HTGR

Obecnie we wszystkich elektrowniach jądrowych w Japonii trwa wielka operacja instalowania dodatkowych układów zabezpieczeń, które mają nie dopuścić do takiej awarii jak ta w Fukushimie. Jednak elektrownie w reaktorami III generacji - a wśród nich reaktor EPR - są odporne na takie awarie.

Awaria w elektrowni jądrowej w Fukushimie wykazała, że ani rząd japoński, ani komisja bezpieczeństwa jądrowego, ani przedsiębiorstwa energetyczne nie były dostatecznie przygotowane na wypadek ciężkiej awarii. W odpowiedzi na awarię utworzono nową komisję bezpieczeństwa, które obecnie opublikowała planowane wymagania wobec elektrowni jądrowych. Obejmują one wymaganie odporności na katastrofy naturalne, takie jak w marcu 2011 roku, a także na działania terrorystyczne z uderzeniem samolotu włącznie.

Wały chroniące przed tsunami będą wyższe, a budynki elektrowni będą uszczelnione na wypadek powodzi. Przy rozpatrywaniu trzęsienia ziemi wymagania też będą wyższe – dla stwierdzenia, czy uskok sejsmiczny  jest aktywny, trzeba będzie sięgać wstecz na przeciąg 120 000 lat, zamiast jak dotąd na 10 000 lat. Dodatkowe środki bezpieczeństwa mające chronić rdzeń przed stopieniem to mobilne generatory elektryczności, pewne źródła wody chłodzącej i niezawodne metody wtryskiwania wody do reaktora. Zdaniem komisji, będzie to wystarczające dla uchronienia elektrowni jądrowych przed ciężkimi awariami.[1]

Zakładając jednak, że wszystkie powyższe środki zawiodły i rdzeń uległ stopieniu, operatorzy powinni dysponować wystarczającymi środkami by ochłodzić obudowę bezpieczeństwa i obniżyć w niej ciśnienie, zapewnić jej szczelność i utrzymać produkty rozszczepienia w obudowie. Jednym z możliwych rozwiązań jest filtracyjne wentylowanie obudowy.

Jeśli stopiony rdzeń wypłynie ze zbiornika reaktora, to operatorzy winni mieć system wtrysku wody by chłodzić wysoce radioaktywny i wytwarzający ciepło materiał rdzenia w rejonie pod zbiornikiem reaktora. W reaktorze EPR służy do tego celu „chwytacz rdzenia”, a w blokach japońskich trzeba będzie zainstalować analogiczne układy.

Jednym z najbardziej niszczących procesów w Fukushimie były wybuchy wodoru, które zniszczyły budynki i spowodowały ucieczkę radioaktywności. Można ich było uniknąć przez zastosowanie układów rekombinacji wodoru, czyli kontrolowanego łączenia wodoru z tlenem. W elektrowni w Fukushimie były takie układy, ale wymagały one energii elektrycznej i były bezużyteczne w sytuacji całkowitej utraty zasilania. W przyszłości wszystkie bloki jądrowe w Japonii będą miały pasywne układy rekombinacji, które nie potrzebują zasilania elektrycznego, rozmieszczone i wewnątrz obudowy bezpieczeństwa i w budynkach reaktorów. Wiele elektrowni jądrowych w Japonii już obecnie instaluje te układy.

Powyższe rekomendacje są wynikiem uwzględnienia międzynarodowych wymagań i doświadczeń operatorów elektrowni jądrowych w różnych krajach. Obecnie są one poddane pod publiczną dyskusję, a w lipcu mają być wydane w ostatecznej wersji, jako prawnie obowiązujące w Japonii.

Warto zauważyć, że reaktory III generacji oferowane Polsce spełniają już obecnie wymagania stawiane przez Komisję Bezpieczeństwa w Japonii. W szczególności reaktor EPR, zaprojektowany zgodnie z wytycznymi francusko-niemieckiego komitetu ekspertów bezpieczeństwa jądrowego i zweryfikowany przez urzędy dozoru jądrowego Francji, Finlandii i Wielkiej Brytanii, spełnia wszystkie wymagania postawione w Japonii.

Jak stwierdzili eksperci firmy AREVA  budującej reaktory EPR, właśnie awaria w Fukushimie potwierdziła, że droga wybrana przez konstruktorów EPR jest właściwa. Reaktor jest odporny na trzęsienie ziemi większe niż w Fukushimie, a budynki ważne dla bezpieczeństwa reaktora EPR są uszczelnione, tak że fala tsunami nie spowodowałaby w tym reaktorze zalania układów elektrycznych i utraty zasilania elektrycznego. Gdyby główne linie zasilania zewnętrznego zostały zniszczone wskutek trzęsienia ziemi, to awaryjne generatory z napędem Diesla umieszczone w potężnych bunkrach odpornych na powódź i na trzęsienie ziemi dostarczałyby nadal prąd. Gdyby jeden z tych budynków został zniszczony – np. przez atak z użyciem rakiet – to drugi byłby wystarczający do utrzymania bezpieczeństwa elektrowni.

A nawet gdyby zniszczono oba budynki z generatorami awaryjnymi, co jest równoznaczne z działaniami wojennymi przeciw elektrowni,  to EPR  dysponuje jeszcze super-awaryjnym zasilaniem, które opiera się wszystkim zagrożeniom zewnętrznym. Ma też przewoźne generatory z napędem Diesla. Potężna obudowa  bezpieczeństwa  złożona z dwóch warstw odpornych na wybuchy wewnętrzne i na uderzenie samolotu z zewnątrz zapewnia trwałe zatrzymywania produktów rozszczepienia. Jest ona tak szczelna i skuteczna, że nawet w razie stopienia rdzenia zagrożenie poza elektrownią sięga zaledwie na kilometr. A sam rdzeń jest w każdym przypadku zatrzymywany w obudowie – to właśnie EPR  zastosował po raz pierwszy koncepcję „chwytacza rdzenia” na którą obecnie powołuje się japońska Komisja Bezpieczeństwa.

Groźba wybuchu wodoru jest oczywiście zażegnana dzięki skutecznym pasywnym układom rekombinacji, zalecanym już przed 15 laty przez ekspertów francuskich i niemieckich- twórców reaktora EPR - , a dzisiaj wymaganym przez japońską Komisję Bezpieczeństwa. Elektrownie japońskie podejmują obecnie ich instalowanie – a w reaktorze EPR te układy były od początku jego projektowania.

Wszystkie elementy ważne dla bezpieczeństwa są w reaktorze EPR sprawdzane i wytrzymują maksymalne możliwe obciążenia awaryjne, wysoką temperaturę, ciśnienie, promieniowanie i wilgotność. Nie zawiodą w razie awarii, jak mogłoby stań się w innych reaktorach, gdzie polega si
ę na urządzeniach tańszych,  ale nie sprawdzanych na warunki awaryjne. Reaktor EPR to pewne bezpieczeństwo – a doświadczenie zdobywane w toku licencjonowania i budowy kolejnych bloków oznacza, że wraz z bezpieczeństwem idzie obniżanie jego kosztów i wysoka niezawodność w pracy.

rysunek: przekrój bloku z reaktorem EPR (źródło: Areva)