Czym jest bezpieczeństwo jądrowe?

Bezpieczeństwo energetyki jądrowej osiągnęło obecny wysoki poziom dzięki wieloletnim wysiłkom całej społeczności naukowców, inżynierów i techników jądrowych, pracujących pod kierunkiem narodowych urzędów dozoru jądrowego, takich jak Amerykański Urząd Dozoru Jądrowego (US Nuclear Regulatory Commission – NRC) i przy współpracy międzynarodowej, wspieranej przez Międzynarodową Agencję Energii Atomowej (International Atomic Energy Agency – IAEA) i inne organizacje międzynarodowe, takie jak OECD, Agencja Energii Jądrowej (Nuclear Energy Agency – NEA) i Światowe Stowarzyszenie Operatorów Jądrowych (World Association of Nuclear Operators – WANO). W ostatnim okresie dużo wysiłku włożono w poprawę bezpieczeństwa elektrowni jądrowych w Rosji i na Ukrainie, przy czym istotną rolę odegrało Zachodnioeuropejskie Stowarzyszenie Organizacji Dozoru Jądrowego (West European Nuclear Regulatory Association – WENRA) i współpracujące z nim organizacje wsparcia technicznego (Technical Support Organisations – TSO) dozoru jądrowego. Finansowanie tych prac zapewniła Unia Europejska w ramach programu pomocy technicznej dla krajów byłego Związku Radzieckiego (Technical Assistance for Commonwealth of Independent States – TACIS). Trwają też intensywne prace nad ujednoliceniem wymagań urzędów dozoru jądrowego w krajach Unii Europejskiej, również prowadzone przez WENRA.

Zasady i kryteria bezpieczeństwa są podstawą do opracowywania rozwiązań projektowych, procedur eksploatacyjnych, analiz dozorowych i wytycznych do postępowania po wystąpieniu awarii. Zasady te są sformułowane w szeregu publikacji IAEA, takich jak zasady bezpieczeństwa, standardy i wytyczne, w dokumentach grupy doradczej INSAG (International Nuclear Safety Advisory Group) powołanej przez IAEA oraz w setkach raportów, dokumentów technicznych i innych publikacji. W miarę upływu czasu dokumenty IAEA stawały się coraz bardziej szczegółowe i obecnie panuje przekonanie, że reprezentują one wysoki poziom i zapewniają dobrą podstawę do oceny i utrzymywania bezpieczeństwa instalacji jądrowych.

Na najwyższym poziomie mamy również międzynarodowe instrumenty prawne, takie jak np. konwencje i kodeksy postępowania. Są one podstawą opracowywania standardów bezpieczeństwa IAEA, przeglądów bezpieczeństwa dokonywanych przez IAEA oraz dokumentów i usług świadczonych przez IAEA w dziedzinie bezpieczeństwa jądrowego. Doświadczenia z tych działań tworzą globalną sieć wiedzy, wykorzystywaną przez światową społeczność ekspertów nuklearnych. Poszczególne kraje tworzą własne przepisy i procedury eksploatacyjne, w których wykorzystują dorobek międzynarodowy w zakresie instrumentów prawnych oraz wiedzę i standardy IAEA. Jednocześnie poszczególne kraje przekazują światowej społeczności swe własne doświadczenia i zapewniają współpracę swych ekspertów. Społeczność nuklearna wyznaje hasło, że bezpieczeństwo jest sprawą wspólną dla przemysłu jądrowego całego świata.

Dokumenty IAEA dzielą się na trzy poziomy:

1. Podstawy Bezpieczeństwa (Safety Fundamentals) określają zasady ochrony ludzi i środowiska
2. Wymagania Bezpieczeństwa (Safety Requirements) określają wymagania: co należy zrobić (wyrażone w języku angielskim słowem „shall”, oznaczającym nakaz), aby stosować te zasady w praktyce i osiągać wyznaczone cele
3. Wytyczne Bezpieczeństwa (Safety Guides) określają zalecane metody osiągnięcia celów (wyrażone słowem „should”, oznaczającym powinność) postawionych w wymaganiach.

Standardy bezpieczeństwa IAEA stanowią ogólnoświatowy punkt odniesienia dla bezpieczeństwa jądrowego, ochrony radiologicznej oraz transportu i przechowywania odpadów radioaktywnych. Są one wykorzystywane przez państwa członkowskie dla zapewnienia wysokiego poziomu bezpieczeństwa pracowników, społeczeństwa i środowiska.

Bezpieczeństwo elektrowni jądrowych

Bezpieczeństwo elektrowni jądrowych oznacza ochronę poszczególnych osób, społeczeństwa i środowiska przez tworzenie i utrzymywanie w elektrowniach jądrowych skutecznych zabezpieczeń przed zagrożeniami radiacyjnymi. Zgodnie z zasadami bezpieczeństwa jądrowego i przepisami krajów wiodących w rozwoju energetyki jądrowej, ryzyko związane z energetyką jądrową powinno być mniejsze niż ryzyko związane z innymi rodzajami technologii stosowanych do wytwarzania energii. Wdrożenie tej zasady nie zawsze było łatwe, szczególnie, gdy reaktory dla elektrowni jądrowych budowano w oparciu o projekty reaktorów wojskowych. W USA przodkiem reaktorów z wodą pod ciśnieniem były reaktory stosowane na łodziach podwodnych. W ZSRR reaktory RBMK wzorowano na reaktorach do produkcji plutonu, co walnie przyczyniło się do awarii w Czarnobylu.

Początkowy rozwój energetyki jądrowej przebiegał w dużej mierze niezależnie w różnych krajach i w każdym kraju tworzono przepisy dostosowane do konkretnego krajowego systemu ustawodawczego i uwzględniające specyficzne cechy instalacji jądrowych rozbudowywanych w danym kraju. Jednak w miarę upływu czasu przemysł i dozór jądrowy, kierując się zasadami bezpieczeństwa jądrowego przyjętymi w krajach OECD i w organizacjach międzynarodowych doprowadził do ukształtowania się współczesnej filozofii bezpieczeństwa, która zakłada redukcję ryzyka w elektrowniach jądrowych znacznie poniżej poziomu ryzyka typowego dla innych gałęzi przemysłu.

Formułowanie wymagań bezpieczeństwa mogło być oparte na określaniu celów ogólnych lub szczegółowych, na systemie nakazowym lub otwartym, na definiowaniu celów deterministycznych lub probabilistycznych.

Ilustracją tej ostatniej różnicy w podejściu może być sposób formułowania filozofii bezpieczeństwa:

• podejście deterministyczne: po hipotetycznych awariach przewidzianych w projekcie, którym towarzyszy albo dodatkowa awaria jednego z układów bezpieczeństwa służących do opanowania awarii, albo błąd operatora, reaktor musi znaleźć się w stanie stabilnym i bezpiecznym dla otoczenia.
• podejście probabilistyczne: prawdopodobieństwo awarii z uszkodzeniem rdzenia musi być mniejsze, niż raz na np. 100 000 lat pracy reaktora.

Obecnie międzynarodowy system przepisów bezpieczeństwa można uznać za dobrze rozwinięty. Krajowe urzędy dozoru jądrowego mają mocną pozycję we własnych strukturach państwowych, a w skali międzynarodowej istnieje silna struktura organizacji, które wymieniają doświadczenia i zapewniają bezpośrednie kontakty ekspertów z różnych krajów, jak wspomniano wyżej. Nowe projekty reaktorów są optymalizowane pod kątem odporności na awarie i błędy ludzkie, co stanowi ich główny atut przetargowy obok względów ekonomicznych.

Zasady bezpieczeństwa przyjęte przez IAEA

Międzynarodowa Agencja Energii Atomowej IAEA sformułowała trzy zasadnicze cele w dziedzinie bezpieczeństwa jądrowego:

1. Ogólny cel bezpieczeństwa jądrowego

Chronić ludzi, społeczeństwo i środowisko przed szkodami poprzez utworzenie i utrzymywanie w instalacjach jądrowych skutecznej obrony przeciw zagrożeniom radiologicznym.

2. Cel ochrony radiologicznej

Zapewnić, że we wszystkich stanach eksploatacyjnych narażenie radiacyjne wewnątrz instalacji lub powodowane przez planowane uwolnienia materiałów radioaktywnych z instalacji utrzymywane jest poniżej wyznaczonych limitów i jest tak niskie, jak tylko jest to praktycznie możliwe do uzyskania (As Low as Reasonably Achievable – ALARA) oraz, oraz zapewnić minimalizację skutków radiologicznych wszelkich wypadków.

3. Cel bezpieczeństwa technicznego

Podjąć wszelkie praktycznie możliwe środki dla zapobiegania wypadkom w instalacjach jądrowych i ograniczania ich następstw. Jeśli jednak do nich dojdzie – zapewnić, z wysokim poziomem ufności, że dla wszystkich możliwych awarii branych pod uwagę w projekcie instalacji, łącznie z bardzo mało prawdopodobnymi, wszelkie skutki radiologiczne będą niewielkie i poniżej określonych limitów, a także zapewnić, że prawdopodobieństwo awarii z poważnymi skutkami radiologicznymi jest krańcowo małe.

Zasady bezpieczeństwa dla elektrowni jądrowych w części dotyczącej projektowania i budowy można podsumować następująco:

• Projekt ma zapewnić, że instalacja jądrowa nadaje się do niezawodnej, stałej i maksymalnie prostej eksploatacji, przy czym nadrzędnym celem jest zapobieganie wypadkom.
• W projekcie trzeba stosować zasadę obrony w głąb, z szeregiem poziomów obrony i z wielokrotnymi barierami zabezpieczającymi przed uwalnianiem materiałów radioaktywnych. Trzeba też tak projektować instalację, by prawdopodobieństwa wystąpienia uszkodzeń lub kombinacji uszkodzeń mogących prowadzić do poważnych konsekwencji było bardzo małe.
• Rozwiązania techniczne stosowane w projekcie winny być uprzednio sprawdzone w pracy innych obiektów lub poprzez doświadczenia.
• Na wszystkich etapach projektu i przygotowania eksploatacji trzeba uwzględniać problemy współpracy człowieka z maszyną i możliwość błędu człowieka.
• Projekt musi zapewnić, że narażenie na promieniowanie personelu instalacji i uwolnienia materiałów radioaktywnych do otoczenia są tak małe, jak jest to rozsądnie osiągalne.

Zanim właściciel elektrowni złoży wniosek o dopuszczenie do budowy instalacji, należy przeprowadzić pełną analizę bezpieczeństwa elektrowni i jej niezależną weryfikację, by upewnić się, że projekt instalacji spełni wymagania bezpieczeństwa.

Na tej podstawie organy nadzoru w różnych krajach ustanowiły swe kryteria bezpieczeństwa lub zaakceptowały kryteria bezpieczeństwa proponowane przez organizacje starające się o zezwolenie na budowę.