Gudowski: Incydent Taishan nie był groźny, ale pytania o nadzór nad atomem w Chinach pozostają zasadne (ROZMOWA)

29 czerwca 2021, 07:25 Atom
Fot. Freepik.com. Grafika: Gabriela Cydejko.
Fot. Freepik.com. Grafika: Gabriela Cydejko.

– Nadzór nad elektrowniami jądrowymi wygląda to tak jak winnych krajach, tak jak doradza i wymaga (bez sankcji) IAEA ale w życiu – naciski ze względu na ekonomię, wizerunek – w Chinach to ważna rzecz i na autorytarny system – nadzór nie jest do końca taki, jaki powinien. I tu mamy aspekt polityczno-organizacyjny – powiedział w rozmowie z BiznesAlert.pl Prof. Wacław Gudowski z Wydziału Fizyki Reaktorów i Fizyki Neutronowej w Królewskim Instytucie Technologii (KTH) w Sztokholmie, a także z Narodowego Centrum Badań Jądrowych (NCBJ).

BiznesAlert.pl: Na czym ona polegały problemy w chińskiej elektrowni jądrowej w Taishan?

Prof. Wacław Gudowski: Po pierwsze, to do czego doszło w Chinach to nie awaria tylko „incydent” lub operacyjna anomalia. IAEA –Międzynarodowa Agencja Eneregii Atomowej – posługuje się szeroko uznaną skalą zagrożenia w energetyce jądrowej, tzw. INES (International Nuclear and Radiological Event Scale) Przypadek Taishanu odpowiada poziomowi 1 lub 2 – tego jeszcze nie określono.

Na czym polega ten incydent?

Zarejestrowano nieoczekiwany wzrost radioaktywności w obiegu pierwotnym chłodzenia reaktora – jak na obrazku:

Wzrost radioaktywności spowodowany jest obecnością radioaktywnych, dość silnie radioaktywnych, pierwiastków gazów szlachetnych, kryptonu i ksenonu. Skąd się biorą te pierwiastki? Są one jednymi z bardzo wielu produktów rozszczepienia uranu –a ponieważ należą chemicznie do grupy gazów szlachetnych, więc nie reagują chemicznie „w środku paliwa” tylko „ulatniają” się prędko do otoczenia, czyli do chłodzącej wody w obiegu pierwotnym. Ten obieg wody jest dobrze monitorowany detektorami radioaktywności – zostaje to od razu zarejestrowane. Oto jak powstają radioaktywne produkty rozszczepienia w reaktorze:

 

Uran w reaktorze jest postaci dwutlenku uranu UO2, spieczony – sintered – w tabletkę paliwową. Tabletki paliwowe są załadowane do koszulek paliwowych, takich szczelnych rurek jak na obrazku. Te rurki z paliwem nazywane też są prętami paliwowymi a sama koszulka nazywana jest po angielsku „fuel cladding”. Wspominane „rurki” – koszulki paliwowe muszą być szczelne. Właśnie w tych rurkach gromadzą się gazowe produkty rozszczepienia, w szczególności radioaktywne izotopy gazów szlachetnych i hel, który nie jest radioaktywny. Jeśli koszulka jest uszkodzona lub „rozszczelniona” –wtedy gazy szlachetne dyfundują dowody w obiegu pierwotnym. Rozszczelniona koszulka paliwowa – to anomalia lub incydent. Pręty paliwowe są później wmontowane w element paliwowy –fuel assembly. Elementy paliwowe budują później rdzeń reaktora.

W jednym elemencie paliwowym jest – w zależności od typu reaktora od 100 (w reaktorach wrzących – BWR) do ok. 260-300 w reaktorze PWR, takim jak w Taishanie. Ilość prętów paliwowych a całym rdzeniu reaktora jest ponad 60 000 (jak w Taishanie) do prawie 100 000 w reaktorach wrzących.

Manipulacje paliwem jak załadowanie, wyładowanie, przy przeładowanie możliwe jest tylko na poziome elementów paliwowych. Operator nie ma żadnych możliwości manipulacji na poziomie prętów paliwowych. Czyli – jeżeli jeden pręt paliwowy się rozszczelni to musimy „awaryjnie” wyjąć cały element paliwowy, gdzie 259 lub więcej prętów jest w pełni sprawnych.

Dlatego też reaktory są tak skonstruowane, że dopuszczalna jest eksploatacja z rozszczelnionymi prętami jeśli tylko radioaktywność w obiegu pierwotnym nie przekracza granic bezpieczeństwa. I tu mamy pierwszą lukę gdzie wchodzi ekonomia i polityka – marginesy i granic e-bezpieczeństwa wyznacza regulatyor, czyli nadzór jądrowy (w Polsce PAA) W reaktorze Taishan doszło niewątpliwie do rozszczelnienia kilku koszulek. Oficjalny komunikat głosi: “An increase in radiation levels was detected in Taishan’s Unit 1 reactor, but this was within the parameters for safe operations, the ministry said. The ministry said the increase was caused by damage to the cladding of a small number of fuel rods. Fuel rods are sealed metal tubes which hold nuclear materials used to fuel the nuclear reactor. Of the 60,000 fuel rods in the reactor, the damaged ones accounted for „less than 0.01 percent”, the ministry said. Its statement said „fuel-rod damage during the operation of nuclear power plants is unavoidable” and „a common phenomenon”.

Czy tego typu incydenty mają miejsce także w innych miejscach na świecie?

Zdarza się to w każdym reaktorze/ Oto dane z raportu IAEA (No. NF-T-2.1). Ilustracje podaje ilość incydentów z nieszczelnościami koszulek na 1 milion (ppm). Eksploatowanych prętów paliwowych. Np. rok 2001 – 130 przypadków na milion, czyli prawdopodobieństwo 130/1000000, czyli ok. 10-4 . Czyli jeśli Taishan ma 60000 prętów paliwowych, to wyciek z 6 prętów rocznie nie jest niespotykany.

Jak sobie z nimi radzić?

To już normy bezpieczeństwa o tym decydują. Jeśli radioatywność w obiegu pierwotnym przekracza ustaloną granicę bezpieczeństwa – trzeba reaktor zatrzymać i wymienić elementy paliwowe z nieszczelnymi prętami. I zatrzymanie reaktora, i zmarnowanie nieuszkodzonych prętów paliwowych –kosztują, więc z zależności od kultury bezpieczeństwa i norm operatorzy postępują lepiej lub gorzej. Generalnie to anomalia projektowa i są dobre praktyki, które nie pozwalają na zamianę incydentu na awarię. Po prostu – zatrzymujemy reaktor, wymieniamy elementy paliwowe.

Jak wygląda w Chinach nadzór nad takimi obiektami?

Dotykamy istotny problemu. Formalnie – wygląda to tak jak winnych krajach, tak jak doradza i wymaga (bez sankcji) IAEA ale w życiu – naciski ze względu na ekonomię, wizerunek – w Chinach to ważna rzecz i na autorytarny system – nadzór nie jest do końca taki, jaki powinien. I tu mamy aspekt polityczno-organizacyjny. EdF, który jest 30 procent udziałowcem w Taishanie oczekiwał zatrzymania reaktora i wymiany rozszczelnionego paliwa. Prawdopodobnie Chińczycy nie bardzo się z tym zdaniem liczyli, więc Francuzi zrobili bardzo nieoczekiwaną i chyba jednak niezręczną w obecnej sytuacji rzecz – zwrócili się o ocenę i pomoc do USA, uważając, że Chińczycy lekceważą standardy bezpieczeństwa. W nocie do Departamentu Stanu użyli określenia, że brak właściwej reakcji „may cause an „imminentradiological threat”. Nie wiemy jaka jest faktyczna sytuacja, ale nie należy zapominać, że EdF jako dostawca paliwa i części wyposażenia jest zainteresowany „nadreakcją”, czyli wymienić wszystko co do czego są najmniejsze podejrzenia o niestandardowe funkcjonowanie. Chińczycy są zainteresowani jak najmniejszymi zaburzeniami produkcji elektryczności przez reaktor, Francuzi – boją się i o swój wizerunek szczególnie teraz w Europie gdzie energetyka jądrowa odżywa, jak i są zainteresowani ekonomicznie dodatkowymi dostawami w trybie nagłym. Zwracanie się w obecnej sytuacji do USA ponad głowami Chińczyków nie jest chyba szczytem dyplomatycznego działania. Chyba, że konflikty za kulisami tych spraw są dużo poważniejsze niż podejrzewamy.

Rozmawiał Bartłomiej Sawicki

Chiny: Elektrownia jądrowa Taishan działa zgodnie z wymogami bezpieczeństwa