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