Как и насколько растут газоаэрозольные выбросы радионуклидов при повышении тепловой мощности реакторов АЭС?

vid Ростовская АЭС. Фото: Ростовская АЭС

Предисловие Александра Никитина

Дискуссия по теме выбросов газоаэрозольных радионуклидов от работающих атомных станций постоянно возникает среди экологов, а иногда и в СМИ. Проблема не новая. Суть её в том, что в результате работы реакторной установки (т.е. реактора и систем, его обслуживающих) по разным причинам в реакторные и другие необитаемые помещения выбрасываются радиоактивные газы и аэрозоли. Далее они собираются на фильтры очистки, после чего выбрасываются в атмосферу.

Операторы АЭС, ссылаясь на показания контрольно-измерительных приборов, установленных на выходе из труб удаления газов и аэрозолей, утверждают, что при штатной, безаварийной работе АЭС реальные уровни выбросов гораздо ниже установленных норм.

Здесь мы можем только надеется на то, что эти утверждения – правда, очистные системы и контрольно-измерительные приборы работают исправно, и, что представители регулятора, которые обязаны это контролировать, добросовестно исполняют свою работу.
Повышенные концентрации радиоактивных выбросов могут наблюдаться в случаях, когда какие-то из тепловыделяющих элементов теряют герметичность. Вопрос, как часто это происходит, и есть ли возможность «отсечь» негерметичные тепловыделяющие элементы без перегрузки активной зоны, остается открытым. Но, в любом случае, потеря герметичности ТВЭЛ не остаётся не замеченной персоналом АЭС, поскольку в таких случаях кроме повышения газоаэрозольной активности могут наблюдаться изменения активности теплоносителя первого контура, а, следовательно, воды и пара второго контура и т.д. Правда все зависит от величины разгерметизации, то ли – это микротрещина, то ли большая разгерметизация (разрыв оболочки ТВЭЛ). Но это уже нештатная ситуация.

Интересная дискуссия об аэрозольных выбросах возникла при обсуждении вопроса эксплуатации АЭС с реакторной установкой ВВЭР-1000 на повышенной тепловой мощности (104% от номинальной).

Ниже приводим материалы этой дискуссии, которые изложил эксперт в этой области Андрей Ожаровский, а также объяснение представителей АО «Концерн Росэнергоатом», в котором они изложили свою версию того, как влияет повышение мощности на газоаэрозольные выбросы.

Мы благодарны АО «Концерн Росэнергоатом» за проявленный интерес и участие. Будем надеется, что тема газоаэрозольных выбросов АЭС заинтересует других специалистов и экспертов в этой области.

О росте выбросов сообщили на слушаниях

Данные о росте объёмов газоаэрозольных выбросов при эксплуатации реакторов ВВЭР-1000 на мощности в 104% от номинальной для случая третьего энергоблока Ростовской АЭС были оглашены в ходе общественных слушаний в Волгодонске и селе Дубовское в конце января 2019 года. Автор присутствовал на слушаниях и был даже немало удивлён такой информационной открытостью атомщиков.

IMG_2234 Слайд с информацией о значительном росте выбросов при переходе на мощность 104% от номинальной, продемонстрированный на слушаниях в Волгодонске 22 января 2019 года. Фото: Андрей Ожаровский

Одна из авторов официальной оценки воздействия на окружающую среду, старший научный сотрудник ООО «НПО Гидротехпроект», кандидат географических наук Любовь Банщикова на слушаниях, состоявшихся 22 января в Волгодонске, сообщила: «Результаты расчётов и фактические данные демонстрируют, что при реализации хозяйственной деятельности, связанной эксплуатации энергоблока №3 Ростовской АЭС на мощности реакторной установки 104% от номинальной произошло незначительное [так!] увеличение объёма выбросов радиоактивных веществ в атмосферный воздух. При этом фактический объём выбросов радионуклидов и инертных радиоактивных газов составляет величины на два порядка ниже допустимых величин, установленных нормами радиоактивной безопасности НРБ-99».

Однако на слайде, который при этом демонстрировала Любовь Банщикова, приводятся данные о значительном (в разы и даже в десятки и сотни раз) росте выбросов радионуклидов в атмосферу при переходе к работе на 104% мощности. Так выбросы инертных радиоактивных газов (ИРГ – аргон, криптон, ксенон – Ar-41, Kr 85, Xe-133, Xe-135, Xe-131m и др.) выросли более чем в 8 раз (с 10,41 ТБк до 83,77 ТБк) и составили 14,15% от годового допустимого выброса. Важно отметить, что 14% от допустимого выброса – это никак не «на два порядка ниже допустимых величин». 14% – это примерно одна седьмая доля, «два порядка» – это одна сотая. Если выбросы ИРГ вырастут ещё в семь раз, то годовой допустимый выброс будет превышен. В этом случае работа энергоблока должна быть остановлена. «Превышение ПДВ [предельно допустимых выбросов] и/или ПДС [предельно допустимых сбросов] недопустимо в режиме нормальной эксплуатации АС, т. к. является нарушением санитарных норм и правил и может служить основанием для приостановки эксплуатации АС», – говорится в Санитарных правилах проектирования и эксплуатации атомных станций (СП АС-03).

Рост выбросов цезия-134 – в 86 раз, цезия-137 – в 154 раза

vybrosy rastut2 Фрагмент слайда с информацией о значительном росте выбросов при переходе на мощность 104% от номинальной. Фото: АО «Концерн Росэнергоатом»

При переходе на повышенную мощность отмечен также рост выбросов других радионуклидов: выбросы йода-131 (период полураспада примерно 8 дней) выросли в 3,7 раза (с 9,01 МБк до 33,57 МБк), выбросы кобальта-60 (период полураспада 5,27 лет) выросли в 23 раза (с 2,2 МБк до 51,4 МБк), цезия-134 (период полураспада примерно 2 года) – в 86 раз (с 0,29 МБк до 25,0 МБк), цезия-137 (период полураспада 30,17 лет) – в 154 раза (0,35 МБк до 53,9 МБк). При этом установленный для АЭС годовой допустимый выброс превышен не был.

Через два дня на слушаниях в селе Дубовское Любовь Банщикова продемонстрировала тот же слайд. Отвечая в ходе слушаний на вопрос автора, она сообщила, что данные по работе энергоблока на мощности 100% приведены за время «до 2015 года, 104% – после 2015 года». Следует отметить, что, по официальным данным, третий энергоблок Ростовской АЭС принят в промышленную эксплуатацию 17 сентября 2015 года, и «до 2015 года» вряд ли этот блок был источником выбросов радионуклидов в атмосферу.

IMG_2270 Любовь Банщикова, старший научный сотрудник ООО «НПО Гидротехпроект», кандидат географических наук на слушаниях 24 января в селе Дубовское. Фото: Андрей Ожаровский

«Причина роста [объёма выбросов радиоактивных веществ в атмосферный воздух] достаточно подробно расписана в материалах ОВОС, – сообщила Любовь Банщикова. – Увеличение значения выбросов с 2015 года обусловлено введением изменений в Положение о годовых отчётах по оценке состояния безопасной эксплуатации энергоблоков атомных станций, введённых в действие приказом концерна Росэнергоатом от 17.06.2014 №9/651-П, согласно которого меняется порядок предоставления данного отчёта. В соответствии с этими изменениями, данные, представленные в отчётах с 2015 года, рассчитаны по новой методике, отличаются от данных, представленных ранее. Таким образом, фактические выбросы радионуклидов в период эксплуатации энергоблока №3 Ростовской атомной станции не превышали установленной допустимой величины. Всё это подробно написано, я думаю, страничку вы найдёте».

Действительно, данные о газоаэрозольных выбросах содержатся в вынесенном на общественное обсуждение документе, подготовленным по заказу АО «Концерн Росэнергоатом» Обществом с ограниченной ответственностью «Научно-производственное объединение «Гидротехпроект». Документ называется «Предварительные материалы оценки воздействия на окружающую среду (ОВОС) эксплуатации энергоблока №3 Ростовской АЭС в 18-месячном топливном цикле на мощности реакторной установки 104% от номинальной с вентиляторными градирнями». ОВОС состоит из трёх книг общим объёмом более 1200 страниц, документ до слушаний был опубликован на сайте Администрации Волгодонска.

На странице 397 первой книги ОВОС сообщается: «По сравнению с предыдущим годом в 2017 г. на Ростовской АЭС выбросы ИРГ [инертных радиоактивных газов] уменьшились на 2%, 131I − в 3,4 раза. Выброс 137Cs увеличился в 5,8 раз, выброс 134Cs – в 8,2 раза, 60Co – в 7,2 раза. Фактические годовые газоаэрозольные радиоактивные выбросы Ростовской АЭС в атмосферу в 2017 г. составляли от 0,19 до 14,2% от допустимых выбросов». Там же имеется таблица 6.2.10.1.1 «Фактические годовые газоаэрозольные радиоактивные выбросы Ростовской АЭС в атмосферу в 2017 г.». В ней указаны объёмы выбросов за 2017 и 2016 годы, причём данные за 2017 год почти совпадают с цифрами, продемонстрированными Банщиковой на слушаниях.

Напрашивается вывод, что в 2016-17 годах рост выбросов инертных радиоактивных газов прекратился и стабилизировался на уровне примерно 14% от допустимого. Однако продолжился рост выбросов цезия-134, цезия-137 и кобальта-60 ( в 8,2, 5,8 и 7,2 раза соответственно). Это не может быть объяснено «введением изменений в Положение о годовых отчётах». Изменения в отчётность были внесены в 2014 году, рост выбросов наблюдался в 2017 году.

Газообразные радиоактивные отходы

По сравнению с твёрдыми и жидкими радиоактивными отходами АЭС аэрозольные и газообразные радиоактивные отходы менее известны широкой публике. К сожалению, ни один реактор не может обойтись без «штатных», «разрешённых» выбросов радионуклидов в окружающую среду. Особенно обильно газообразные радиоактивные отходы образуются на мощных реакторах АЭС. Именно для удаления радионуклидов у каждого энергоблока имеются высокие трубы, наличие которых, зачастую, вызванивает удивление у несведущих людей. Конечно, в составе газоаэрозольного выброса АЭС присутствуют не только смесь инертных радиоактивных газов, йод-131, кобальт-60, цезий-134 и цезий-137, о которых уже упоминалось. Считается, что именно это — основные дозообразующие радионуклиды, но, зачастую, влиянием других радионуклидов из выброса АЭС пренебрегать не стоит. В ОВОС довольно подробно описано, откуда берутся газоаэрозольные радиоактивные отходы.

«Образование газоаэрозольных отходов сопровождает функционирование некоторых систем станции и обусловлено выходом газообразной компоненты из жидких активных сред. Газообразные отходы на АЭС не утилизируются, их удаление реализуется в окружающую среду с воздушными выбросами АЭС. Поскольку газовоздушные выбросы станции, содержащие примеси активных аэрозолей и газов, являются основным фактором дозового воздействия АЭС на население, и содержание РВ [радиоактивных веществ] в выбросах АЭС строго регламентировано по количеству и структуре нормативными документами, удаление газообразных отходов за пределы станции происходит после высокоэффективной очистки выбросов от радиоактивных примесей», – сообщается на стр. 269 второй книги ОВОС.

1-397 Фактические годовые газоаэрозольные радиоактивные выбросы Ростовской АЭС в атмосферу в 2016-2017 гг. Фото: ОВОС

«Основным каналом воздействия на население и компоненты окружающей среды в режиме нормальной эксплуатации является газоаэрозольный выброс АЭС, содержащий примеси радиоактивных веществ (газообразные отходы АЭС). К системам, формирующим газовые выбросы сформулирован набор требований, основным из которых является жесткое ограничение величины годового газоаэрозольного выброса.

В режиме нормальной эксплуатации станции основными источниками газоаэрозольного загрязнения воздуха помещений зоны контролируемого доступа являются возможные протечки жидких радиоактивных сред из технологического оборудования систем станции; кроме того, возможен выход радиоактивных газов и аэрозолей при вскрытии отдельного оборудования и при операциях, связанных с резкой, сваркой, зачисткой поверхностей загрязненного оборудования и трубопроводов при их ремонте и обслуживании», – говорится на стр. 269 второй книги ОВОС.

«Источниками поступления радиоактивных веществ в окружающую среду при нормальной эксплуатации АЭС являются газоаэрозольные выбросы в атмосферу через венттрубы АЭС и сбросы со стоками в водоем-охладитель. Газоаэрозольные выбросы АЭС образуются при протечках теплоносителя, в бассейнах выдержки отработанного топлива, при дегазации растворов в баках выдержки», – сообщается в ОВОС (Книга 1, стр. 394-396). – «Основной выброс РВ приходится на время вывода энергоблоков на ППР (увеличение технологических операций, дренирование теплоносителя в большом объеме, разуплотнение оборудования первого контура и т.д.). […] Поступление радионуклидов в окружающую среду с газоаэрозольными выбросами происходит через вентиляционные трубы после системы спецгазоочистки».

Итак, факт поступления радионуклидов в окружающую среду при нормальной эксплуатации АЭС хорошо известен и никем не отрицается. Вопрос в том, насколько достоверны данные о количестве и объёмной активности газоаэрозольных выбросов АЭС.

Объяснение концерна «Росэнергоатом» и «нестыковки» в ОВОС

Посте того, как доведённые до сведения общественности на слушаниях данные о росте газоаэрозольных радиоактивных выбросов Ростовской АЭС при переходе на сверхпроектную мощность были опубликованы в областных и федеральных СМИ, департамент информации и общественных связей АО «Концерн Росэнергоатом» направил в адрес автора документ, разъясняющий ситуацию (публикуем его в приложении).

«В ходе общественных слушаний, в частности, был затронут вопрос об объёмах т.н. газоаэрозольных выбросов, содержащих примеси активных аэрозолей и газов, в атмосферу. Ряд антиядерных представителей зелёных движений сделали неверный вывод, что якобы с увеличением мощности энергоблока до 104% произошло и увеличение выбросов», – сказано в документе. Следует напомнить, что данные об увеличении выбросов были не только представлены на слушаниях в презентации Любови Банщиковой, не только подтверждены в её ответе на вопрос автора, но и содержатся в официально опубликованном ОВОС.

Далее в документе говорится, что «…Система очистки настолько эффективна, что объём выбрасываемых аэрозолей существующими штатными приборами не фиксируется. Т.е. выбрасываемые объёмы ниже уровня различения детекторов».

Это мнение также противоречит информации из ОВОС, где, как указывалось выше, в таблице 6.2.10.1.1 приведены сведения о «фактических годовых газоаэрозольных радиоактивных выбросов Ростовской АЭС» в атмосферу за 2016 и 2017 годы. Если объёмы выбросов штатными приборами действительно невозможно зафиксировать, то возникает вопрос, откуда взялись эти цифры, причём приведённые с хорошей точностью – в три значащие цифры.

Кроме того, в ОВОС на страницах 289 и 293 книги 2 сообщается, что «полный выход активности вентвыбросов контролируется датчиками, размещенными в венттрубах», «на АЭС применяется как автоматизированный, так и лабораторный контроль газоаэрозольных выбросов».

Если «объём выбрасываемых аэрозолей существующими штатными приборами не фиксируется», то, возможно, АЭС стоит установить приборы, которые смогли бы фиксировать существующие выбросы радионуклидов в окружающую среду.

В действующих нормативных документах, например, Санитарных правилах проектирования и эксплуатации атомных станций (СП АС-03), указывается: «При нормальной эксплуатации АС, ожидаемых отклонениях от эксплуатационных параметров, проектных и запроектных авариях СРК [система радиационного контроля] должна обеспечивать получение и обработку информации о радиационной обстановке на АС и в окружающей среде, эффективности защитных барьеров, об активности радионуклидов, поступивших за пределы АС». (Пункт 6.4. СП АС-03). «Технические средства СРК должны обеспечивать осуществление радиационного технологического контроля (далее – РТК). РТК осуществляется с помощью измерений мощности дозы гамма-излучения и объемной активности. … реперных радионуклидов или их групп (регламентированных табл. 5.3 Правил), поступающих за пределы АС и характеризующих герметичность защитных барьеров». (Пункт 6.6. СП АС-03).

В представленном АО «Концерн Росэнергоатом» документе сказано: «Изменение метода учета фактических выбросов радионуклидов в атмосферу не означает их фактический рост. Боле того, отсутствие реальных (фактических) данных означает, что мы просто не имеем возможности достоверно сказать, с ростом мощности энергоблока до 104% объём выбросов увеличится, уменьшится или останется на прежнем уровне. Важно отметить, что переход на 104% был осуществлен одновременно с переходом на 18 месячный топливный цикл, в ходе которого сократилось количество ремонтных кампаний. Как следствие, сократилась общая продолжительность работ, связанных со вскрытием оборудования 1 контура (основная первопричина появления ИРГ). Т.е. количество выбросов в результате всего комплекса мероприятий должно даже сократиться! Но и этот факт является не более, чем расчётной величиной, поскольку физически его подтвердить – затруднительно».

Конечно, можно по-разному трактовать санитарные правила и иные нормы, но, возможно, у Ростовской АЭС просто отсутствуют положенные по закону реальные данные измерений активности и объёмной активности выбрасываемых через вентиляционные трубы радионуклидов?

Вопрос о том, как, с какой достоверностью, с какой периодичностью контролируются газоаэрозольные выбросы российских АЭС, давно поднимается представителями российского экологического движения. Весьма похожая ситуация была отмечена на Кольской АЭС – в 2010 году Ростехнадзор установил, что в нарушение требований СП АС-03, НП-002–04, НП-036–05 и НП-067-05 на Кольской АЭС «контроль и учет ИРГ и I-131 в выбросах АЭС отсутствует». На слушаниях по повышению мощности четвёртого блока Кольской АЭС, состоявшихся в городе Полярные Зори 9 июня 2011 года, ситуация была очень похожа на сложившуюся сейчас вокруг Ростовской АЭС – атомщики то заявляли, что выбросы при повышении мощности реально растут, то говорили, что выбросов нет вовсе, то ссылались на неточность измерительных приборов.

Итак, остаётся совершено неясным, располагает ли Ростовская АЭС (и другие атомные станции страны) измерительными приборами, способными с достаточной точностью провести измерения общей и объёмной активности радионуклидов, поступивших за пределы АЭС через вентиляционные трубы энергоблоков. Если информация в распространённом АО «Концерн Росэнергоатом» документе соответствует действительности, то таких приборов нет, а это может являться нарушением действующих норм и правил. Но, если цифры, приведённые в ОВОС и обнародованные на слушаниях взяты не с потолка, – тогда нам стоит принять к сведению информацию о том, что выбросы инертных радиоактивных газов Ростовской АЭС достигли 1/7 от величины допустимых выбросов, а выбросы цезия и кобальта растут в 5-8 раз в год, оставаясь в пределах допустимого.

Вопрос о том, насколько опасны такие «разрешённые» выбросы рассмотрен в отдельной статье.

Приложение:

2019-02-06 «Росэнергоатом» про газоаэрозольные выбросы

Andrey Ozharovsky

idc.moscow@gmail.com