Direktorat za radijacionu i nuklearnu sigurnost i bezbednost Srbije: Nuklearne elektrane i zemljotresi

Nuklearna postrojenja su projektovana tako da zemljotresi i drugi spoljni događaji ne ugroze sigurnost rada postrojenja. U Francuskoj su nuklearne elektrane projektovane da izdrže zemljotres dvostruko jači od 1000-godišnjeg događaja izračunatog za svaku lokaciju. Procenjuje se da, širom sveta, 20% nuklearnih reaktora radi u oblastima sa značajnim seizmičkim aktivnostima.

Međunarodna agencija za atomsku energiju (IAEA) je izradila Vodič o sigurnosti za seizmičke rizike za nuklearne elektrane. Prilikom planiranja izgradnje nuklearne elektrane koriste se različiti sistemi, uključujući Probabilističku procenu seizmičkog hazarda (Probabilistic Seismic Hazard Assessment - PSHA), koju preporučuje IAEA i široko je prihvaćena. Podnosilac zahteva za dobijanje dozvole za izgradnju nuklearne elektrane mora da pruži detaljne procene najtežih spoljašnjih događaja u koje spadaju i zemljotresi, a koji bi mogli da se dogode tokom životnog veka elektrane.

Posle akcidenta u Fukušimi, nuklearna industrija je prepoznala značaj instrumentacije u sprečavanju da nesreća izazvana spoljnim događajima (npr. zemljotresi i poplave) preraste u tešku nesreću. Kao rezultat toga, sve komponente instrumentacije (napajanje, kablovi, senzor, itd.) su pregledane kako bi se osiguralo da su izvori napajanja (stacionarni i pokretni dizel generatori) zaštićeni od ekstremnih događaja i da su na raspolaganju. Takođe su ovi sistemi dobro zaštićeni od spoljašnjih opasnosti u posebnim zgradama od betona i čelika, i po potrebi mogu da odvode zaostalu toplotu iz nuklearnog reaktora bez ljudske intervencije 72 h.

U Japanu se, zbog učestalosti i magnitude zemljotresa, posebna pažnja posvećuje seizmičkim zahtevima prilikom određivanja lokacije, projektovanja i izgradnje nuklearne elektrane. Seizmički dizajn takvih postrojenja zasniva se na kriterijumima daleko strožijim od onih koji se primenjuju na nenuklearna postrojenja. Energetski reaktori su takođe izgrađeni na temeljima tvrdih stabilnih stena (ne na sedimentnim) da bi se minimizirao uticaj seizmičkih podrhtavanja.

Japanske nuklearne elektrane su projektovane da izdrže određene intenzitete zemljotresa, i za tu namenu opremljene su seizmičkim detektorima. Za zemljotrese za koje se razumno može očekivati da će se desiti na lokaciji nuklearne elektrane, u slučaju da detektori registruju kretanje tla na zadatom nivou aktiviraju se sistemi za automatsko dovođenje elektrane do trenutnog sigurnog gašenja. U praksi se ovi sistemi aktiviraju na nižim nivoima, iako bi reaktori na nuklearnim elektranama mogli da nastave siguran rad tokom zemljotresa.

U slučaju većih tektonskih pomeranja tla u regionu nuklearne elektrane za koje je verovatnoća veoma mala, elektrana poseduje sigurnosne sisteme za efikasno gašenje reaktora bez oslobađanja radioaktivnosti. Konkretno, reaktorski sud, kontrolne šipke i reaktorsko jezgro sa gorivom neće pretrpeti nikakva oštećenja.

U martu 2011, jedanaest operativnih nuklearnih blokova se automatski isključilo tokom velikog zemljotresa u istočnom Japanu. Na tri bloka u nuklearnoj elektrani Fukušima je kasnije došlo do nuklearne nesreće nivoa 7 na INES skali usled morskog talasa (cunamija) od 15 m.

Kao odgovor na događaje u Fukušimi, Američka nuklearna regulatorna komisija (US NRC) je sprovela inspekcijski nadzor nad svim nuklearnim elektranama u SAD kako bi se potvrdilo da su ključna oprema i materijali adekvatni i pravilno postavljeni, testirani i održavani kako bi se odgovorilo na ozbiljan zemljotres, poplavu ili kompletni gubitak spoljašnjeg napajanja električnom energijom. Dok su u Evropi na svim nuklearnim elektranama izvršeni tzv "stres testovi" odnosno vanredne procene nuklearne sigurnosti u slučaju delovanja viših sila i kao rezultat učinjena je konsolidacija svih nuklearnih elektrana u pogledu njihove izdržljivosti.

U SAD i u Evropi nuklearni reaktori i zapadnog i ruskog dizajna u prošlosti su bili izloženi velikim seizmičkim aktivnostima bez pretrpljenih oštećenja. Kalifornijski nuklearni reaktori u gradu San Onofre nastavili su da rade normalno tokom zemljotresa jačine 6.6 stepeni Rihterove skale (1994. godine) sa epicentrom na nešto više od 100 km od elektrane.

Zemljotres jačine 6.9 stepeni Rihterove skale u severozapadnoj Jermeniji 1988. godine, rezultirao je smrću najmanje 25.000 ljudi, a osetio se u jermenskoj nuklearnoj elektrani sa dva bloka koja se nalazi otprilike 75 km južno od epicentra. Oba bloka sa nuklearnim reaktorima sovjetskog dizajna radila su normalno i nije prijavljena šteta. Ovo je bila prva ruska nuklearna elektrana posebno prilagođena za seizmička područja, a počela je sa radom 1976.

Usled zemljotresa jačine 7.9 koji je pogodio jugozapadnu provinciju Sečuan u centralnoj Kini 2008. godine, nije došlo do oštećenja sa bilo kakvim ispuštanjem radioaktivnosti na obližnjim vojnim nuklearnim objektima.

Budući da je u izgradnji nuklearna elektrana Akkuyu u Turskoj koju je pre 2 dana pogodio zemljotres 7.8 Rihtereve skale, u ovom trenutku je moglo da dođe samo do štete na građevinskim konstrukcijama, dizalicama, opremi i sličnom. Inače, projektovana nuklearna elektrana Akkuyu je ruskog dizajna, najnovije generacije sa karakteristikama koje uključuju veću seizmičku robusnost, sa kombinacijom aktivnih i pasivnih sigurnosnih sistema u slučaju vanrednog događaja i sa posebnom vatrostalnom posudom (hvatač jezgra) u slučaju da dođe do topljenja nuklearnog jezgra.

*Podaci u tekstu su korišćeni iz sedećih izvora: International Atomic Energy Agency, World Nuclear Association, US Nuclear Regulatory Commission, International Energy Agency.

Autori: Slađan Velinov, dr Đorđe Lazarević
Foto: Pixabay/ilustracija