|
Победа «национальной революции» в Киеве и вызванная этим дестабилизация страны делают необходимым оценить новые глобальные угрозы. Особую опасность представляют на территории Украины объекты использования атомной энергии. Среди них следующие:
- хранилища отработавшего ядерного топлива;
- наличие радиационно-опасной Чернобыльской зоны;
- Приднепровский химический завод расположенный в г.Днепродзержинске.
(Приднепровский химический завод (ПХЗ) - одно из первых в СССР предприятие по добыче урана. Площадь территории промышленной площадки — 250 тыс.м2. Сегодня здесь действуют 22 предприятия, семь из которых находятся в частной собственности. На территории города, в промзоне и за её пределами имеются 9 хранилищ радиоактивных отходов. По официальным данным, масса содержимого этих хранилищ составляет около 42 млн. т. общей активностью 75 тыс. Ки.
Днепродзержинский химзавод представляется наиболее вероятным объектом для крупномасштабного ядерного терроризма. Ситуацию усложняет и то, что на ПХЗ нет полноценной охраны, его территория практически не ограждена. В последние годы заводская охрана предотвратила несколько попыток выноса радиоактивных материалов.
Впрочем, проблемы с обеспечением безопасности хранения радиоактивных отходов – это только малая часть ядерной угрозы для Украины, в частности, и Европы в целом.
На четырёх АЭС Украины действуют 15 атомных блоков:
- Хмельницкая АЭС - 2 блока с реакторами ВВЭР-1000, введёнными в строй в 1987 и 2004 годах. На этой же станции ведётся строительство ещё двух блоков с ВВЭР-1000 (сроки пуска - 2015-2016 годы);
- Ровенская АЭС - 4 блока с реакторами ВВЭР-440 (даты пуска - 1980, 1981, 1986 и 2004 годы);
- Южно-Украинская АЭС - 3 блока с реакторами ВВЭР-1000 (даты пуска - 1982, 1985 и 1989 годы).
- Запорожская АЭС - 6 блоков с реакторами ВВЭР-1000 (даты пуска - 1984, 1985, 1986, 1987, 1989 и 1995 годы).
В настоящее время правительство Украины затеяло крайне опасную операцию по замене на действующих АЭС российского ядерного топлива на американское.
В апреле 2014 г. Украина продлила замороженный два года назад контракт с американской компанией «Вестингауз» (Westinghouse) который предусматривает поставку до 2020 г. соответствующих объёмов топлива ТВС-W для трёх атомных энергоблоков АЭС «советского дизайна». Министр энергетики и угольной промышленности временного Украинского правительства Юрий Продан заявил, что в настоящее время квалификация топлива уже завершена и, несмотря на определенные проблемы с органом лицензирования - «всё будет хорошо».
Правда, для того, чтобы возобновить замороженный контракт с компанией «Вестингауз» (Westinghouse) премьер-министру Арсению Яценюку, известному своими глубокими американскими связями, пришлось уволить председателя Госатомрегулирования Украины Елену Миколайчук и Главного государственного инспектора по ядерной и радиационной безопасности Госатомрегулирования Михаила Гашева. Елена Миколайчук все эти годы ответственно и квалифицированно выступала против использования американского топлива на украинских АЭС, а Михаил Гашев представил отрицательное заключение на топливо компании «Вестингауз» (Westinghouse).
Дело в том, что в 2010 году Южно-Украинская АЭС уже переходила на использование американского топлива марки «Вестингауз» (Westinghouse) во втором и третьем энергоблоках. В процессе использования этого ядерного топлива на АЭС неоднократно возникали проблемы в эксплуатации, частые ремонты и остановки реакторов. В связи с этим от работников станции была подготовлена петиция в адрес регулирующей компании «Энергоатом» и президента Украины Виктора Януковича, а также в адрес ряда министерств. В ответ главный государственный инспектор по ядерной и радиационной безопасности Украины М.Гашев заверил, что американское топливо Westinghouse будет заменено российским, что и было сделано в конце 2012 года как на Южно-Украинской АЭС, так и на Запорожской АЭС.
На Украине становится традицией при смене власти изменять не только политическую ориентацию, но и техническую политику. Подобное произошло и после победы «оранжевой революции» в начале 2005 г., когда президент Виктор Ющенко дал указание заменить «плохое» российское ядерное топливо «хорошим» американским, что едва не закончилось ядерной аварией. Новый контракт с «Вестингауз» (Westinghouse) подтверждает политизацию сугубо технического вопроса, учитывая негативный опыт использования американского топлива в советских/российских реакторах типа ВВЭР в Финляндии, Чехии и той же Украине.
«Кассеты не той системы…»
Поставки ядерного топлива в виде тепловыделяющих сборок на АЭС является очень значимым видом бизнеса для ядерных корпораций. По сложившейся практике, компания-строитель станции потом зарабатывает на поставках для них ядерного топлива. Поскольку ядерный энергоблок эксплуатируется не менее 40 лет, компания обеспечена заказами в течение длительного времени.
В настоящее время 75 % мирового рынка ядерного топлива, годовой оборот которого составляет более $ 35 млрд, поделено между тремя компаниями мирового уровня – американской «Вестингауз» (31 %), французской Areva (27 %) и российской ТК «ТВЭЛ» (17 %), между которыми идет конкурентная борьба. Поэтому компании стремятся отвоевать друг у друга часть рынка.
Оригинальное топливо «Вестингауз»(Westinghouse) в реакторах советской/российской конструкции технически разместить невозможно – также, как невозможно разместить российское топливо в европейских и американских реакторах. В российской конструкции ТВЭЛы скомпонованы в виде упаковки, имеющей форму правильного шестигранника, подобной пчелиным сотам. ТВЭЛы «Вестингауз»(Westinghouse) расположены в квадратной упаковке, и тепловыделяющая сборка, соответственно, имеет форму квадрата.
Под форму активной зоны изготавливаются все элементы конструкции реактора – выгородка (внутренняя поверхность которой должна повторять очертания топливных сборок), опорная плита и т.д. вплоть до верхней крышки реактора. Расположение отверстий для подачи воды в днище внутрикорпусной шахты и размещение приводов СУЗ и отверстий в верхней крышке реактора также должны соответствовать компоновке активной зоны. Таким образом, чтобы топливо загрузить топливо «Вестингауз»(Westinghouse) в реакторы ВВЭР, необходимо конструктивно его оформить в виде шестигранных сборок.
Первая попытка «Вестингауз»(Westinghouse) освоить фабрикацию топливных кассет для реакторов ВВЭР-440 началась в 1998 г., когда на АЭС «Ловииза» было поставлено пять тепловыделяющих сборок для опытной эксплуатации. В реактор было загружено пять американских сборок и шесть российских. Облучение тепловыделяющих сборок производилось до 2002 г., после чего они были выгружены из активной зоны и подвергнуты тщательному анализу на специализированном стенде.
Визуальный осмотр обоих типов отработавших тепловыделяющих сборок показал устойчивость их размеров с незначительным искривлением при выгорании до 50 МВт×сут/кг. Однако, коррозионная устойчивость кассет Westinghouse оказалась значительно ниже, чем кассет ТВЭЛа. После четырёх кампаний коррозионный слой у американских сборок составлял 21 мкм, а у российских –1-4 мкм. Также у американских ТВЭЛов был зафиксирован выход газообразных продуктов деления, вдвое превышающий аналогичный показатель для российских изделий. По итогам проведенных испытаний владелец станции «Fortum» пришёл к заключению, что для реакторов ВВЭР-440 технологически более подходящими являются российские топливные кассеты, и отказался от топлива «Вестингауз» (Westinghouse).
История отказа от российского топлива в некоторых странах Восточной Европы, где эксплуатируются советские/российские реакторы типа ВВЭР, берёт начало в 90-х годах прошлого века после развала Советского Союза и их вступления в Евросоюз. Смену поставщиков они объясняли диверсификацией поставок и отказом от энергетической зависимости от России. Также был и политический нажим со стороны Евросоюза и США на отказ от сотрудничества с Россией.
Опасный опыт Чехии
Первой страной бывшего социалистического лагеря стала Чехия, которая, политически диверсифицируя себя от России, отдала в полное распоряжение корпорации «Вестингауз» (Westinghouse) две активные зоны. При разработке тепловыделяющих сборок для реакторов ВВЭР-1000 американские специалисты основывались на собственном опыте по фабрикации топлива для реакторов PWR. Несмотря на то, что российские топливные сборки могут работать пять лет, а американские только четыре, кассеты, поставленные корпорацией «Вестингауз» (Westinghouse), были загружены в реакторы обоих энергоблоков АЭС Темелин.
Адаптация топлива Westinghouse для реакторов ВВЭР-1000 проходила очень непросто, и пуск энергоблоков несколько раз переносился из-за его неготовности. У шестигранного пакета совершенно другие, чем у квадрата, механические характеристики – работа на растяжение, на кручение, на изгиб, на тепловое расширение. Гидродинамика активной зоны ВВЭР более напряжённая по сравнению с PWR (скорость теплоносителя на ~1 м/с больше). На прочностные характеристики сильно влияет конструкционный материал оболочек ТВЭЛов (циркониевый сплав) и технология его изготовления. Поэтому, чтобы иностранному производителю изготовить шестигранную сборку с требуемыми характеристиками, ему необходимо иметь российские технологию и материалы, а также российские технические условия и стандарты, либо приобрести лицензию на изготовление. Ничего этого у «Вестингауз» (Westinghouse) не было. Все это привело к возникновению множества проблем в ходе эксплуатации топливных сборок Westinghouse. Американские сборки часто деформировались и были зафиксированы отказы 51 из 61 топливных сборок.
Ещё в 1996 г., когда эксплуатирующая организация АЭС Темелин подписала контракт с «Вестингауз» (Westinghouse) , главный подрядчик строительства станции с российской стороны отказался от участия в её эксплуатации и не дал гарантий безопасности, так как поведение российского реактора с американским топливом становится непредсказуемым.
В результате после 10 лет эксплуатации топливных сборок Westinghouse на АЭС Темелин неблагоприятные прогнозы полностью сбылись. На станции пришлось неоднократно выполнять досрочные перегрузки реакторов из-за появления течей ТВЭЛов и деформации топливных кассет. В ходе четырёх испытаний, проведенных в 2006 г., было обнаружено, что из-за деформации топливных сборок от 32 до 51 приводов СУЗ не вводились в активную зону за период не более 3,5 сек, что не соответствует принятым в Чехии требованиям ядерной безопасности. Обеспечить отсутствие деформаций топливных кассет для реакторов ВВЭХР-1000 специалистам Westinghouse не удалось.
Помимо угрозы ядерной аварии, повреждения топливных сборок вело к значительным издержкам производства энергии. Реакторы приходилось останавливать вне очереди для замены испорченных кассет, а день простоя энергоблока оборачивается потерей около 10 млн. крон для эксплуатирующей организации. В результате в 2006 г. было принято решение об отказе от американского топлива и к 2010 г. полностью вернуться к российскому. Кроме технических были и политические причины возврата к российскому топливу: партия зелёных, имевшая значительное влияние в парламенте, активно протестовала против любых новаций на АЭС.
Три новых «Чернобыля» Украины
Украина начала попытки решить проблему зависимости от российских поставок топлива для АЭС в 1998 г., когда с США было подписано соглашение о сотрудничестве в мирном использовании ядерной энергии. Соглашение предусматривало выплату 30 млн. долл. на модернизацию украинского топливного сектора и активное привлечение частного американского капитала для поставок топлива для АЭС Украины.
В 2000 г. НАЭК «Энергоатом» и «Вестингауз» (Westinghouse) начали реализацию проекта по использованию американских тепловыделяющих сборок ТВС-W для украинских реакторов ВВЭР-1000. Westinghouse разработал и поставил для опытной эксплуатации шесть доработанных с учётом чешских недочётов модернизированные тепловыделяющих сборок, совмещаемых с топливом российского производства на третий блок Южно-Украинской АЭС.
При разработке сборок ТВС-W для Украины Westinghouse принял наиболее простое технологическое решение – копирование российской технологии для ВВЭР-1000. Поставленные на Украину кассеты фактически являются клонами российских, похожи на них на 90 % и практически настолько же отличаются от топлива, произведенного для АЭС Темелин. По имеющимся данным отсутствуют договорные отношения между российскими изготовителями топливных сборок и Westinghouse на передачу ему необходимого минимума технической документации. Известно, что украинская сторона передала Westinghouse две российские топливные сборки в качестве образца для изготовления сборок ТВС-W. Поэтому фактически поставленные на Украину топливные сборки ТВС-W являются контрафактом. Кроме того, клонирование технологий чревато возникновением конфликтов, связанных с проблемами интеллектуальной собственности, особенно если некоторые люди или организации Украины передали американцам закрытые сведения по российским кассетам.
В 2005 г. первые шесть кассет ТВС-W, переданные украинской стороне бесплатно, были доставлены на Южно-Украинскую АЭС и началась процедура их входного контроля. По результатам контроля украинские специалисты сделали вывод, что у американских топливных сборок недостаточная жесткость дистанционирующих решёток и они не соответствуют тому качеству, которое обеспечивает российский поставщик. Независимую оценку топливных сборок ТВС-W провела кафедра атомных электростанций Одесского политехнического университета, которая дала отрицательное заключение на эксплуатацию топлива «Вестингауз» (Westinghouse) в реакторах ВВЭР-1000.
Несмотря на отрицательные заключения и без достаточного опыта эксплуатации было решено перейти к следующей стадии – годовой загрузке блока американским топливом, причём, по требованию украинской стороны американское топливо должно было эксплуатироваться в реакторе совместно с российским. В 2008 г. НАЭК «Энергоатом» и Westinghouse подписали соглашение о поставке для Южно-Украинской АЭС в период с 2011 по 2015 гг. американского топлива в количестве, достаточном для ежегодной плановой частичной перегрузки трёх энергоблоков.
После подписания американо-украинского контракта на поставку топливных сборок для трёх блоков Южно-Украинской АЭС с перспективой снабжения своим топливом еще шести блоков других АЭС Украины до 2015 г. Westinghouse в 2010 г. поставил первую партию (210 шт.) топливных сборок ТВС-W, изготовленных шведским подразделением концерна, для опытно-промышленной эксплуатации на энергоблоках Южно-Украинской АЭС. В реактор энергоблока № 2 было загружено 42 сборки и 84 сборки в реактор энергоблока № 3.
В апреле 2012 г. на энергоблоках Южно-Украинской АЭС, были зафиксированы нарушения в работе сборок типа ТВС-W. В аварийном порядке все американские сборки были полностью выгружены из реакторов после обнаружения в них повреждений, главным образом, деформаций дистанционирующих решёток.
Украинские специалисты пришли к выводу, что повреждения сборок (деформации и повреждения нескольких ободов дистанционирующих решёток, их ненадежность, неудачная конструкция хвостовиков и другие дефекты) были вызваны конструктивными недоработками производителя. Расследование нарушения в работе реактора, связанного с обнаружением при плановом осмотре механическими повреждениями сборок ТВС-W провело и Госатомрегулирование, которое подтвердило коренную причину – конструктивные недостатки дистанционирующих решёток и хвостовиков тепловыделяющих сборок.
Официальные представители «Вестингауз» (Westinghouse) заявили, что они не имеют никакого отношения к этим повреждениям, а все они были нанесены топливным сборкам в момент их транспортировки и загрузки в реактор украинскими специалистами. Также представители Westinghouse сослались на плохой уровень подготовки и низкую квалификацией украинцев, несмотря на то, что все они прошли стажировку на фирме Westinghouse и до этого успешно в течение 30 лет эксплуатировали российское топливо и привлекались российским «Атомстройэкспортом» для работ на АЭС Бушер и Куданкулам. Однако конструктивные недостатки американских топливных сборок признали все эксперты, принимавшие участие в работе, в том числе со второго раза и представители Westinghouse.
С целью снижения убытков от некондиционных американских сборок часть сборок ТВС-W, которые были признаны неповрежденными, в 2012 г. были загружены обратно в реакторы Южно-Украинской АЭС – 27 во второй блок станции и 66 в третий. Недостающее количество сборок (58 свежих топливных кассет) при этом было скомпенсировано за счёт сверхпланового топлива российского производства, в срочном порядке поставленного топливной компанией «ТВЭЛ».
Летом 2013 г. в период планово-предупредительного ремонта на энергоблоке № 2 были выявлены незначительные деформации и повреждения нескольких ободов дистанционирующих решёток на трех тепловыделяющих сборках производства
«Вестингауз» (Westinghouse), после чего все 27 сборок были повторно выгружены. По результатам тщательной проверки Государственная инспекция ядерного регулирования Украины полностью запретила использование американского топлива на энергоблоке № 2. На энергоблоке № 3 Южно-Украинской АЭС предусматривается только дожигание загруженного ранее топлива Westinghouse (66 топливных кассет), инспекция которого теперь требует существенных дополнительных расходов.
В настоящее время пока ещё действует запрет Государственной инспекции ядерного регулирования Украины на использование и ввоз свежего топлива «Вестингауз» (Westinghouse) на территорию Украины. Ни на один энергоблок свежее топливо ТВС-W пока загружаться не будет, а уже находящееся в стране новое топливо Westinghouse будет лежать в хранилище. Возможность дальнейшего использования топлива Westinghouse пока зависит от того, насколько будут устранены выявленные его конструктивные недостатки и насколько успешной будет программа опытной эксплуатации модифицированного топлива. Пока… Потому что, напомним, американизированный премьер-министр Украины Яценюк уволил руководителя Госатомрегулирования Елену Миколайчук и Главного государственного инспектора Госатомрегулирования Михаила Гашева, которые доказали крайнюю опасность американского топлива. Дорога взрывоопасному «чернобыльскому» контракту на поставку топлива американской компанией «Вестингауз» (Westinghouse) для трёх атомных энергоблоков украинских АЭС открыта.
Прим. FLB: Кстати, «вестингаузация» АЭС Украины ещё в 2008 году была предусмотрена Целевым планом по вступлению Украины в НАТО. (См. материал
Конец операции «Автограф 3.1» Как Яценюк и Тимошенко разменяли Украину. Открытая «виза» для НАТО)
Кроме технических инцидентов, произошедших с американскими топливными сборками, необходимо указать и экономические потери НАЭК «Энергоатом» от использования топлива Westinghouse. Цена американской топливной сборки примерно на 20 % выше российской. Стоимость контракта на поставку 168 топливных сборок для Южно-Украинской АЭС, подписанного в 2008 г. составила 175 млн. долларов. Еще около 100 млн. долл. составили убытки «Энергоатома» от закупленных и неиспользованных ТВС-W. Дополнительных затрат требует и хранение этих сборок, дальнейшее использование которых под вопросом.
Оценка состояния и возможных конструкционных недостатков топливных сборок ТВС-W с целью их доработки будет проводиться шведским подразделением Концерна «Westinghouse». Стоимость контракта на выполнения этих работ 860 тыс. долларов, что необходимо добавить к убыткам «Энергоатома» от диверсификации поставок топлива. К убыткам «Энергоатома» относится также закупка в России дополнительных топливных сборок для замены выгруженных ТВС-W.
Серьёзных затрат потребует обращение с облученным топливом ТВС-W. Российское ОЯТ украинских ВВЭР-1000 по долгосрочным соглашениям транспортируется в централизованное хранилище Горно-химического комбината. Долговременных хранилищ ОЯТ на Украине нет, а Westinghouse облученное топливо, в том числе поврежденное, не принимает. Практически единственным вариантом является его отправка на перерабатывающий завод Thorp в Великобританию, однако, стоимость переработки, которую должен будет оплатить «Энергоатом» несколько млн. долларов.
Наконец, из-за вынужденного простоя двух блоков Южно-Украинской АЭС «Энергоатом» недополучил за непоставленную электроэнергию около 75 млн долларов (по действующему на то время тарифу). Суммировав приведенные данные, можно оценить траты Украины за диверсификацию поставок ядерного топлива – как закономерную плату за некомпетентность и политизацию ядерной промышленности.
В заключение необходимо подчеркнуть, что реактор проектируется как единая цельная система, отвечающая жёстким требованиям безопасности и включающая все внутрикорпусные устройства, топливные сборки и др. Ответственность за нормальную эксплуатацию реактора и, главным образом, за ядерную безопасность несёт проектировщик, поэтому любые изменения конструкции и замена каких либо элементов должна с ним согласовываться. Безопасности ядерных установок имеют первостепенное значение, и никакие политические или экономические решения не должны учитываться.
Об авторах:
Кузнецов Владимир Михайлович, доктор технических наук, профессор, Северный (Арктический) Федеральный университет им. М.В.Ломоносова, академик РАЕН и АПЭ
Шингаркин Максим Андреевич - российский общественный деятель, правозащитник, эколог, эксперт в области радиационной, экологической и промышленной безопасности. Депутат Государственной Думы РФ 6-го созыва.
|
