Нещодавно ситуація на Запорізькій АЕС (ЗАЕС) загострилася до критичної точки. Президент України Володимир Зеленський відкрито заявляє про загрозу радіаційної аварії, а провідні західні медіа, такі як The Guardian, пишуть про критичну нестабільність на об’єкті. Схожими оцінками оперує і МАГАТЕ.
Станція була повністю відключена від останньої діючої лінії зовнішнього електропостачання, яка є життєво необхідною для забезпечення безпеки ядерного палива. Ця втрата, спричинена бойовими діями, змусила ЗАЕС перейти на автономний режим. Станція вже восьмий день поспіль функціонує винятково на аварійних дизель-генераторах (ДГ). Такий тривалий період роботи на резервних системах значно перевищує проєктні та експлуатаційні нормативи.
Продовження цього режиму протягом восьми днів створює кумулятивний ефект, який викликає позаштатний та потенційно аварійний стан. Однак ризики радіаційної катастрофи, хоча й безперечно реальні, все ж місцями серйозно перебільшені, що може вказувати на нерозуміння того, яка зараз ситуація на ЗАЕС.
Що відбувається на атомній станції та чи є загроза «другого Чорнобилю»? Видання UA.News розбиралося в питанні.
Що і чому відбувається на ЗАЕС
Фундаментальний принцип ядерної безпеки базується на необхідності постійного та надійного зовнішнього джерела електроенергії. Енергія потрібна для роботи насосів та систем безпеки навіть тоді, коли реактори не працюють. Її першочергове завдання — забезпечення примусового охолодження ядерного палива, яке залишається в активній зоні, а також відпрацьованого палива, що зберігається у спеціальних басейнах витримки. Ця залежність від зовнішньої мережі є найбільшою вразливістю будь-якої атомної електростанції в умовах збройного конфлікту.
Поточний критичний стан викликаний втратою останньої лінії електропередач, яка пов'язувала ЗАЕС з українською енергосистемою. Ремонтні бригади не можуть оперативно відновити пошкоджену інфраструктуру. Через це окупанти вимушені були перевести станцію на дизельні генератори. Їхнє функціональне призначення — забезпечити охолодження палива протягом короткого перехідного періоду, доки не буде відновлено основне живлення. Аварійні системи, як правило, не проектуються для безперервної роботи протягом багатьох днів, оскільки це значно збільшує ризики механічного зносу та відмови.
Той факт, що ЗАЕС працює на генераторах вже восьмий день, свідчить про серйозне порушення експлуатаційних нормативів та створює кумулятивний ризик. Хоча МАГАТЕ підтвердило, що ДГ наразі функціонують і запаси палива для них достатні, основна загроза полягає не у вичерпанні палива. Вона полягає у зростанні ймовірності механічної відмови не надто нових, м'яко кажучи, генераторів. Тобто чим довше ДГ працюють поза межами регламенту, тим вищий ризик їх одночасного каскадного збою.
Чи є ризики «другого Чорнобилю»?
Через недостатню обізнаність в технічних питаннях інформаційний простір часто заповнений панічними заявами про те, що ЗАЕС може «вибухнути», як це сталося на Чорнобильській АЕС. Цей страх зрозумілий, однак він ґрунтується на неправильному розумінні інженерних відмінностей між реакторними технологіями. Повторення Чорнобильського сценарію на ЗАЕС є фізично неможливим, і цей ризик можна гарантовано виключити.
Катастрофа на ЧАЕС 1986 року була спричинена недоліками конструкції реакторів типу РБМК, що включали наявність графітового сповільнювача та позитивний коефіцієнт реактивності при низькій потужності. Це призвело до неконтрольованого розгону потужності та подальшого руйнівного парового вибуху.
На відміну від РБМК, на ЗАЕС встановлено реактори типу ВВЕР-1000 (водо-водяні енергетичні реактори). Ці реактори належать до класу легководних реакторів під тиском, які не містять графіту і мають негативний коефіцієнт реактивності. Що, в свою чергу, унеможливлює неконтрольований розгін потужності і, як наслідок, паровий вибух чорнобильського типу. Навіть якби станція працювала на повній потужності, такий сценарій вважався би інженерно виключеним.
Крім інженерних відмінностей критично важливим фактором, що зменшує небезпеку, є поточний режим роботи станції. Всі шість енергоблоків ЗАЕС перебувають у режимі «холодного зупину» або ж «холодного резерву» вже тривалий час. Хоча паливо все ще вимагає постійного охолодження, зниження тепловиділення забезпечує суттєвий часовий запас, порівняно зі сценарієм, коли реактор зупиняється лише за кілька годин до втрати живлення. У цьому стані паливо виділяє набагато менше тепла, що уповільнює процес кипіння та випаровування охолоджувальної води, даючи операторам значно більше часу для відновлення енергопостачання.
Однак, незважаючи на виключення катастрофічного сценарію на кшталт Чорнобиля та переваги тривалого холодного зупину, ризик радіаційної аварії дійсно існує та, на жаль, є реальним. Цей ризик пов'язаний виключно з нездатністю протягом тривалого часу відводити залишкове тепло, що забезпечується системами примусового охолодження.
Справжня загроза полягає у тривалій і повній втраті живлення дизель-генераторів, що призведе до зупинки всіх насосів системи відведення залишкового тепла. Якщо примусова подача охолоджувальної води припиниться, вона почне випаровуватися. Це призведе до оголення паливних елементів в активній зоні. Їхнє неконтрольоване розігрівання спричинить плавлення цирконієвих оболонок, а потім і самого ядерного палива. Цей процес призводить до утворення високорадіоактивної розплавленої маси палива та конструкційних матеріалів, яка називається коріум.
Якщо процес не вдасться зупинити, коріум почне проплавляти конструкції, зокрема днище корпусу реактора. Це вже вважається важкою аварією, яка призводить до виходу розплавлених мас і радіоактивних матеріалів у приміщення під герметичною захисною оболонкою.
Подібний сценарій, якщо він станеться, є аварією, типологічно схожою на ту, що відбулася на японській АЕС «Фукусіма» у 2011 році, а не на Чорнобиль. Однак навіть таке порівняння є умовним і вимагає обережності. «Фукусіма» була стабільно працюючою станцією. ЗАЕС же, завдяки багаторічному «холодному зупину», містить значно менше короткоживучих і найбільш небезпечних ізотопів, зокрема Йоду-131, порівняно з активно працюючим реактором. Це суттєво зменшує ризики і, зокрема, прибирає необхідність у масовому застосуванні калій йодиду у випадку аварії.
Крім того, реактори ВВЕР-1000 оснащені міцною, герметичною захисною оболонкою, яка спроектована для стримування радіаційних викидів навіть у разі розплавлення активної зони. Навіть у найгіршому випадку розплавлення радіаційний викид, скоріше за все, не матиме катастрофічного масштабу, як Чорнобиль. Проте такий інцидент спричинить серйозне локальне забруднення, що вимагатиме евакуації та матиме довготривалі наслідки для навколишнього середовища та населення у безпосередній близькості до станції.
Що собі думають окупанти?
Оскільки Запорізька АЕС перебуває під окупацією РФ, саме вона несе повну відповідальність за забезпечення технічного стану, належного обслуговування, а також за відновлення усіх необхідних умов безпеки, включно з безперебійним штатним енергопостачанням станції. Сьогоднішня криза є прямим наслідком військової агресії та недбалості окупаційної адміністрації.
Питання щодо мотивів окупантів є ключовим. Чи намагаються вони навмисно спричинити ядерну аварію? Скоріше за все, ні. Росіяни є ким завгодно, але точно не самогубцями, до того ж у такий дивний спосіб. Навмисна аварія загрожує їхнім же військовим силам, що розміщені безпосередньо на станції та поблизу неї, а також частині окупованих територій і, за несприятливих погодних умов, навіть прикордонним регіонам Росії.
Ключова стратегічна мета окупантів полягає в інтеграції Запорізької АЕС до російської енергосистеми. Створення та підтримання критичної ситуації може бути використане як політичний важіль тиску на Україну та міжнародну спільноту, змушуючи їх погодитися на умови «стабілізації», які включають фактичну легітимізацію російського контролю над станцією.
Думка експерта
UA.News звернулося за коментарем до Сергія Т., старшого інженера, який довгий час працював на ЗАЕС ще до повномасштабної війни та окупації. На думку експерта, ключова мета росіян — це підключення станції до власної енергетичної системи.
«Станція не працює вже понад три роки. Блоки знаходяться в так званому «холодному резерві». Тобто ніяких реакцій там не відбувається, блоки заглушені. Але їх потрібно постійно охолоджувати, і для цього є система охолодження, яка працює від лінії живлення станції, яка йде з території України. Всі ці роки вони (окупанти — ред.) її постійно руйнували, а наші відновлювали. Зараз уже яку добу лінія знову зруйнована і її не дають полагодити. Замість неї працюють резервні дизель-генератори. Вони за нормативами не повинні працювати більш ніж три доби. От наші і підняли бучу, а росіяни кажуть, що в них все під контролем, і що все буде добре, от тільки треба переключити станцію на їхню енергосистему. Наші проти. В цьому основна загвоздка ситуації... Такого на цих реакторах ще не бувало. Це позаштатна ситуація. Дизель-генератори — це на крайній випадок роботи. Завтра вони вийдуть з ладу — і що росіяни робитимуть? Це загалом ситуація, яку не можна допустити, але її допустили. Україна такого ніколи не допускала… Якогось вибуху, скоріше за все, не буде, але може бути розплав, якщо паливо в реакторі дуже сильно розігріється», — розповів Сергій.
Резюмуючи, ситуація на Запорізькій АЕС дійсно залишається дуже небезпечною. Однак сценарії «другого Чорнобиля» є необґрунтованими через інженерні особливості реакторів ВВЕР та їхній багаторічний стан холодного зупину, що гарантує відсутність парового вибуху. Крім того, низький рівень залишкового тепловиділення значно зменшує швидкість розвитку аварійного процесу.
Однак небезпека серйозної радіаційної аварії, спричиненої відмовою систем охолодження, є цілком реальною. Позаштатна робота на аварійних дизель-генераторах протягом восьми днів значно перевищує експлуатаційні норми та створює високий ризик каскадного технічного збою. Повна відмова всіх ДГ може призвести до розплавлення активної зони та радіаційного викиду локального масштабу, подібного до аварії на «Фукусімі», хоча й з куди меншим вмістом радіоізотопів.
Уся відповідальність за технічний стан та критичну ситуацію на ЗАЕС повністю лежить на російському агресорові. Недбалість, військова діяльність та використання об’єкта як політичного важеля створюють неприпустиму загрозу. Хоча окупанти навряд чи прагнуть ядерного самогубства, вони свідомо експлуатують технічні ризики як стратегічний інструмент для досягнення своєї кінцевої мети — інтеграції ЗАЕС у власну енергетичну систему.
