У самых старых АЭС во Франции, которые все еще находятся в эксплуатации, уже давно превышен запланированный при их проектировании период работы в 40 лет. О проблемах и мерах гарантий безопасности стареющих атомных реакторов пишет французское научное издание Futura Sciences. Перевод основных положений публикации представлен изданием discover24.ru.
Франция активно развивает атомную энергетику давно – еще с 1960-х годов. Сегодня примерно три четверти электроэнергии во Франции производится за счет ядерной энергетики. Глобальный энергетический переход предполагает дальнейшее исключение использования ископаемого топлива – угля, газа и нефти.
По данным Французской ядерно-энергетической компании (SFEN), атомная энергетика выделяет очень мало парниковых газов, а углеродный след составляет примерно 6 г эквивалента CO2 на произведенный киловатт-час. Это сопоставимо с аналогичными параметрами гидроэнергетики или использования энергии ветра. Тем не менее, это невозобновляемая энергия: она использует сырье, ресурсы которого ограничены. Известные на Земле ресурсы урана обеспечивают около 100 лет мирового потребления.
Кроме пределов запаса топлива, проблему представляет срок службы атомных электростанций. Изначально он был рассчитан на 40-летний период. Но, по данным Института радиационной защиты и ядерной безопасности (IRSN), усовершенствования в течение срока службы могут позволить АЭС работать дольше, чем предполагалось их первоначальной конструкцией.
Во Франции электростанции регулярно проверяются, «в частности, плановыми или внезапными проверками со стороны ASN (Управления по ядерной безопасности), в которых обычно принимают участие технические специалисты IRSN. Каждые десять лет, по итогам технической экспертизы, ASN принимает решение о состоянии станции и определяет требования, чтобы она могла работать еще десять лет», – отмечает Оливье Дюбуа, заместитель директора по экспертизе безопасности в IRSN.
В настоящее время под наиболее пристальным вниманием находятся реакторы мощностью 900 МВт. «Задача состоит в том, чтобы обеспечить их срок службы до 50 лет. К 2027 году почти все они должны завершить свою десятилетнюю проверку», – поясняет Дюбуа.
Во время таких проверок реактор отключают, вокруг него и окружающих его контуров размещают различные детекторы и датчики. Методы контроля разнообразны (ультразвук, рентген т. д.) и адаптированы к проверяемому компоненту и типам искомых дефектов. Например, потенциальные трещины проверяют вихревыми токами.
«Уже было внесено много серьезных изменений, в частности, для усиления устойчивости к стихийным бедствиям после аварии: были установлены более совершенные источники воды, рассчитанные на устойчивость к наводнениям или землетрясениям. Установлены сверхмощные резервные дизель-генераторы. Строятся безопасные здания, называемые локальными кризисными центрами, для размещения местных групп реагирования в случае ядерной аварии», – сообщает Дюбуа.
Но иногда подобные изменения являются весьма значительными. Например, это касается парогенераторов, которые извлекают тепло, поступающее из активной зоны. На самых старых реакторах они заменены почти все.
В период, когда строилось большинство французских АЭС, мировой опыт в этой сфере был сравнительно небольшим. Ядерные инциденты и аварии серьезно изменили ситуацию: это авария в Три-Майл-Айленде (в США) в 1979 году и особенно катастрофа в Чернобыле, которая привела к крупным радиоактивным выбросам в окружающую среду.
Во Франции также случались инциденты, значимые с точки зрения безопасности. В 1999 голу во время сильного шторма площадка АЭС в Блайе была затоплена. В это время в эксплуатации находились три реактора, один из которых был остановлен после перегрузки топлива. Рабочие системы не пострадали, но некоторые резервные оказались выведенными из строя. К счастью, обошлось без серьезных последствий. После инцидента все дамбы нарастил с учетом возможности подобных штормов.
На сегодня среди всех элементов, проверяемых на АЭС под наблюдением ASN и IRSN, наиболее тщательно обследуются сами реакторы и резервуары с атомным топливом. В их отношении действуют гораздо более высокие технические требования, чем к большинству других компонентов. В частности, они должны выдерживать температурные условия, предусмотренные конструкцией, то есть около 300 градусов и давление в 155 раз выше атмосферного.
Кроме того, резервуар должен быть изготовлен с почти идеальной однородностью, чтобы лучше противостоять трещинам. Именно отсутствие однородности вызвало дискуссию вокруг АЭС Flamanville, где в 2014 году была обнаружена аномалия после проверки днища. Локально наблюдалась избыточная концентрация углерода (0,32% вместо 0,22%), снижающая ударную вязкость резервуара, т.е. его способность сопротивляться распространению трещины. В конечном итоге ASN пришла к выводу о необходимости соответствующей замены, а сам реактор Flamanville должен быть введен в эксплуатацию в 2023 году.