ІІІ+ буынды реактор тиімді әрі қауіпсіз

2011 жылы Жапонияның «Фукусима-1» АЭС-індегі апат сала дамуын сәл баяулатып қойды. Фуку­си­ма­дағы апат кезінде цунами әсерінен стансаның төменгі қабаттарында орналасқан басқару құрылғылары, резервтік генераторлар мен батареялар бар жерлер су астына кетіп, станса толықтай жарықсыз қалған. Ол апатты салқындату жүйелерінің істен шығуына әрі реакторлардағы ядролық отынның еруіне әкеп соққан. Жер сілкінісінің алғашқы дірілінен кейін АЭС реакторлары автоматты түрде өшіріліп (кез келген заманауи реактордың конструкциясында қарастырылған), бірақ апатты салқындату жүйесі жұмыс істей берген. Дегенмен кейінгі цунами толқыны апатты салқындату сорғысының энергиямен қамтамасыз етілу жүйесін су басып, олар жер бетінен төмен орналасқандықтан, Фукусима АЭС-інің жобасындағы негізгі қателіктерге әкелген.

Инфографиканы жасаған – Амангелді Қияс, «EQ»

Біраз елдер осыдан кейін жобаларды кейінге қалдырып, жұмыс істеп тұрған атом стансасын тоқтату ше­шімін де қабылдап жатты. Фуку­си­мадағы жарылыстан кейін он жыл аралығында саланы әрі қарай дамыту қолға алынып, тиісті қорытынды жасалды. Технологияда айтарлықтай ілгерілеушілік байқалып, жаңа буын III+ энергия блоктары кеңінен таралды. Ол жоғары қауіпсіздікті қам­тамасыз етуде отын тиімділігін арттырып қана қоймай, жылу тиім­ділігін жақсартты. Құрастырмалы заттар стандартталып, пайдалану шығыны азайды. Осы жетістік қазір атом энергетикасының бірқатар артықшылыққа ие екенін дәлелдеп отыр.

Соңғы елу жылда АЭС қоршаған ортаға 55 млрд тонна көмірқышқыл газы таралуының алдын алған. МАГАТЭ болжамы бойынша, 2050 жылға қарай бүкіл әлемде атом электр стан­сасының белгіленген қуаты 873 ГВт-ға дейін өседі. Халық­аралық энергетикалық агенттік мәлімет­те­ріне қарағанда, 2030 жылдары дүние жүзінде АЭС өндірісі 16-22%-ға, 2050 жылдары 38-65%-ға артады.

Сарапшылар қазіргі атом энерге­тикасының қауіпсіздігі мен энергия­ны тұтынудың артуы арасындағы қай­шылық бетбұрыс кезеңінде тұр­ғанын айтады.

Қаныш Сәтбаев атындағы Қазақ ұлттық техникалық зерттеу универ­ситетінің профессор-зерттеушісі, қауым­дастырылған профессор Инеш Кенжинаның айтуынша, атом энерге­тикасының ондаған жылдық дамуында инженерлік-техникалық және ғылыми зерттеулердің кең көлемі жиналып, жоба­лаушыларға жаңа ядролық реак­тор түрлерін табысты құруға мүм­кіндік берді.

«Әлемдегі алғашқы АЭС ядро­лық бөліну реакторларының ерекше­лік­терін зерттеуге, атом саласына жоғары білікті кадрларды, ғалымдар мен тех­ни­калық персоналды даярлауға арналған өзіндік шеберхана болды. Сондықтан бүгінгі күні АЭС-тің қа­уіпсіз пайдаланылуына деген се­нім­ділік жоғары білікті атом маман­дарының мол тәжірибесіне негізделіп отыр. Жалпы, АЭС-тегі апат­тар реактордың құрылымы мен түріне, инженерлік жүйелердің ескір­ген жобалары мен адами фактор­ларға байланысты болған. Біздің мамандар болашақ АЭС-ке әлемдегі кең таралған ядролық реактор түрін таңдауды жос­парлап отыр. Бұл – қысым астындағы су-сулы жылу реакторы (PWR). PWR типті реакторлар екі тізбекті. Онда барлық радиоактивтілік бірінші герметикалық, яғни оқшауланған тізбекте, ал сыртқы жүйеге бағытталған екінші тізбек радиоактивті емес. Бұл жағдайда бірінші тізбекті реак­тор жабық бетон корпусында, өте берік конструкциясы бар және ұшақ­тың тікелей соққысына төтеп бере алатын контейнерде орналасқан. Радиоактивтіліктің шығарылуына бай­ланысты реактордың барлық ықтимал апаттары контейнер ішінде локализацияланады. Ал екінші тіз­бек­тегі инженерлік жүйелердегі өзге оқиғалар радиоактивті емес. Реактордың барлық ішкі ортасы терең эшелондалған қорғанысқа ие, іс жүзінде физикалық үдерістер ядролық апатты болдырмайды. Барлық төтен­ше жағдай ядролық отынның бөліну өнімі ретінде радиоактивті заттардың шығарылуымен ғана байланысты», дейді Инеш Ерғазықызы.

Бүгінде әлемде жұмыс істеп тұр­ған реакторлардың 95%-дан аста­мы осы типтегілерді пайдаланады. Маңыздылығы да сол, ең жоғары дәрежеде жетілген конструк­ция­лар­дың бірі. Онда барлық заманауи техникалық шешімдер мен жаңа материалдар қолданылып, кез келген реактор түрінің конструкциясында тереңдетілген қорғау қағидаты қарастырылған. Бұл реакторлардың қауіп­сіздігін қамтамасыз ету жүйе­­леріне қойылатын талаптар Ха­лық­аралық атом энергетикасы жөнін­дегі агенттіктің Фукусима апатынан кейін тұжырымдалған.

Реакторлар бірнеше буынға бөлі­ніп, олардың алғашқылары 1940 жыл­дан бері жұмыс істей бастаған «Shippingport», «Magnox/UNG», «AMB», «fermi 1» және «Dresden 1» сияқты модельдер болатын. Олар 1960 жылға дейін жұмыс істеп, ең соңғысы Уилфа АЭС-інде 2015 жылы пайдаланудан алынды. Олардың орнына келген реакторлардың III буыны алғаш рет Жапонияда қолданылды. III буын реакторларының жетілдірілген түрі – III + буынды реакторлар. Бүгінде әлемдік ядролық энергетика саласы осы реакторларды пайдаланады. IV буын реакторлары зерттеу кезеңінде, мұнда салқындатқыш ретінде суды, гелийді, сұйық металды (қорғасынды), балқытылған тұзды қолдану жоспарланған. Ал V буынды реакторлар әзірше ғалымдардың тек теория жүзіндегі зерттемесінде тұр.

Еліміздегі атом электр стансасы құрылысында МАГАТЭ-нің қатаң стандарттарына сай, III және III+ буынды реакторларын пайдалану жос­парланған. Аталған реакторларды таңдау барысында алдымен эко­но­микалық маңыздылығына, қауіпсіздігіне, технологиялық ерекше­ліктеріне айрықша көңіл бөлініп, оның қоршаған ортаға әсері, атом электр стансасын салу мен пайдалану барысындағы экологиялық салдары бағаланады.

Біздегі атом стансасына Қытай, Оңтүстік Корея, Ресей мен Франция елдерінің сынақтан өткен реактор­ла­рының бірі таңдалуы мүмкін. Қытайдың HPR-1000 реакторы арзан әрі ауқымды. Бағасы мен құрылыс уақыты көңілге қонымды. Үнемі жетілдіру тұрғысынан белсенді дамып келе жатқан технология. Шетелде шектеулі пайдалану тәжірибесі мен жаңа технологиялық шешімдерге байланысты кейбір қауіпсіздік мәселелері де жоқ емес.

Оңтүстік Кореяның APR-1400 реакторы – қауіпсіздік жағынан жоғары деңгейдегі дәлелденген технология. Бұл елдің атом электр стансасында жұмысы сәтті жүргізіліп келеді. Құрылыс кезіндегі техникалық қызмет көрсетуді жеңілдететін модульдік дизайны да қарастырылған. Бірақ HPR-1000 бағасы қымбатырақ.

Ресейдің ВВЭР-1200 реакторының дамыған өндірістік базасы, қосалқы бөлшектері мен сервисі бар. Өзін дәлелдеген технология деуге болады. Десе де, ескірген технологиялық шешімдермен байланысты кейбір қауіпсіздік тұсы болып тұр.

Француздың EPR -1200 реакторы сыртқы қуат көзін қажет етпейтін пассивті қауіпсіздік жүйелерінен құрылған.

АЭС құрылысын жүргізуде ядро­лық қауіпсіздігі жағынан реактор­лық қондырғылардың жетілдіріл­ген конструкциясы, белсенді аймақтың негізгі компоненті болып саналатын ядролық отынның сапасы, сенімділігі, үздіксіз дамуы, персоналдың жоғары біліктілігі әрі бақылау органдарының қатаң қадағалауы аса қажет. Ал дұрыс таңдау жасау еліміздегі нақты жағдай­лар мен басымдықтарға байланысты болмақ.