чи є йод в активній зоні тощо. Це і є те помічне, на що можна вплинути в цій ситуації.

– У грудні 2023 року Державна інспекція ядерного регулювання України продовжила ліцензію на експлуатацію енергоблоку № 1 ВП ПАЕС до 2 грудня 2033 року. Чи є, на вашу думку, безпечним подовження термінів експлуатації енергоблоків українських АЕС? За яких умов воно є небезпечним?

У нас в Україні 15 енергоблоків, і тільки для 3 з них наразі не було виконано продовження терміну експлуатації. Деякі блоки вже продовжувалися по кілька разів. Тому думаю, що продовжать терміни і цим трьом і всім іншим. Рішення щодо можливості продовження терміну експлуатації енергоблоку ухвалює Держатомрегулювання на підставі результатів звіту з періодичної переоцінки безпеки. Переоцінка виконується раз на 10 років експлуатуючою організацією для кожного блоку. Переоцінка безпеки всебічна і розглядає всі напрямки та аспекти можливості роботи енергоблока протягом наступних 10 років: чи витримає корпус, чи витримає обладнання навантаження, чи зможуть системи працювати далі або вони потребують заміни тощо.

І за результатами цього аналізу, якщо немає суттєвих заперечень, ухвалюється рішення щодо можливості продовження енергоблоку. У разі, якщо є питання, тобто якась система не відповідає, то цю систему і обладнання можуть замінити. І взагалі заміні підлягає все, що не є критичним, а замінити не можна хіба що реактор і будівлю, в якій він знаходиться.

На головне питання «Чи можливо повністю запобігти аварії на АЕС?», я відповім: «Повністю, на сто відсотків не можна, але мінімізувати ризики аварії можна за рахунок додаткових систем, підвищення культури безпеки, розробки рекомендацій, навчання персоналу. І все це відбувається на наших енергоблоках».

Редакція вебсайту Uatom.org