Top Safe 2012

Konference TopSafe2012 se konala ve dnech 22. – 26. 4. 2012 v Helsinkách. Pořádala ji ENS (European Nuclear Society) za podpory IAEA (Mezinárodní agentura pro atomovou energii). Konference se zúčastnilo 137 odborníků z 28 zemí světa (60% bylo ze zemí EU). Na konferenci bylo předneseno 58 sdělení a bylo prezentováno 21 posterů. Přednesená sdělení jsou zařazena do knihy „Transactions“ s ISBN 978-92-95064-15-7 (480 stran).

Předmět konference

Sdělení na konferenci byla rozdělena do sekcí: Aktivity NEA (OECD) po havárii na JE Fukushima; Poučení získaná z Fukushimy; Vnější ohrožení; Evropské iniciativy pro hodnocení bezpečnosti a harmonizaci předpisů; Normy a metody pro nejlepší odhad; Hodnocení bezpečnosti; Analýza bezpečnosti a hodnocení rizika; Bezpečnost výzkumných reaktorů; Řízení těžkých havárií, nouzové plánování a odezva; Kultura bezpečnosti a řízení bezpečnosti; Výzkum a vývoj; Vzdělání a výcvik; Trendy v jaderné bezpečnosti pro budoucí zařízení; a rozhodování založené na riziku.

Jedním z hlavních témat konference byla sdělení obsahující: poučení, která vyplynula z analýz a kritických hodnocení havárie JE Fukushima; identifikaci kritických míst, kterým je třeba věnovat pozornost jak v projektech nových JE, tak v řízení stávajících zařízení. Konkrétní návrhy předložily jak organizace (OECD / NEA, IAEA, WENRA), tak významné firmy, které projektují a staví JE (AREVA, Rosenergoatom, TEPCO – Tokyo Electric Power Company). IAEA i OECD podporují výzkum, výcvik, vzdělávání a růst kultury bezpečnosti při umísťování, projektování, výstavbě i provozu jaderných zařízení.

Obecné hodnocení konference

Celkově lze říci, že na konferenci se projevilo dosud přetrvávající velké zklamání odborné veřejnosti, které vyvolala havárie v JE Fukushima. Všichni sice věří v obnovu důvěry v jadernou energetiku, ale zatím je jen málo konkrétních návrhů na řešení reálných problémů. Uvedenou skutečnost potvrdila náplň celé řady odborníků (hlavně mladých specialistů spoléhajících na čarovnou moc IT), kteří prezentovali barevné obrázky výpočtů dle různých standardů / kódů, aniž by výpočty propojili s fyzikálním konceptem (každý kód je založen na jistém konceptu s jistými předpoklady) a doložili jejich věrohodnost pomocí naměřených dat získaných z praxe. Pro vysoké školy zaměřené na výuku kvalitních specialistů z uvedené skutečnosti plyne poučení, že výuka musí být postavena tak, aby se studenti naučili řešit reálné problémy a aby pochopili odpovědnost, kterou mají vůči společnosti, když řeší otázky spojené se zajištěním bezpečí a rozvoje lidí.

Exkurze na JE Olkiluoto ukázala vysoký standard provozu a stavby jaderných zařízení ve Finsku. Stavba jaderného komplexu byla schválena v r. 1962; výstavba začala v r. 1972. Od r. 1982 jsou v provozu 2 bloky BWR á 800 MW; od r. 2003 se staví PWR s 1600 MW. Ve Finsku je 26.4 % elektřiny z jádra a je výhled, že v r. 2030 poměr bude 50%; v navštívené lokalitě se plánuje ještě 4. blok. V lokalitě se nachází další důležité objekty: plynová elektrárna a větrná elektrárny, které lze použít jako nouzový energetický zdroj; simulátor; úložiště středně aktivního a nízko aktivního odpadu; úložiště aktivního odpadu z průmyslu; přechodné úložiště vyhořelého paliva (na 60 let); a diskutuje se o trvalém úložišti vyhořelého paliva (mělo by umožnit znovupoužití uloženého paliva v případě, že se najde vhodná technologie na přepracování).

Získané odborné poznatky

Analýzou, srovnáním a syntézou údajů z přednášek, abstraktů sdělení a publikovaných sdělení vyplynuly dále uvedené skutečnosti:

1. V současné době pracuje na světě 436 JE v 30 zemích, 61 JE je ve výstavbě v 11 zemích. Podíl energie z JE je dle IAEA následující: západní Evropa – 26.7%, východní Evropa – 18.3%, východní Asie – 10.1%, jižní Asie – 1%, Latinská Amerika - 2.4%; a Afrika 2.1%. Potřeba energie z jádra stále roste, urychlovače hladu po energii jsou: růst světové populace; industrializace; ekonomický rozvoj; změna klimatu; touha po energetické nezávislosti; ceny energie; a vyčerpávání tradičních zdrojů energie. IAEA předpokládá, že v r. 2030 bude na světě pracovat 520 – 786 JE.

2. Doplněný popis havárie JE Fukushima dle údajů fy TEPCO, která elektrárnu provozuje: 11. 3. 2011 ve 14h46m místního času vzniklo na planetárním pacifickém zlomu zemětřesení s magnitudem M = 9 (čtvrté největší zemětřesení na světě, které bylo zaznamenané v doložené lidské historii); zrychlení zaznamenané na JE Fukushima-Daiichi na 2. bloku dosáhlo 550 gal. V době vzniku zemětřesení pracovaly 3 bloky z 6 bloků BWR na JE Fukushima-Daiichi a 4 bloky na Fukushima-Daini. Po příchodu seismických vln vyzářených z ohniska zemětřesení na území JE (cca 30 s po vzniku zemětřesení) začalo automatické odstavování všech 7 bloků, které byly v provozu a zároveň došlo k vypnutí území elektrické sítě, činnost zahájily dieselgenerátory a chlazení reaktorů i bazénu vyhořelého paliva probíhalo dle harmonogramu. Po cca 40 minutách na elektrárnu dopadly série vln tsunami o výšce až 13.5 m. Série vln tsunami vyřadila z činnosti dieselgenerátory a baterie na přivrácené straně k moři, které měly zajišťovat chlazení. Vyřazení vedlo k růstu teploty v reaktorech i v bazénu vyhořelého paliva a ke kumulaci vodíku, což vedlo k poškození aktivní zóny u bloků 1, 2 a 3, k několika explozím vodíku u bloků 1, 3 a 4. V důsledku poškození aktivní zóny a k problémům spojeným s bazénem vyhořelého paliva došlo k úniku radioaktivity do prostoru uvnitř i vně JE. Pracovníci JE se okamžitě po zaplavení JE vodou soustředili na obnovu chodu přístrojů, na obnovu světla v řídícím centru JE, na aplikaci alternativních vodních injekcí s cílem zajistit chlazení a na odvětrávání kontejnmentů. Práce neprobíhaly tak rychle, jak by bylo žádoucí, protože lidé pracovali ve velmi obtížných podmínkách – tma, stovky dotřesů, vysoká radiace, trosky, sutiny a rum na podlaze, nefungovaly prostředky pro komunikaci apod. (z dnešního pohledu odborníků pracovníci nebyli připraveni na stabilizační práce po těžké havárii).

3. TEPCO, provozovatel postižené JE stanovil na základě podrobných analýz poučení, že v případě těžkých havárií musí být připraven k okamžitému použití vysokotlaký vodní injekční systém, požární systém není dostatečný, a že ke zmírnění dopadů je třeba provádět účinná opatření, která zabrání poškození aktivní zóny a zajistí včasné odpouštění vodíku. Navrhuje též postavit odolnou budovu pro řízení odezvy, doplnit vybavení JE o zařízení na rychlé odklízení trosek a rumu, mít diverzifikované prostředky pro komunikaci, osvětlení, a také dostatečné množství ochranných oděvů a pomůcek.

4. Uvedená fakta dokládají, že příčinou havárie bylo nadprojektové tsunami a ne zemětřesení (kritickým vyhodnocením posloupnosti událostí po zemětřesení nebyly doloženy žádné významné škody) a že projetované bezpečnostní a řídící systémy nebyly dostatečně robustní, aby zabránily selhání v důsledku vnějšího zatopení.

5. Podle analýz odborných organizací (OECD / NEA, IAEA, WENRA) i firem soustředěných na projektování a výstavbu JE, havárie JE Fukushima odhalila čtyři základní nedostatky: podcenění vnějších ohrožení; nedostatky v konceptu defence-in-depth; nedostatečná robustnost elektrického napájení a nedostatečná ochrana proti zatopení kritických zařízení; a nedostatečné chlazení bazénu vyhořelého paliva při výpadku vnějšího elektrického zdroje. Např.:

- podle údajů, které vyplynuly z analýz provedených fy AREVA (francouzský projektant, konstruktér a stavitel JE) havárie v JE Fukushima odhalila slabiny v implementaci konceptu defence-in-depth, a to: neschopnost chlazení paliva za kritických podmínek; totální ztráta dodávek elektřiny; neschopnost připojit rychle mobilní zařízení; a použití nevhodných postupů při využití dodaných zařízení. AREVA navrhuje přehodnotit hranice bezpečnosti v JE a zvýšit jejich odolnost vůči hlavním ohrožením; zajistit robustnější chladící funkce a do systému JE včlenit systémy, které zajistí obnovu odvádění tepla v dostatečně krátké době z reaktoru, bazénu vyhořelého paliva a kontejnmentu. Pozornost je třeba věnovat nárazovým jevům (cliff events), které náhle změní chování systému JE (uvedený fakt plně koresponduje s výsledky výzkumu v oblasti kritické infrastruktury, tj. chování systémů systémů (propojení několika systémů různé podstaty k zajištění určitých funkcí) není stacionární, v důsledku vnitřních závislostí vznikají neočekávaná selhání). Již ve fázi projektování je třeba soustředit pozornost na možné těžné havárie a na opatření a činnosti, které jsou nutné pro jejich zvládnutí. AREVA také vytvořila plán stabilizace a obnovy po těžkých haváriích, tj. stanovila opatření, činnosti a práce, které je třeba provést po 3h, 6h, 24h, 3 dnech, 14 dnech, 30 dnech,… 180 dnech (plán je v souladu s filosofií plánů obnovy území postižených extrémními pohromami), a k zajištění implementace plánu dodala do projektu JE: další diesely, baterie, které geograficky rozmístila po území JE; další zdroje vody na chlazení; a sběrač koria (taveniny aktivní zóny) a jeho chlazení,

- Rosenergoatom má u všech VVER 3. generace opatření proti všem nepřijatelným jevům, které se vyskytly při havárii JE Fukushima, tj. další chladící systémy, další nezávislý elektrický zdroj, sběrač koria a jeho chlazení. Pracuje na vývoji reaktorů 4. generace, které budou pracovat v uzavřeném cyklu.

6. WENRA (asociace jaderných dozorných orgánů v západní Evropě) doporučila 5 úrovní v konceptu defence-in-depth a jisté zaměření výzkumu. Výzkum je třeba zaměřit na: identifikaci a analýzu gapů v systémech JE; lepší pochopení vnějších ohrožení a jejich dopadů (vzít v úvahu, že vnější ohrožení mohou současně postihnout celé zařízení, včetně záložních systémů a bezpečnostních systémů), a proto je třeba věnovat pozornost funkcím, které zajišťují bezpečnost JE, haváriím s tavením aktivní zóny a bazénům vyhořelého paliva; hodnocení bezpečnosti, nouzovému plánování, odezvě a obnově po těžkých haváriích.

7. OECD po JE Fukushima klade důraz na: řízení havárií, včetně lidského faktoru a organizačních otázek spojených s odezvou; předhodnocení konceptu defence-in-depth; přehodnocení metodik používaných pro definici iniciačních jevů a pro stanovení zadávacích podmínek; vyhodnocení provozních zkušeností v případě jevů, pro jejichž výskyt jsou symptomi (symptomem pro extrémní tsunami je silné podmořské zemětřesení); komunikace s veřejnou spránou, složkami odezvy a veřejností.

8. Technické hodnocení JE, které proběhlo v Německu v souvislosti s havárií JE Fukushima ukázalo, že průběhem a výsledky stress testu všechny JE vyhovují i novým požadavkům defence-in-depth, jsou schopny zvládnout nárazové jevy, mají zajištěnou robustnost dodávek energie a vody pro chlazení reaktorů i bazénů vyhořelého paliva. Bylo doporučeno doplnit další diverzifikované ochlazovače.

9. Audit dokumentace JE Belene provedený fy RISKAUDIT odhalil, že nedostatky v chápání bezpečnostních aspektů způsobil překlad z ruštiny do angličtiny, který byl gramaticky správný, ale významově špatný; tj. poučení každý překlad technické dokumentace musí být především technicky a věcně správný.

10. Kultura bezpečnosti jaderných zařízení obsahuje dále uvedené principy: každý pracovník je osobně odpovědný za jadernou bezpečnost; každý vedoucí pracovník je osobně odpovědný za jadernou bezpečnost, a to v souladu s hierarchickým zařazením v systému řízení; každý vedoucí pracovník stále prokazuje vztah k jaderné bezpečnosti; při každém rozhodování je na prvním místě hodnot jaderná bezpečnost; otázky z oblasti jaderné bezpečnosti se kladou kultivovaně; u každého abnormálního jevu se provádí analýza a stanovuje se poučení v zájmu jaderné bezpečnosti; úroveň jaderné bezpečnosti se kontinuálně prověřuje.

11. Finským jadrným dozorem bylo uvedeno hodnocení všech tří velkých jaderných havárií a bylo konstatováno: Three mile islands – chyba operátora, a proto se zavedl požadavek na defence-in-depth; Chernobyl – selhání řídícího systému, a proto se zavedl požadavek na kulturu bezpečnosti; Fukushima – vědomostní nedostatky, které vedly k podcenění vnějších ohrožení a jejich dopadů. Z dnešního pohledu na řetězec událostí, které vyústily v havárie, že souhry náhod, které vyústily v havárie byly očekávatelné. Uvedené tvrzení opět dokladují zjištění z výzkumu kritické infrastruktury – systémy systémů nepracují jen ve stacionárním stavu, kdy lze počítat s lineárními jevy, ale přechází z různých příčin, které nyní hledáme, do stavů, ve kterých jsou nelinearity a skoky v chování.

12. Autorka se podílela na sdělení, který je výsledkem výzkumu, jehož cílem je odstranit nedostatky ve stanovení zadávacích podmínek, tj. určit postupy, kterými lze postihnout neznalosti ve výskytu živelních a jiných pohrom, tj. ohrožení pro zájmový objekt. Dosud při každém výpočtu předpokládáme stacionární režim ve výskytu pohrom a tím jistou stabilitu jeho parametrů, které odvodíme empiricky nebo podle jednoduchých či složitějších modelů výskytu pohrom. Jak ukázaly výzkumy ve fyzice, lékařství a dalších oborech, tak každý složitý systém se vyznačuje tím, že v jeho chování jsou náhodné ochylky a neurčitosti (znalostní nejistoty), jejichž podstata je různorodá. Proto v souladu s požadavky na rozhodování, které jsou v dnešní době rozšířené a pro jejichž podporu byla vypracována specifická metodika případových studií, se do řízení začíná prosazovat požadavek, aby: byly pro rozhodované problémy zpracovány alespoň 3 scénáře (varianty): běžný, kritický a extrémní; se hledalo kritérium, jak při rozhodnuti přihlédnout ke kritickým a extrémním scénářům tak, aby řešení byla realizovatelná za dostupných znalostí, zdrojů, sil a prostředků.

Doc. RNDr. Dana Procházková, DrSc., ČVUT v Praze, Fakulta dopravní

zpět na úvodní stránku