Cât de sigură este Energia Nucleară?

De la începutul construcţiei centralelor nucleare a existat o conştientizare puternică a pericolului potenţial atât al criticităţii nucleare, cât şi al eliberării de materiale radioactive din generarea de electricitate cu energie nucleară.

Ca şi în alte industrii, proiectarea şi exploatarea centralelor nucleare urmăresc să minimizeze probabilitatea accidentelor şi să evite consecinţele umane majore atunci când acestea apar.

Au fost trei accidente, din care două accidente majore la reactoare în istoria energiei nucleare civile - Cernobîl şi Fukushima Daiichi. Cernobîl a implicat un incendiu intens fără prevederi de izolare, iar Fukushima Daiichi a testat sever izolarea, permiţând o anumită eliberare de radioactivitate.

Acestea sunt singurele accidente majore care au avut loc în peste 70 de ani de exploatare a energiei nucleare comerciale în 36 de ţări.

Dovezile de peste şapte decenii arată că energia nucleară este un mijloc sigur de generare a energiei electrice. Riscul de accidente în centralele nucleare este scăzut şi în scădere. Consecinţele unui accident sau atac terorist sunt minime în comparaţie cu alte riscuri acceptate în mod obişnuit. Efectele radiologice asupra oamenilor ale oricăror emisii radioactive pot fi evitate.

În ceea ce priveşte energia nucleară, siguranţa este strâns legată de securitate, iar în domeniul nuclear aceasta este pe primul plan:

Siguranţa se concentrează pe condiţii sau evenimente neintenţionate care duc la eliberari radiologice din activităţile autorizate. Se referă în principal la probleme sau pericole intrinseci.

Securitatea se concentrează asupra utilizării incorecte intenţionate a materialelor nucleare sau a altor materiale radioactive de către elemente nestatale pentru a provoca daune. Se referă în principal la ameninţările externe la adresa materialelor sau instalaţiilor.

Nicio industrie nu este imună la accidente, dar toate industriile învaţă din ele. În aviaţia civilă se produc accidente în fiecare an şi fiecare este atent analizat. Lecţiile de la aproape o sută de ani de experienţă înseamnă că companiile aeriene de renume sunt extrem de sigure. În industria chimică şi industria petrolului şi gazelor, accidentele majore duc, de asemenea, la îmbunătăţirea siguranţei. Există o acceptare largă a publicului că riscurile asociate acestor industrii reprezintă un compromis acceptabil pentru dependenţa noastră de produsele şi serviciile lor. Cu energia nucleară, densitatea mare de energie face evident pericolul potenţial, iar acest lucru a fost întotdeauna luat în considerare în proiectarea centralelor nucleare. Puţinele accidente din sectorul energetic au fost prezentate la ştiri, dar toate au avut puţine consecinţe în ceea ce priveşte decesele umane.

În anii 1950 atenţia s-a îndreptat spre valorificarea puterii atomului într-un mod controlat, aşa cum sa demonstrat la Chicago în 1942 şi ulterior pentru cercetarea militară, şi aplicarea producţiei constante de căldură pentru a genera electricitate. Acest lucru a dat naştere în mod firesc la îngrijorări cu privire la accidente şi posibilele efecte ale acestora. Cu toate acestea, cu energia nucleară, siguranţa depinde de aceiaşi factori ca în orice industrie comparabilă: planificare inteligentă, proiectare adecvată cu marje conservatoare şi sisteme de rezervă, componente de înaltă calitate şi o cultură de siguranţă bine dezvoltată în operaţiuni.

Un scenariu nuclear special a fost pierderea răcirii, care a dus la topirea miezului reactorului nuclear, iar acest lucru a motivat studii atât asupra posibilităţilor fizice şi chimice, cât şi asupra efectelor biologice ale oricărei radioactivităţi dispersate. Responsabilii de tehnologia nucleară din Occident au depus eforturi extraordinare pentru a se asigura că nu va avea loc o topire a miezului reactorului, deoarece se presupunea că o topire a miezului ar crea un pericol public major, dacă nu ar fi controlat.

În evitarea unor astfel de accidente industria a avut un mare succes, deoarece în 72 de ani de producţie de energie nucleară civilă în lume, au existat doar trei accidente semnificative la centralele nucleare:

-Three Mile Island (SUA 1979) unde reactorul a fost grav avariat, dar radiaţiile au fost limitate şi nu au existat consecinţe negative asupra sănătăţii sau mediului.

-Cernobîl (Ucraina 1986), unde distrugerea reactorului prin explozie de abur şi incendiu a ucis iniţial două persoane plus alte 28 de otrăvite cu radiaţii în decurs de trei luni şi a avut consecinţe semnificative asupra sănătăţii şi mediului.

-Fukushima Daiichi (Japonia 2011), unde trei reactoare vechi (împreună cu un al patrulea) au fost anulate după ce efectele pierderii răcirii din cauza unui tsunami imens au fost limitate în mod inadecvat. Nu au existat morţi sau răni grave din cauza radioactivităţii, deşi aproximativ 19.500 de persoane au fost ucise de tsunami.

Dintre toate accidentele şi incidentele, doar accidentele de la Cernobîl şi Fukushima au dus la doze de radiaţii pentru public mai mari decât cele rezultate din expunerea la surse naturale. Accidentul de la Fukushima a dus la o anumită expunere la radiaţii a lucrătorilor din fabrică, dar nu de aşa natură încât să le ameninţe sănătatea, spre deosebire de Cernobîl.

În afară de Cernobîl, niciun lucrător nuclear sau membri ai publicului nu au murit vreodată ca urmare a expunerii la radiaţii din cauza unui incident cu reactor nuclear comercial. Cele mai multe dintre leziunile şi decesele radiologice grave care apar în fiecare an (2-4 decese şi mult mai multe expuneri peste limitele de reglementare) sunt rezultatul unor surse mari de radiaţii necontrolate, cum ar fi echipamentele medicale sau industriale abandonate. (Au existat, de asemenea, o serie de accidente în reactoare experimentale şi într-o bază militară producătoare de plutoniu - la Windscale, Marea Britanie, în 1957 - dar niciunul dintre acestea nu a dus la pierderi de vieţi omeneşti în afara centralei reale sau la contaminarea mediului pe termen lung. )

Trebuie subliniat faptul că un reactor de putere de tip comercial nu poate, în nicio circumstanţă, să explodeze ca o bombă nucleară - combustibilul nu este îmbogăţit peste aproximativ 5%, aşa cum ar fi necesar în cazul bombelor.

Agenţia Internaţională pentru Energie Atomică (AIEA) a fost înfiinţată de Organizaţia Naţiunilor Unite în 1957. Una dintre funcţiile sale a fost să acţioneze ca auditor al siguranţei nucleare mondiale, iar acest rol a fost mult sporit în urma accidentului de la Cernobîl. Acesta prescrie proceduri de siguranţă şi raportarea chiar şi a incidentelor minore. Rolul său a fost consolidat din 1996. Fiecare ţară care operează centrale nucleare are un inspectorat de securitate nucleară şi toate acestea lucrează îndeaproape cu AIEA.

Siguranţa personalului de exploatare este o preocupare primordială în centralele nucleare. Expunerea la radiaţii este redusă la minimum prin utilizarea echipamentelor de manipulare la distanţă pentru multe operaţiuni în miezul reactorului. Alte controale includ ecranarea fizică şi limitarea timpului petrecut de lucrători în zone cu niveluri semnificative de radiaţii. Acestea sunt susţinute de monitorizarea continuă a dozelor individuale şi a mediului de lucru pentru a asigura o expunere la radiaţii foarte scăzută în comparaţie cu alte industrii.

Utilizarea energiei nucleare pentru generarea de energie electrică poate fi considerată extrem de sigură. În fiecare an, câteva sute de oameni mor în minele de cărbune pentru a furniza acest combustibil utilizat pe scară largă pentru energie electrică. Există, de asemenea, efecte semnificative asupra sănătăţii şi mediului care decurg din utilizarea combustibililor fosili. Contrar credinţei populare, energia nucleară salvează vieţi prin înlocuirea combustibililor fosili din mixul de electricitate.

În ceea ce priveşte posibilele accidente, până la începutul anilor 1970, s-au făcut câteva ipoteze extreme cu privire la posibilul lanţ de consecinţe. Acestea au dat naştere unui gen de ficţiune dramatică (de exemplu, Sindromul Chinei) în domeniul public şi, de asemenea, o inginerie conservatoare solidă, inclusiv structuri de izolare în industria însăşi. Reglementările de licenţiere au fost încadrate în consecinţă.

Abia la sfârşitul anilor 1970, analizele detaliate şi testele pe scară largă, urmate de prăbuşirea din 1979 a reactorului Three Mile Island, au început să demonstreze că nici cel mai grav accident posibil într-o centrală nucleară convenţională din vest sau combustibilul acesteia nu va avea loc. poate provoca un prejudiciu public dramatic. Industria încă lucrează din greu pentru a minimiza probabilitatea unui accident de topire, dar acum este clar că nimeni nu trebuie să se teamă de o potenţială catastrofă de sănătate publică doar pentru că are loc o topire a combustibilului. Fukushima Daiichi a clarificat acest lucru, o criză triplă care nu a cauzat nimănui decese sau doze grave de radiaţii, în timp ce peste două sute de oameni au continuat să lucreze la faţa locului pentru a atenua efectele accidentului.

Programul de testare şi analiză de zeci de ani a arătat că din combustibilul topit scapă mai puţină radioactivitate decât se presupunea iniţial şi că cea mai mare parte a acestui material radioactiv nu este uşor mobilizat dincolo de structura internă imediată. Astfel, chiar dacă structura de reţinere care înconjoară toate centralele nucleare moderne a fost ruptă, aşa cum a fost cazul unuia dintre reactoarele de la Fukushima, este totuşi foarte eficientă în prevenirea scăpării majorităţii radioactivităţii.

Un indicator de siguranţă obligatoriu este frecvenţa probabilă calculată a accidentelor de topire a miezului degradat sau a miezului. Comisia de Reglementare Nucleară din SUA (NRC) specifică că proiectele de reactoare trebuie să îndeplinească o frecvenţă teoretică de deteriorare a miezului de 1 la 10.000 de ani, dar proiectele moderne o depăşesc. Cerinţele de utilităţi din SUA sunt de 1 la 100.000 de ani, cele mai bune centrale care funcţionează în prezent sunt de aproximativ 1 la un milion şi cele care vor fi construite probabil în următorul deceniu sunt aproape 1 la 10 milioane. În timp ce această frecvenţă calculată de deteriorare a miezului a fost una dintre principalele măsurători pentru evaluarea siguranţei reactorului, autorităţile europene de siguranţă preferă o abordare deterministă, concentrându-se pe furnizarea efectivă de hardware de rezervă, deşi întreprind şi analize probabilistice de siguranţă (PSA) pentru frecvenţa de deteriorare a miezului. şi necesită o frecvenţă de deteriorare de 1 din 1 milion pentru noile modele.

Aprobarea licenţei pentru noile fabrici de astăzi necesită ca efectele oricărui accident de topire a miezului să fie limitate la instalaţia însăşi, fără a fi nevoie de evacuarea rezidenţilor din apropiere.

Principala preocupare în materie de siguranţă a fost întotdeauna posibilitatea unei eliberări necontrolate de material radioactiv, ceea ce duce la contaminare şi, în consecinţă, expunerea la radiaţii în afara amplasamentului. Ipotezele anterioare au fost că acest lucru ar fi probabil în cazul unui accident major de pierdere a răcirii (LOCA) care a dus la o topire a miezului. Experienţa TMI a sugerat altfel, dar la Fukushima exact asta s-a întâmplat. Având în vedere o mai bună înţelegere a fizicii şi chimiei materialului dintr-un miez de reactor în condiţii extreme, a devenit evident că chiar şi o topire severă a miezului cuplată cu încălcarea izolaţiei ar fi puţin probabil să creeze un dezastru radiologic major din multe proiecte de reactoare occidentale.

Un principiu fundamental al funcţionării centralei nucleare la nivel mondial este acela că operatorul este responsabil pentru siguranţă. Autoritatea naţională de reglementare este responsabilă pentru a se asigura că instalaţiile sunt operate în siguranţă de către titularul licenţei şi că proiectarea este aprobată. Un al doilea concept important este că misiunea unui organism de reglementare este de a proteja oamenii şi mediul.

Certificarea proiectării reactoarelor este, de asemenea, responsabilitatea autorităţilor naţionale de reglementare. Există o colaborare internaţională între aceştia în grade diferite şi există o serie de seturi de coduri mecanice şi standarde legate de calitate şi siguranţă.

Cu noile proiecte de reactoare care au fost stabilite pe o bază mai internaţională începând cu anii 1990, atât industria, cât şi autorităţile de reglementare caută o mai mare standardizare a proiectării şi, de asemenea, o armonizare a reglementărilor. Rolul Grupului de lucru de cooperare în evaluarea şi acordarea licenţei de proiectare a reactorului (CORDEL) al Asociaţiei Mondiale Nucleare şi al Programului de evaluare a proiectării multinaţionale (MDEP) al OCDE al Agenţiei pentru Energie Nucleară (NEA) sunt descrise în pagina de informaţii despre Cooperarea în domeniul energiei nucleare.

Aspecte ale siguranţei centralei nucleare evidenţiate de accidentul de la Fukushima au fost evaluate în reactoarele nucleare din statele membre ale UE, precum şi în cele din orice state vecine care au decis să participe. Aceste evaluări cuprinzătoare şi transparente ale riscurilor şi securităţii nucleare, aşa-numitele "teste de stres", au implicat reevaluarea direcţionată a marjelor de siguranţă ale fiecărui reactor de putere în lumina evenimentelor naturale extreme, cum ar fi cutremure şi inundaţii, precum şi pierderea funcţiilor de siguranţă. şi gestionarea accidentelor grave în urma oricărui eveniment iniţial. Acestea s-au desfăşurat din iunie 2011 până în aprilie 2012. Au mobilizat o expertiză considerabilă în diferite ţări sub responsabilitatea fiecărei autorităţi naţionale de siguranţă în cadrul Grupului European de Reglementare a Securităţii Nucleare (ENSREG).

Asociaţia Autorităţilor de Reglementare Nucleară din Europa de Vest (WENRA) le-a propus ca răspuns la un apel din partea Consiliului European din martie 2011 şi a elaborat specificaţii. WENRA este o reţea de şefi de reglementare din ţările UE cu centrale nucleare şi Elveţia şi are membri din 17 ţări. Apoi a negociat domeniul de aplicare al testelor cu Grupul European de Reglementare a Securităţii Nucleare (ENSREG), un organism de experţi independent, autorizat, creat în 2007 de Comisia Europeană, care cuprinde înalţi funcţionari ai autorităţilor naţionale de reglementare pentru siguranţa nucleară, securitatea deşeurilor radioactive sau protecţia împotriva radiaţiilor din toate statele membre ale UE şi reprezentanţi ai Comisiei Europene.

În iunie 2011, guvernele a şapte ţări din afara UE au convenit să efectueze teste de rezistenţă la reactoare nucleare folosind modelul UE. Armenia, Belarus, Croaţia, Rusia, Elveţia, Turcia şi Ucraina au semnat o declaraţie conform căreia vor efectua teste de stres şi au fost de acord cu evaluări inter pares ale testelor de către experţi externi. Rusia a întreprins deja controale ample. (Croaţia este coproprietară la Krsko PWR din Slovenia, iar Turcia îşi construieşte prima centrală nucleară.)

Reevaluarea marjelor de siguranţă se bazează pe studiile de siguranţă existente şi pe raţionamentul ingineresc pentru a evalua comportamentul unei centrale nucleare atunci când se confruntă cu un set de situaţii dificile. Pentru o anumită instalaţie, rapoartele de reevaluare prezintă comportamentul cel mai probabil al centralei pentru fiecare dintre situaţiile luate în considerare. Rezultatele reevaluării au fost revizuite de către colegi şi împărtăşite între autorităţile de reglementare. WENRA a remarcat că rămâne o responsabilitate naţională să ia sau să comande orice măsuri adecvate, cum ar fi prevederi suplimentare tehnice sau organizatorice de siguranţă, care rezultă din reevaluare.

Sfera evaluării a luat în considerare aspectele direct evidenţiate de evenimentele de la Fukushima şi posibilitatea de combinare a evenimentelor iniţiale. Două "evenimente iniţiale" au fost incluse în domeniu: cutremur şi inundaţii. Consecinţele acestora - pierderea energiei electrice şi întreruperea staţiei, pierderea radiatorului final şi combinarea ambelor - au fost analizate, concluziile fiind aplicabile altor situaţii generale de urgenţă. În scenariile de accident, autorităţile de reglementare iau în considerare mijloacele centralelor electrice de a proteja împotriva şi de a gestiona pierderea de răcire a miezului, precum şi răcirea combustibilului uzat în depozit. Ei studiază, de asemenea, mijloacele de a proteja şi de a gestiona pierderea integrităţii rezervorului şi topirea miezului, inclusiv efectele consecinţe, cum ar fi acumularea de hidrogen.

Rezultatele testelor de stres au subliniat, în special, că centralele nucleare europene ofereau un nivel de siguranţă suficient pentru a nu necesita oprirea niciunuia dintre ele. În acelaşi timp, au fost necesare îmbunătăţiri pentru a le spori robusteţea în situaţii extreme. În Franţa, de exemplu, acestea au fost impuse de cerinţele ASN, care ţineau cont de schimburile cu omologii săi europeni.