Państwowa Agencja Atomistyki

Fundamentalną koncepcją zapewnienia bezpieczeństwa elektrowni jądrowych jest tzw. "obrona w głąb", czyli sekwencja poziomów bezpieczeństwa. Zgodnie z nią bezpieczeństwo zapewnia się przez wiele różnych środków technicznych i przedsięwzięć organizacyjnych.

Zakładamy, że poszczególne zabezpieczenia mogą zawieść, a ludzie mogą popełnić błędy. Nigdy więc nie polegamy na jakimkolwiek pojedynczym zabezpieczeniu - jeśli jakiś poziom bezpieczeństwa zawiedzie mamy następny, który ograniczy lub złagodzi skutki takiej sytuacji. 

Sekwencja poziomów bezpieczeństwa składa się z 5 niezależnych od siebie poziomów bezpieczeństwa ("linii obrony"):

Poziom I - Wysoka jakość projektu i wykonania elektrowni, oraz prowadzenie jej eksploatacji  tak, że bezpieczeństwo ma najwyższy i bezwzględny priorytet przed zadaniami produkcyjnymi – już przy projektowaniu i budowie  zapobiegamy odchyleniom od normalnej eksploatacji. Niezwykle ważne jest zaprojektowanie odpowiednich barier ochronnych, zapobiegających niekontrolowanemu przedostawaniu się do środowiska substancji promieniotwórczych, z odpowiednio dużymi zapasami bezpieczeństwa. Ma to zapewnić odporność elektrowni na zagrożenia wewnętrzne i zewnętrzne oraz wysoką niezawodność jej systemów i urządzeń.

Poziom II - Nadzór pracy elektrowni przez  jej systemy i  personel – w celu  jak najszybszego wykrycia wszelkich odchyleń od normalnej eksploatacji i podjęcia działań korygujących. Dzięki natychmiastowej reakcji, zwłaszcza automatycznej przez odpowiednie systemy elektrowni, zapobiega się stanom awaryjnym.

Poziom III - Systemy bezpieczeństwa – działają tak, by opanować awarie projektowe, zapobiec poważniejszym awariom i zminimalizować ich skutki radiologiczne. Należą do nich na przykład systemy awaryjnego chłodzenia i obudowa bezpieczeństwa reaktora, która zapobiega przedostaniu się na zewnątrz substancji promieniotwórczych.

Poziom IV - Specjalnie dedykowane systemy bezpieczeństwa – ograniczają one i łagodzą skutki poważnych awarii, utrzymują integralność konstrukcyjną i efektywność obudowy bezpieczeństwa, w szczególności zapobiegając wybuchom wodoru i uszkodzeniom obudowy w razie stopienia rdzenia reaktora. Dzięki nim minimalizuje się uwolnienia substancji promieniotwórczych do otoczenia.

Poziom V - Zapobieganie skutkom zdrowotnym znacznych uwolnień substancji promieniotwórczych do środowiska – przez działania interwencyjne, takie jak: profilaktyka narażenia tarczycy (podanie tabletek zawierających nieradioaktywny jod), zatrzymanie ludności w domach lub czasowa ewakuacja,  monitoring skażenia powietrza, wody, gleby i żywności, oraz czasowy zakaz spożywania lokalnie produkowanej żywności i wody.

Przed podjęciem decyzji o umiejscowieniu elektrowni jądrowej w konkretnym miejscu dokładnie badany jest m.in teren przyszłej budowy, wody powierzchniowe i podziemne. Uwzględnia się wszelkie uwarunkowania środowiskowe.

Przy projektowaniu elektrowni dąży się do standaryzacji, w celu zapewnienia jak najwyższej jakości projektowania, wytwarzania poszczególnych elementów, ich montażu, oraz budowy i eksploatacji. Jednocześnie, w zależności od specyfiki lokalizacji, systemy bezpieczeństwa są projektowane indywidualnie - dzięki temu każda elektrownia jądrowa jest idealnie dopasowana do swojego otoczenia. 

Prawidłowe funkcjonowanie systemów bezpieczeństwa zapewnione jest też poprzez rozmieszczenie urządzeń w różnych częściach elektrowni oraz ich odseparowanie barierami fizycznymi, tak aby uszkodzenie, zalanie czy pożar w części budynku nie powodował zagrożeniaw całym obiekcie. Uszkodzenie czy też niesprawność jednego systemu nie zaburza więc pracy innych.

Aby zapobiec przedostawaniu się substancji promieniotwórczych z obiektu jądrowego do otoczenia projektuje się odpowiednie systemy barier ochronnych. W elektrowniach jądrowych jest to system czterech następujących kolejno barier fizycznych:

• Pastylki paliwowe - materiał paliwa jądrowego w stanach normalnej eksploatacji zatrzymuje ok. 99% aktywności radioaktywnych produktów rozszczepienia
• Koszulka elementu paliwowego - w reaktorach chłodzonych wodą jest to rurka wykonana ze stopu cyrkonowego, wewnątrz której znajdują się pastylki paliwowe
• Granica ciśnieniowa układu chłodzenia reaktora - obejmuje ona zbiornik ciśnieniowy reaktora lub rury ciśnieniowe (w reaktorze kanałowym), rurociągi obiegu chłodzenia reaktora wraz z elementami ciśnieniowymi oraz częścią systemów pomocniczych reaktora znajdujących się pod ciśnieniem
• Obudowa bezpieczeństwa reaktora - to ostatnia, widoczna z zewnątrz bariera otaczająca reaktor z jego obiegiem chłodzenia, wytwornicami pary, oraz urządzeniami i rurociągam ciśnieniowymi zawierającymi płyny promieniotwórcze pod wysokim ciśnieniem. Składa się z obudowy pierwotnej i wtórnej, a jej grubość przekracza często półtora metra. Obudowa bezpieczeństwa wytrzymuje  wysokie ciśnienie jakie może powstać w jej wnętrzu w razie awarii,  chroniąc otoczenie elektrowni przed niekontrolowanym uwolnieniem substancji promieniotwórczych. Ponadto zewnętrzna konstrukcja obudowy bezpieczeństwa chroni elektrownię przed skutkami zdarzeń zewnętrznych  – np. atakiem terrorystycznym lub uderzeniem samolotu.  

Oprócz zwielokrotnienia aktywnych systemów bezpieczeństwa w wielu reaktorach III generacji wprowadza się systemy pasywne. Zapewniają one chłodzenie rdzenia reaktora lub schładzanie stopionego rdzenia i obudowy bezpieczeństwa w razie ciężkiej awarii, nawet w przypadku braku zasilania energią elektryczną. Wykorzystują one powszechne i niezawodne prawa fizyki - np. grawitację lub różnicę ciśnień.

W Polsce elektrownie jądrowe będą musiały spełniać  restrykcyjne wymagania bezpieczeństwa.  Budowane mogą być jedynie elektrownie generacji 3 lub 3+. Elektrownie te charakteryzują się następujacymi cechami:

• opanowaniem i ograniczeniem skutków radiologicznych w skrajnej sytuacji wystąpienia ciężkiej awarii uwzględnionej w projekcie. Nawet w wypadku całkowitego stopienia rdzenia projekt zakłada zapewnienie bezpieczeństwa okolicznej ludności i środowiska. W porównaniu z rektorami II. generacji prawdopodobieństwo wystąpienia takich awarii zmniejszono sponad stukrotnie – jest ono mniejsze niż raz na milion lat pracy reaktora.
• praktycznym wykluczeniem takich ciężkich awarii , które mogłyby skutkować uwolnieniem do otoczenia znacznych ilości substancji promieniotwórczych, w szczególności w krótkim czasie od zapoczątkowania awarii – co uniemożliwiłoby przeprowadzenie na czas działań interwencyjnych celem ochrony zdrowia ludności
• ograniczeniem poważnych i długotrwałych skutków radiologicznych  ciężkich awarii do strefy o promieniu max 800m od reaktora, czyli praktycznie do terenu  elektrowni
• ograniczeniem do odległości 3 km od reaktora zasięgu skutków radiologicznych ciężkich awarii, które wymagałyby przejściowych działań interwencyjnych dla ochrony zdrowia ludności
• lepszym wykorzystaniem paliwa jądrowego
• znacznie mniejszą ilością wytwarzanych odpadów promieniotwórczych.

Obowiązujące w Polsce wymagania bezpieczeństwa jądrowego i ochrony radiologicznej należą do najbardziej rygorystycznych na świecie.

Budowana w Polsce elektrownia jądrowa spełniać ma nie tylko standardy określone przez Międzynarodową Agencję Energii Atomowej (MAEA), ale również bardzo wysokie standardy, jakie na Polskę nakłada prawo wtórne Unii Europejskiej / Wspólnoty EURATOM.

Standardy bezpieczeństwa, jakie spełniać ma przyszła polska elektrownia jądrowa zawarte zostały, m. in. w:

• Dyrektywie bezpieczeństwa jądrowego
• Dyrektywie ustanawiająca podstawowe normy bezpieczeństwa
• Konwencji bezpieczeństwa jądrowego
• Ustawie prawo atomowe oraz rozporządzeniach wykonawczych do tej ustawy
• Standardach bezpieczeństwa MAEA
• Zaleceniach Stowarzyszenia Zachodnioeuropejskich Dozorów Jądrowych (WENRA)

Polskie wymagania bezpieczeństwa mogą zostać spełnione jedynie przez nowoczesne rozwiązania elektrowni jądrowych z reaktorami generacji III lub III+.

Oto podstawowe wymagania stawiane projektowi elektrowni jądrowej obowiązujące w Polsce:

• "praktyczne wykluczenie" awarii mogących prowadzić do wczesnych lub dużych uwolnień substancji promieniotwórczych do otoczenia
• ograniczenie wpływu radiologicznego elektrowni jądrowej
• spełnienie probabilistycznych kryteriów bezpieczeństwa - obiekt należy zaprojektować tak, aby prawdopodobieństwo degradacji rdzenia było mniejsze niż raz na 100 tys. lat pracy reaktora, a prawdopodobieństwo wystąpienia awarii mogącej doprowadzić do wczesnego uszkodzenia obudowy bezpieczeństwa lub do dużych uwolnień substancji promieniotwórczych było mniejsze niż raz na 1 milion lat pracy reaktora
• wypełnienie fundamentalnych funkcji bezpieczeństwa - sterowania reaktywnością (tj. sterowania mocą reaktora przez oddziaływanie na bilans neutronów), odprowadzanie ciepła z reaktora, przechowalnika wypalonego paliwa jądrowego oraz magazynu świeżego paliwa jądrowego, oraz osłanianie przed promieniowaniem jonizującym
• wykorzystanie w projekcie w maksymalnie praktycznie możliwym stopniu wbudowanych cech bezpieczeństwa (szczególnie samoregulacji reaktora) oraz rozwiązań biernych (niewymagających zasilania z zewnątrz)
• stosowanie odpowiednich rozwiązań projektowych w celu zapewnienia wymaganej niezawodności systemów bezpieczeństwa, np. zwielokrotnienie, różnorodność, przechodzenie w stan bezpieczny po uszkodzeniu, separacja fizyczna i przestrzenna, niezależność funkcjonalna
• zapewnienie odporności elektrowni jądrowej na zagrożenia zewnętrzne powodowane przez siły przyrody lub działalność człowieka (uwzględniając wnioski z awarii w Fukushimie)
• stosowanie dodatkowych, alternatywnych systemów chłodzenia i zasilania elektrycznego oraz zwiększenie samowystarczalności w tym zakresie
• stosowanie tylko rozwiązań sprawdzonych w praktyce.

Po dokładnej analizie dokumentacji dostarczonej przez inwestora/operatora Prezes Agencji wydaje zezwolenia związane z budową, rozruchem, a także eksploatacją i ewentualną likwidacją elektrowni jądrowej. Państwowa Agencja Atomistyki sprawować będzie stały nadzór nad bezpieczeństwem elektrowni jądrowej i działalnością w niej prowadzoną oraz prowadzić ciągłą kontrolę i ocenę bezpieczeństwa elektrowni dzięki kadrze wysoko wykwalifikowanych inspektorów dozoru jądrowego.

Nadzór sprawować będzie także Urząd Dozoru Technicznego - zatwierdza on dokumentację konstrukcyjną oraz materiały, technologię wytwarzania, napraw i modernizacji urządzeń podlegających dozorowi technicznemu. Będzie on prowadził również inspekcje dozorowe w obiektach jądrowych i u wytwórców urządzeń, a także wydawać polecenia związane z wynikami kontroli i egzekwować ich wypełnienie.