Четыре барьерных слоя и система охлаждения: как устроена защита АЭС

В ночь с 3 на 4 марта на территорию крупнейшей в Европе Запорожской АЭС упал снаряд, в результате чего начался пожар. Глава МИД Украины Дмитрий Кулеба предупредил, что если станция взорвется, то «это будет в десять раз крупнее, чем Чернобыль». Ближе к утру представитель пресс-службы АЭС Андрей Туз заявил, что пожар не угрожает распространению радиации. Сейчас станция работает в штатном режиме. Как влияют военные действия на функционирование Запорожской АЭС? И возможно ли в наше время повторение чернобыльской аварии? Разбираемся.

По официальным данным, возгорание произошло из-за ночного обстрела. В результате атаки загорелся учебно-тренировочный корпус — пламя охватило три верхних этажа здания.

Примерно к семи утра пожар удалось локализовать. Площадь возгорания составила примерно две тысячи квадратных метров. Дмитрий Орлов, мэр города Энергодар (где находится станция), сообщил, что в результате обстрела есть жертвы, но «точное их количество и состояние в данных обстоятельствах назвать невозможно».

Позднее украинский регулятор доложил Международному агентству по атомной энергии (МАГАТЭ) о том, что уровень радиации на Запорожской АЭС не изменился и пожар не затронул основное оборудование. Генеральный директор МАГАТЭ Рафаэль Гросси также призвал прекратить применение силы и предупредил о серьезной опасности в случае повреждения реакторов.

В Минобороны России заявили, что причиной пожара стал поджог диверсантов. Также ведомство доложило, что Запорожская АЭС контролируется российскими военными с 28 февраля, и станция работает в штатном режиме.

При работе любой атомной электростанции существует опасность выброса радиоактивных веществ, которые образуются при производстве электроэнергии. Чтобы это предотвратить, ученые и другие специалисты разработали множество защитных механизмов.

Кроме того, накопленные за более чем полвека данные атомной промышленности свидетельствуют о том, что ядерная энергетика в целом безопасна для человечества.

На АЭС работают четыре барьера безопасности. Они напоминают фильтры на водоочистительной станции, которые поэтапно задерживают примеси из мельчайших частиц. Барьеры по очереди останавливают продукты радиораспада — от самых медленных и тяжелых до самых легких и быстрых.

Первый барьер представляет собой некую топливную таблетку, которая образуется из спрессованного под температурой 1650 °C диоксида урана. Второй барьер — оболочка тепловыделяющего элемента, изготовленная из сплавов циркония ядерной чистоты. Окончательно «запечатывают» выбросы третий и четвертый барьеры. При создании третьего используют двадцатисантиметровый корпус реактора с теплоносителем. А для четвертого — железобетон, из которого образуется герметичная оболочка толщиной один метр (еще четвертый уровень барьера называют контейнментом). Именно все эти слои предотвращают выход радиоактивных веществ в окружающую среду.

Не менее важна система охлаждения реакторов. Тепло на АЭС выделяется из-за остаточной радиоактивности в топливных элементах — поэтому стенки реакторов необходимо постоянно охлаждать, иначе топливо может расплавить стенки сосуда.

Контейнмент защищает не только окружающую среду от выбросов, но и саму станцию от внешней опасности. Внутри этого слоя натянуты металлические тросы, повышающие прочность четвертого барьерного слоя. Этот купол настолько плотно прижат к основной конструкции, что реактору не страшны такие угрозы, как:

— ударная волна, создающая давление 30 кПа;

— самолет массой 20 т, падающий со скоростью 200 м/с (720 км/ч);

— ураган и смерч со скоростью ветра до 56 м/с;

— наводнение;

— землетрясение до 8 баллов (из 12, что уже считается сильной разрушительной силой).

На территории России, например, АЭС охраняются войсками национальной гвардии, а вход внутрь здания осуществляется строго по пропуску с фотографией. Также на всех КПП вместе с видеонаблюдением работают специальные приборы для обнаружения опасных предметов.

Эксперты переживают, что из-за военный действий персонал не сможет в полной мере обслуживать Запорожскую АЭС — а это, в свою очередь, угрожает работе реакторов и турбин, которая должна быть непрерывной. Для работы АЭС необходимо электричество, доступ к которому может прерваться из-за повреждения проводников (например, после попадания снаряда).

Также опасно выведение из работы резервных генераторов: в случае их отключения произойдет сбой в системе охлаждения. Из-за этого может расплавиться реактор, произойти мощный взрыв и пожар, а следом радиоактивное топливо и выбросы выплеснутся наружу. По словам содиректора программы ядерной политики Фонда Карнеги Джеймса Эктона, системы АЭС стали уязвимы из-за нахождения в активной зоне боевых действий.

Эктон отмечает, что даже если из строя выйдет первичная система охлаждения, то ее оперативно заменит резервная — запаса топлива должно хватить на 72 часа. Обычно этого времени хватает для починки звеньев первичной системы, но во время военных действий, когда поставка необходимого оборудования затруднена, срочное устранение неполадок сложно гарантировать, говорит эксперт.

Адъюнкт-профессор Австралийского национального университета Тони Ирвин считает, что вероятность взрыва, ядерного расплава или радиоактивного выброса крайне невелика. Это связано с тем, что прочность конструкций Запорожской АЭС гораздо выше Чернобыльской.