Skomentuj 
Podziel się!
Udostępnij
Twittnij
Wyślij
Drukuj
Czy samoloty są problemem dla elektrowni jądrowej? Wygląda na to, że tak. W końcu sporo pieniędzy wydaje się na to, by zapobiec ewentualnym opłakanym skutkom katastrofy samolotu na jej terenie. Ale czy rzeczywiście gra warta świeczki? Rozważania te mają charakter nieco dyskusji akademickiej, gdyż podejście do tego problemu wymuszają przepisy prawa krajowego oraz wytyczne organizacji międzynarodowych.
W drugim trzeba zastanowić się nad skutkami ataków terrorystycznych przy wykorzystaniu samolotu jako środka ataku. Ważne jest tu ograniczanie sensu takiego wrogiego działania wobec elektrowni jądrowej. Elektrownia powinna być po prostu na taki atak odporna.
Analizując statystyki wypadków lotniczych na świecie (lotnictwa cywilnego od 18 pasażerów wzwyż) można wyciągnąć szereg wniosków.
Z rys. 1 widać, że ilość wypadków lotniczych ma tendencje spadkową - od 20 rocznie w roku 1997 do 5 w roku 2013. Nie znaczy to, że wypadki dadzą się wyeliminować i że prawdopodobieństwo upadku samolotu na EJ da się sprowadzić do zera. Ryzyko próbuje się zmniejszyć. I tak na przykład, biorąc pod uwagę to, że 55% wypadków następuje w czasie 5 minut fazy startu i podejścia do lądowania, polskie przepisy wyklucza-ją budowę elektrowni jądrowej w odległości mniejszej niż 10 km od lotniska cywilnego, na którym lądują duże samoloty (2).
Ale samoloty ulegają też awariom w czasie prze-lotu na pełnej wysokości. W sytuacji awaryjnej pilot stara się samolot jak najbezpieczniej posadzić, stąd można założyć, że omijać wtedy będzie budynki elektrowni. Skąd więc obawy o całość elektrowni? Zdarza się, że prowadzenie pilotażu jest niemożliwe czy to z winy załogi, czy braku sterowalności samolotem. Nie są to sytuacje hipotetyczne, dotyczyły też polskich samolotów. W 1938 roku spadł w Rumunii samolot LOTu. Przypuszcza się, że powodem było porażenie załogi przez piorun. Na świecie od lat 50-tych do dziś pioruny były powodem kilkunastu katastrof lotniczych. Powodowały one pożary, wybuchy paliwa i awarie instalacji elektrycznej.
Wśród przyczyn wypadków, błędy ludzkie do technicznych, bądź meteorologicznych mają się jak 4: 1; zachowanie ludzi jest nieprzewidywalne i trudne do oceny probabilistycznej. Kilkanaście katastrof miało swoje przyczyny w nagłej nie-sprawności załogi. Były one różne: uaktywnienie się choroby psychicznej, atak serca, a w powiązaniu z usterkami technicznymi - brak tlenu w wyniku rozhermetyzowania się kabiny pilotów i za-czadzenie powodowane awarią instalacji grzewczej.
Najgorszym zagrożeniem są zamachy bombowe. Blisko pół setki zakończyło się katastrofą. Wy-buch bomby może nastąpić w dowolnej fazie lotu, a upadek samolotu znajdującego się nawet 10 km nad elektrownią może zagrozić jej pracy. Nie-dawna tragedia na Ukrainie, spowodowana użyciem rakiety ziemia-powietrze, jest przykładem podobnego zagrożenia powodowanego przez siły zbrojne. Nie był to pierwszy przypadek ze-strzelenia samolotu pasażerskiego. Ma takie działanie na swoim koncie zarówno armia amerykańska jak i radziecka. W 1988 roku irański samo-lot pasażerski Airbus A300 z 290 osobami na po-kładzie został zestrzelony przez krążownik USS Vincennes. Natomiast w roku 1983 koreański Boeing 747 z nieznanych przyczyn zboczył z kur-su, wleciał na kilkadziesiąt kilometrów w głąb przestrzeni powietrznej ZSRR nad Sachalinem i został zestrzelony przez myśliwiec.
Osobnym problemem są porwania samolotów. W trzydziestu przypadkach zakończyło się to tragicznie. Dochodziło do walk na pokładzie, ale też spełnianie żądań terrorystów kończyło się czasami upadkiem samolotu z powodu braku paliwa.
Jak pokazują wymienione przypadki, samoloty spadają na ziemię również w fazie lotu na pełnej wysokości i to w sposób niekontrolowany przez załogę. A gdyby tak uderzyły w EJ? Jeśli byłoby to zdarzenie niezamierzone i przypadkowe to jego prawdopodobieństwo można policzyć. Jest ono bardzo małe, podali je Ameryka-nie w raporcie WASH-1400 (3) z 1975 r. Prawdopodobieństwo katastrofy lotniczej, której konsekwencją byłyby zniszczenia w elektrowni uzależniono od lokalizacji elektrowni. Zależy też od orientacji pasa startowego, intensywności ruchu lotniczego, a także rodzaju lądujących i startujących samolotów. Dla elektrowni w Harrisburgu (TMI), znajdującej się 4 km od dużego lotniska, gdzie lądują samoloty typu Boeing 707, prawdopodobieństwo katastrofy lotniczej skutkującej dużymi zniszczeniami obliczono na 5x10(^-7)/rok. Prawdopodobieństwo uszkodzenia przy tym istotnych elementów, takich jak rurociągi obiegu pierwotnego, czy reaktor oceniono na 100-krotnie mniejsze. Tak niskie ryzyko postulowanego zdarzenia awaryjnego w zasadzie nie musi być brane pod uwagę przy projektowaniu elektrowni. W polskich przepisach, gdy jest ono mniejsze niż 10(^-6) na rok pracy reaktora, to taka awaria określana jest jako hipotetyczna (4).
W USA, tylko dla niektórych elektrowni położonych blisko portów lotniczych brano w założeniach konstrukcyjnych pod uwagę ryzyko kata-strofy lotniczej. Sytuacja zmieniła się po zamachach terrorystycznych z 11 września 2001 r. Obecnie przepisy amerykańskiego dozoru jądrowego określają dokładnie odporność nowo budowanych elektrowni jądrowych na uderzenie dużego samolotu komunikacyjnego (Boeing 707 o masie 95 ton). Jeżeli elektrownie jądrowe będą odporne na uderzenie samolotu to taki atak po prostu nie będzie miał sensu, co stanowi najlepszy sposób na jego uniknięcie.
W krajach europejskich, przepisy dozorów jądrowych nie traktowały katastrof dużych samolotów pasażerskich jako istotnego zagrożenia. Analizowano skutki rozbicia się samolotów tury-stycznych (Francja - Cessna-210 o masie 230 kg, później samolotu Learjet-23 o masie 5,7 tony) i wojskowych (Niemcy - Starfighter o masie 13 ton, Ukraina, Bułgaria - samoloty o masie 10 ton). Impulsem do prowadzenia eksperymentów nad skutkami staranowania budynku reaktora przez samolot wojskowy była masowość katastrof lotniczych myśliwca bojowego Starfighter F-104, będącego na wyposażeniu Luftwaffe. Weszły one na uzbrojenie armii w 1960 roku. Do 1965 uległo rozbiciu 27 samolotów, a do końca eksploatacji w 1991 roku rozbiły się 292 maszyny z 916 eksploatowanych. Prawdopodobieństwo kata-strofy lotniczej na terenie EJ oceniano w latach 70-tych na 10-6/rok. Było to dostatecznie duże ryzyko, by przepisy niemieckiego dozoru jądrowego nakazywały brać je pod uwagę. Doświadczenia przeprowadzane w skali 1: 1 w Sandia Laboratories (patrz rys.2) pokazały, że po uderzeniu samolotu Phantom F4 w żelbetonowa ścianę (5), mur w szeregu eksperymentach ulegał przesunięciu, pozostawał jednak praktycznie nienaruszony. Samolot zachował się podobnie jak jajko rzucone w szybę. Uszkodzenia ściany wywołane były jedynie silnikami, które stanowiły najcięższy i najtwardszy element. Teoretycznie możliwe staje się jednak przekazanie energii uderzenia do partii muru po stronie wewnętrznej (przeciwnej niż samolot) i rażenie jego odłamkami urządzeń znajdujących się w środku.
Uderzenie dużego samolotu komunikacyjnego tym różni się od uderzenia samolotu wojskowe-go, że masa i rozpiętość skrzydeł jest większa (Airbus-A380/Phantom4, 560ton/20ton), natomiast silniki samolotu wojskowego mogą być większym zagrożeniem z uwagi na zwartość konstrukcji (działają jak grot strzały). Istotnym za-grożeniem jest wybuch paliwa, którego w samo-locie komunikacyjnym jest więcej (Airbus-A380/Phantom4, 256ton/5ton), większa jest więc fala uderzeniowa, obszar objęty pożarem i dymem. Katastrofa samolotu generuje też wstrząs i drgania o częstotliwości infradźwiękowej. Współczesny budynek reaktora (nazywany obudową bezpieczeństwa) ma specjalnie projektowane zbrojenia, by były odporne na wymienione powyżej zagrożenia; budynki pomocnicze zabezpieczone są przed zagrożeniem pożarowym (wybuch benzyny). Samo rozplanowanie budynków na tere-nie elektrowni jest takie, by zapewnić dublowanie się ich funkcji, by ich zniszczenie nie miało wspólnej przyczyny, jaką jest katastrofa samolotu. I tak np. remiza strażacka nie powinna znajdować się obok budynku reaktora (7).
Zarzuty braku odporności na upadek samolotu spotkały rozwiązanie konstrukcyjne reaktora typu AP-1000. W górnej części obudowy bezpieczeństwa znajdujący się tam zbiornik awaryjnego chłodzenia, który był nieodporny na zniszczenie, co otwierało możliwość powstania dziury. Od-krycie tej słabej strony obudowy bezpieczeństwa wymusiło wprowadzenie zmian konstrukcyjnych.
W polskich przepisach (8) (oprócz wspomnianego już ograniczenia lokalizacyjnego dla EJ), zgodnie z zaleceniami EUR (9) odnośnie samolotów, znaj-duje się zapis biorący pod uwagę ryzyko kata-strofy lotniczej: "w projekcie elektrowni jądrowej przewiduje się rozwiązania projektowe zapewniające jej bezpieczeństwo na wypadek uderzenia dużego samolotu cywilnego, takie, że w razie uderzenia samolotu, przy ograniczonych działaniach operatora:
1) rdzeń reaktora pozostaje chłodzony lub pierwotna obudowa bezpieczeństwa reaktora pozo-staje nienaruszona;
2) utrzymuje się chłodzenie wypalonego paliwa jądrowego lub integralność basenu wypalonego paliwa jądrowego”.
Warto zwrócić uwagę, że przytoczony zapis nie wymusza zakazu uszkodzenia obudowy bezpieczeństwa, zapewnione ma być natomiast po takiej katastrofie chłodzenie reaktora. Podobnie sformułowane jest to w wymogach EUR.
Poprzednie uregulowanie prawne - ustawa z dnia 10 kwietnia 1986 roku Prawo atomowe, nie zawierała przepisów związanych z zagrożeniami dla elektrowni jądrowej, powodowanymi przez ruch lotniczy. Polskie ustawodawstwo idzie więc z duchem czasu, by eksploatacja elektrowni jądrowych stawała się coraz bezpieczniejsza.
Przypisy:
(1) PlaneCrashInfo.com , http://www.planecrashinfo.com/cause.htm
(2) §5. pkt 10 Rozp. lokalizacyjne Dz.U. 2012 poz. 1025 (Rozp. RM w sprawie szczegółowego zakresu przeprowadzania oceny terenu przeznaczo-nego pod lokalizację obiektu jądrowego, przypadków wykluczających możliwość uznania terenu za spełniający wymogi lokalizacji obiektu jądrowe-go oraz w sprawie wymagań dotyczących raportu lokalizacyjnego dla obiektu jądrowego).
(3) Aircraft Crash Probabilities , Section 6.2, WASH-1400 (NUREG-75/014) Reactor Safety Study, App.III, US NRC, Oct 1975 , p. III-69 ÷III-71, http://www.barringer1.com/mil_files/NUREG-75-014-Appendices-III&IV.pdf
(4) Rozporządzenie o analizach bezpieczeństwa, załącznik nr 1, Dz.U. 2012, Poz.1043.
(5) Film dostępny w Internecie http://www.youtube.com/watch?v=zPe-bKIid8w
(6) http://wtcdemolition.com/blog/node/3089
(7) S.Kirchner Safety Concepts and Safety Validation - External Hazards, ISaR Institute, July 2011
(8) § 33. rozp. projektowego
(9) EUR - European Utylity Requirements, wymogi europejskich przedsiębiorstw energetycznych dla elektrowni jądrowych z reaktorami lekkowodnymi III. generacji (European Utility Requirements for LWR Nuclear Power Plants, Rev. C, 2001)
2
KOMENTARZE (0)
Do artykułu: Katastrofa samolotu a elektrownia jądrowa