Sistematski pregled elektrana

Petnaest mjeseci nakon potresa i tsunamija koji su teško oštetili jedan od reaktora nuklearne elektrane Fukushima Daichi, svi su japanski reaktori ugašeni i na režimu su hladnog održavanja, a sve japanske nuklearke moraju napraviti posebnu provjeru svih sustava prije nego što se ponovo pokrenu. Budući da je podijeljena odgovornost između njihovoga regulatornog tijela i lokalne zajednice, lokalne zajednice sada zahtijevaju bitno strože provjere i još nijedna do sada nije dala pozitivno mišljenje o ponovnom pokretanju nuklearke na svom području.

Za razliku od stručne razine koju imaju regulatorna tijela, lokalne zajednice nisu u tom smislu ‘stručno potkovane’ što se tiče nuklearne fizike, ali iz političko-sigurnosnih razloga nitko od njih nije spreman preuzeti odgovornost i dati suglasnost za ponovno puštanje nuklearki u rad. S druge strane, stručna tijela tamo sad provode ozbiljan sistematski pregled svojih elektrana kako bi mogla lokalnoj zajednici podnijeti detaljne i vjerodostojne izvještaje o stanju sigurnosti i razini rizika u vezi s eventualnim daljnjim radom tih postrojenja.

Refleksije japanske katastrofe jake su i u Europi, gdje je svaka država koja ima nuklearnu elektranu morala procijeniti sigurnost putem stres-testova što bi se dogodilo s elektranom u sličnim ekstremnim uvjetima, za koje je izračunat rizik pojave čak i rjeđa od 1:10.000 godina. Ekspertni timovi diljem Europe netom su završili svoja izvješća. Valja reći da je NEK (Nuklearna elektrana Krško) od svih u EU-u prvi, još prošle godine, izradio tu obveznu evaluaciju i dostavio je Grupi regulatora za sigurnost nuklearne energije u Europi ENSREG-u (European Nuclear Safety Regulators Group), koja je i zadala standarde evaluacije. Nalazi evaluacije za svaku zemlju dostupni su javnosti na web stranici ENSREG-a kao i sažetak završnog izvješća za sve zemlje EU. ENSREG će o rezultatima izvješća izvijestiti Europsku komisiju u lipnju.

Iako je sa Slovenijom suvlasnik NEK-a, Hrvatska nije direktno sudjelovala u tome zato što je za evaluaciju bila odgovorna zemlja na čijem se teritoriju elektrana nalazi, ali je kao promatrač na plenarnu sjednicu ENSREG-a u prosincu 2011. godine, na kojoj se raspravljalo o svim izvještajima za sve zemlje EU koje imaju nuklearke, delegirala trojicu uvaženih eksperata za nuklearnu sigurnost: Ivicu Bašića, Zdenka Šimića i Tomislava Bajs. Opisujući za Tehnopolis svoj posao, Tomislav Bajs napomenuo je da se bavi tehnološkom sigurnošću nuklearnih postrojenja.

Do iskakanja iz željenog režima rada može doći uslijed nekoga vanjskog utjecaja; bilo izazvanog ljudskim djelovanjem ili propustom, bilo pod utjecajem neke prirodne pojave ili čak njih nekoliko istovremeno, kao što je, nažalost, bio slučaj u japanskoj nuklearnoj elektrani Fukushima Daichi, kad je to područje pogodio snažan potres, a ubrzo i tsunami ‘biblijskih’ razmjera. Tim faktorima mogu se dodati jake kiše, visoki snijeg, poplave, jaki vjetrovi, ekstremna hladnoća i drugo. Moj posao je da predvidim kako će se ponašati postrojenje ili neki njegov dijelovi i kako će u tim uvjetima funkcionirati sustavi za sigurnosti. Siguran rad postrojenja svodi se na nekoliko važnih elemenata koje moramo pratiti – kaže Bajs.

Obrana po dubini, dodaje Bajs, osnovno je načelo nuklearne sigurnosti, što znači da se prije svega nastoji zadržati radioaktivnost koja nastaje u reaktoru ili bilo kojem nuklearnom objektu. U tu svrhu predviđen je niz fizičkih prepreka, ali između njih i čitav niz sustava i postupaka koji štite svaku od tih prepreka. Fizičke prepreke u nuklearki kakva je u Krškom su košuljica gorive šipke izrađene od cirkonija, zatim čelični primarni rashladni krug, a oko toga je zaštitna zgrada, odnosno kontejnment napravljen od čelične ljeske i prenapregnutog betona. Za zaštitu košuljice gorive šipke sustav mora osigurati: hlađenje goriva da košuljica šipke zadrži mehaničke karakteristike te da se gorivo unutar šipke održi na dovoljno niskoj temperaturi kako bi radioaktivni produkti koji nastaju raspadom nuklearnog goriva bili zadržani unutar gorive šipke.

Goriva šipka tijekom rada reaktora mora izdržati unutarnji pritisak koji nastaje oslobađanjem fizijskih produkata, a komponente primarnog rashladnog kruga reaktora PWR kakav je u NEK-u pritisak od oko do 19 MPa. Sve komponente važne za sigurnost (cjevovodi, posude i njihovi spojevi, pumpe, motori, instrumentacija i slično) posebno su izvedene na prigušivačima potresa da izdrže snažne vibracije i mehaničke udare kakvi nastaju tijekom potresa, a sve veće komponente imaju instalirane i posebne prigušivačke vibracije koje nastaju uslijed potresa. Za hlađenje jezgre postoje sustavi zaštitnog hlađenja s nekoliko nezavisnih i samodostatnih podsustava, tzv. pruga. U principu je dovoljna samo jedna pruga da održava reaktor u stanju tzv. tople obustave, a onda postoje i sustavi za hlađenje jezgre na temperature 40-50°C, a svaki od tih podsustava ima i svoje nezavisno električno napajanje. Tu razlikujemo vanjsko električno napajanje, a uz njega osigurava se i rezervno vanjsko napajanje. U slučaju NEK-a, rezervni izvor napajanja je plinska termoelektrana u Brestanici, koja bi u slučaju raspada elektroenergetskog sustava Hrvatske i Slovenije sama automatski preusmjerila isporuku svoje struje isključivo za napajanje sigurnosnih sustava NEK-a. U slučaju da i to zakaže, uključuju se dosadašnja dva, a od zadnjeg remonta i tri dizelska agregata električne energije za funkcioniranje svih sigurnosnih sustava. Za NEK su u sljedeće četiri godine predviđene brojne modifikacije kojima će se uvesti dodatni sustavi zaštite. Sagradit će novi zatvoreni sustav za ventiliranje i sniženje tlaka u kontejnmentu u slučaju ekstremne nesreće, a da pritom radioaktivnost u potpunosti bude zadržana u posebnim filterskim jedinicama i spremnicima. Ugradit će se i posebni pasivni sustavi, koji ne trebaju električnu energiju za svoj rad, a koji mogu eliminirati.

Kad su se predvidali mogući vanjski događaji koji bi mogli utjecati na rad elektrane, bila je podcijenjena opasnost od tsunamija. Ona je bila još kod projektiranja uzeta u obzir, međutim, nije bio predviđen najveći val koji tsunami može proizvesti na tom dijelu obale Japana. Projekti su računali da će visina najvećeg očekivanog vala tsunamija biti oko šest metara, međutim, prema dostupnim informacijama, taj val je tom prilikom bio visok oko 15 metara! Dakle, elektrana je imala zaštitni zid od tsunamija visok oko sedam metara, ali je dvostruko viši val ogromne snage jednostavno prešao preko te zaštite. U principu, za takve ekstremne događaje kao što su potresi i tsunamiji struka predlaže da se u obzir uzmu veličine najvećega takvog događaja u posljednjih 10 tisuća godina.

Napravio sam dva pregleda za NEK: jedan je bio na inicijativu Državnog zavoda za radio-lošku sigurnost, čiji su stručnjaci željeli moj komentar na izvješće iz NEK-a prije nego je dostavljen Europskoj komisiji. Ono što mogu i sada reći jest to da je NEK prvi od svih u EU-u napravio cjelovit izvješće po svim poglavljima, i to još 15. kolovoza 2011. godine. I to izvješće je, na oko 200 stranica, mnogo detaljnije i opsežnije napravljeno nego što su to radile zemlje s više nuklearnih elektrana. Napravljeno je toliko temeljito da je moja jedina primjedba bila da će to izvješće zbog svoje tehničke razine biti većini čitatelja izvan ENSREG-a gotovo nerazumljivo – kaže Bajs.

Njegov je dojam da su manje države s tek po-kojom nuklearkom, dakle Slovenija, Slovačka, Češka, Mađarska, Rumunjska i Bugarska pripremili tehnički znatno detaljnija i argumentirana izvješća nego tzv. velike nuklearne države s većim brojem elektrana. Najveći dio Bajsovih angažmana odvija se u suradnji s Međunarodnom agencijom za atomsku energiju IAEA-om, i to kroz dvije vrste aktivnosti: jedna je edukativna u sklopu koje Bajs nastupa kao predavač na stručnim radionicama i tečajevima diljem svijeta, a druga je ekspertna. U tom segmentu Bajs sudjeluje u radu timova IAEA-a koji pregledavaju koncepte i sigurnosna izvješća za nove tipove nuklearnih reaktora.

Tako smo pregledali i završno izvješće za Westinghouseove reaktore nove generacije tipa AP 1000 kakvi se grade u Kini i SAD-u, kao i izvješća za reaktor tipa APE 1000 i APR 1400, koji korejski KEPCO gradi u UAE-u, te ruski reaktor AES 2006. Svaki od njih razlikuje se prema nekim specifičnostima sigurnosnih sustava, pa se tako, recimo, Westinghouseov reaktor AP 1000 potpuno oslanja na tzv. pasivne sustave koji rade bez električne energije u slučaju havarije reaktora, tako da oni tijekom nekoliko dana mogu omogućiti kontrolirano hlađenje reaktora ako svi drugi sustavi otkazu, a to je onda dovoljno vremena za adekvatnu intervenciju.

Konkretno, da je u istom katastrofičnom scenariju u Fukushimi bio reaktor AP 1000, tada se u prvih sedam dana ne bi počela taliti jezgra čak da nitko nije ama baš ništa poduzeo. Čak i nakon toga bilo bi još vremena za uspostavu bilo kakvog vanjskog napajanja električnog strujom za uspostavu kontroliranog sustava hlađenja jezgre – kaže Bajs.

Cijena nuklearke s takvim reaktorskim sigurnosnim sustavom ovisi, objašnjava Bajs, u velikoj mjeri o troškovima gradnje u pojedinoj zemlji: tako gradnja dviju nuklearki u SAD-u s AP 1000 reaktorom košta 14 milijardi dolara, u čemu znatnu kalkulativnu stavku čini tržišna cijena građevinskih radova i radne snage u SAD-u. To znači da uz iste zadane sigurnosne i sve ostale standardne gradnja istovjetne nuklearke u Kini, Indiji ili Pakistanu stoji znatno niže upravo zbog faktora niskih domaćih troškova gradnje. Westinghouse daje ideju, koncept i proda neke vitalne dijelove, provodi nadzor zajedno s domaćim nositeljem posla, a građevne radove izvodi domaća tvrtka s domaćim radnicima po domaćim cijenama. Uostalom, tako je sagrađena i nuklearka u Krško: kritične komponente i sav inženjering radili su Amerikanci, a domaće slovenske i hrvatske tvrtke radile su ostalo: Duro Daković je vario, Končar je radio transformatore, netko treći razvlačio je i instalirao kablove, a nadzor, kao i odgovornost za izvedene radove imao je Westinghouse.

Za NEK su evaluirani stres-testovi za potrese koji bi bili čak jači od onoga u Fukushimi i pri tome je jasno rečeno koji će sustavi sve to izdržati, a na kojima se još eventualno treba poraditi i dodatno ih unaprijediti. Za NEK je sve to već bilo temeljito napravljeno prije ulaska Slovenije u EU, budući da je Austrija činila sve da se pokuša NEK zatvoriti, ali je NEK prošao i tada te ekstremne stres-testove, kao što ih je prošao i sada, i to prema još strožim parametrima hipotetskih ekstremnih događaja. Evaluirani su sustavi za snagu potresa od 1 g, a to bi bilo ekvivalent potresa jačine 10 prema Richterovoj skali. Za usporedbu, prema toj skali potres u Banjoj Luci 1969. godine imao je snagu od oko 0,15 do 0,2 g. Dakle, nakon takvog potresa od 1 g mnogi bi dijelovi NEK-a ostali čitavi, a Tomislav Bajs kaže da u tom slučaju od Zagreba i okolnog dijela Hrvatske ne bi ostao, što se ono kaže, ni kamen na kamenu.