Securitate nucleara
Definitie
Securitatea nucleara înglobeaza toate actiunile desfasurate pentru a preveni accidentele nucleare si accidentele cu radiatii, sau sa limiteze consecintele acestora.
Descriere
Securitatea instalatiilor nucleare
Industria nucleară în general şi exploatarea centralelor nuclearoelectrice (CNE), în particular, trebuie să respecte numeroase legi, norme şi reglementări concepute să asigure securitatea şi exploatarea sigură a CNE, protecţia personalului de exploatare, a populaţiei şi nu în ultimul rând a mediului înconjurător.
Un principiu fundamental de funcționare a centralei nucleare la nivel mondial este faptul că operatorul este responsabil pentru siguranța. Autoritatile naționale de reglementare răspund de asigurarea faptului ca unitatile nucleare sunt exploatate în condiții de siguranță de către licențiat, și că proiectul este aprobat. Un al doilea concept important este că misiunea un regulator este de a proteja oamenii și mediul.
Pentru a obține siguranța optimă, centralele nucleare funcționează folosind o abordare "de apărare în profunzime", cu mai multe sisteme de siguranță. Aspectele cheie ale abordării sunt:
Design de înaltă calitate și construcție, echipamente care previn tulburări operaționale sau eșecuri umane și erori în curs de dezvoltare, monitorizare și testare periodică pentru detectarea de echipamente sau operatori necorespunzatori,sisteme redundante și diverse pentru a controla deteriorarea combustibilului și de a preveni scurgeri radioactive semnificative.
Acestea pot fi rezumate astfel: prevenire, monitorizare, și de acțiune (a atenua consecințele unor eșecuri).
Riscul nuclear și gestionarea acestuia
Prevederile de siguranța includ o serie de bariere fizice între zona activa radioactiva a reactorului și mediu, furnizarea de sisteme de securitate multiple, fiecare cu backup și conceput pentru a evita o eroare umană.
Barierele într-o instalație tipică sunt: combustibilul este sub formă de pastile (UO2) ceramice solide, iar produsele de fisiune radioactive, rămân legate în interiorul acestor pastile când combustibilul este ars. Pastilele sunt ambalate în interiorul tuburilor din aliaj de zirconiu sigilate pentru a forma bare de combustibil. Acestea sunt limitate în interiorul unui vas de mare presiune din oțel cu pereți groși de pana la 30 cm. Toate acestea, la rândul lor, sunt incluse în interiorul unei structuri robuste din beton armat cu pereți de cel puțin un metru grosime. Acest lucru înseamnă ca se ridică trei bariere semnificative în jurul combustibilului, care este el însuși stabil până la temperaturi foarte ridicate.
Aceste bariere sunt monitorizate continuu. Învelișul combustibil este monitorizat prin măsurarea cantității de radioactivitate în apa de răcire. Sistemul de răcire de înaltă presiune este monitorizată prin rata de scurgere a apei, precum și structura de izolare (anvelopa) prin măsurarea periodică a ratei de scurgere a aerului funcție de presiunea atmosferică.
Privit din punct de vedere funcțional, cele trei funcții de bază de siguranță într-un reactor nuclear sunt:
• pentru a controla reactivitatea,
• să se răcească combustibilul și
• să conțină substanțe radioactive.
Principalele caracteristici de siguranță la cele mai noi reactoare sunt inerente - coeficientul de temperatură negativ și coeficientul de gol negativ. Primul înseamnă că dincolo de un nivel optim, pe măsură ce temperatura crește eficiența reacției scade (acest fapt este folosit pentru a controla nivelurile de putere, în unele modele noi). Al doilea înseamnă că dacă orice cantitate de abur s-a format în apa de răcire există o scădere a efectului de moderare prin reducerea numărul neutronilor capabili să provoace fisiunea și reacția încetinește automat.
În anii 1950 și 1960 unele reactoare experimentale în Idaho au fost testate în mod deliberat la distrugere pentru a verifica dacă au fost excursii mari de reactivitate auto-limitate și ar opri automat reacția de fisiune. Aceste teste au verificat că acesta este cazul si in realitate.
Dincolo de barele de control care sunt introduse pentru a absorbi neutroni și de a controla procesul de fisiune, principalele metode implementate privind siguranța sunt sistemul de răcire de urgență (ECCS) pentru a îndepărta excesul de căldură (deși este mai mult pentru a preveni deteriorarea zonei active decât pentru siguranță publică) și de izolare.
Sistemele tradiționale de securitate ale reactorului sunt "active", în sensul că acestea implică funcționarea electrică sau mecanică la comanda. Unele sisteme din centrala operează pasiv, supape de siguranță de exemplu, actionate de presiunea prea mare.
Ambele necesita sisteme redundante paralele. Proiectele bazate complet pe siguranța pasivă depind numai de fenomene fizice, cum ar fi convectie, gravitația sau rezistenta la temperaturi ridicate, nu cu privire la funcționarea componentelor fabricate.
Toate reactoarele au unele elemente de siguranță menționate mai sus, dar în unele modele recente ele sunt substitute de caracteristici pasive. Astfel de proiecte ar fi evitat accidentul de la Fukushima, în cazul în care pierderea alimentarii cu energie electrică a dus la pierderea funcției de răcire.
Simulare, instrument esențial pentru gestionarea riscurilor
In situatia actuala resursele financiare pentru efectuarea experimentelor pe scara larga ajung la valori de ordinul milioanelor de dolari. Pentru o mai buna eficienta tehnico-financiara este de preferat o prima analiza de tip numeric in care sunt evaluate dfiferite modele/ configuratii, care sa valideze experimente anterioare efectuate pe instalatii cat mai apropiate de configuratia de test.
In toate unitatile nucleare sunt sustinute in permanenta programe de pregatire si reacreditare a operatorilor principali camera de comanda in simulatoare de tip full scope.
Simulatoarele full scope sunt copii fidele ale camerelor de comanda, si sunt capabile sa realizeze multiple scenarii, de la manevre corespondente unei utilizari normale ale reactorului, pana la accidente severe.
Astfel personalul este capabil sa recunoasca si sa actioneze corespunzator, eliminand factorul surpriza si diminuand considerabil probabilitatea unei erori umane.
Bibliografie
- Ilie Prisecaru, Centrale nuclearo-electrice, note de curs.
- Institutul de radiotectie si securitate nucleara francez, Online
.
- Andrei Budu, Ciclul combustibil nuclear, note de curs.
Notiuni conexe
Transport materiale radioactive