Кіріспе

Шотландиядағы пайдаланудан шығарылған ядролық электр станциясы

Чапелкросс атом электр станциясы – бұрынғы Магнокс типті ядролық электр станциясы, қазіргі таңда демонтаждалуда. Ол Шотландияның оңтүстік-батысындағы Дамфрис және Галлоуэй аймағындағы Аннан қаласында орналасқан және 1959 жылдан 2004 жылға дейін жұмыс істеді. Ол Англияның Камбриядағы Кальдер-Холл атом электр станциясымен бірдей салынған; екеуі де Ұлыбританияның Атом энергиясы жөніндегі басқармасымен іске қосылып, бастапқыда олар тарапынан басқарылды. Екі станцияның да басты мақсаты – Ұлыбританияның ядролық қарулар бағдарламасы үшін қару сапасындағы плутоний өндіру болды, бірақ олар сонымен қатар Ұлттық желіге электр энергиясын да өндірді. Реакторлардың қызмет ету мерзімінің соңында, суық соғыс аяқталып, Ұлыбритания ядролық тежеу құралын дамытуды баяулатқан кезде, электр энергиясын өндіру реактор жұмысының басты мақсатына айналды. Қазіргі таңда станцияны «Nuclear Decommissioning Authority» басқарушы компаниясының еншілес кәсіпорны «Magnox Ltd» демонтаждау жұмыстарын жүргізуде. Станциядағы төрт салқындату мұнарасы 2007 жылы бұзылды. Реакторлар пайдаланылған отыннан бос және қазіргі уақытта жылу алмастырғыштар және ыстық газ арналары сияқты бірінші контур жабдықтарын демонтаждаудан өтуде. Толық демонтаждалғаннан кейін реакторлар күтімге алып, жөндеу кезеңіне өтеді, бұл радиация деңгейінің төмендеуіне мүмкіндік береді, содан кейін реакторлардың өзі бұзылады.

Орналасқан жері

Chapelcross, екінші дүниежүзілік соғыс кезіндегі оқу әуеайлағы RAF Аннанның бұрынғы орнында салынған. Ол Аннан қаласының солтүстік-шығысында, Аннандейл және Эскдейл ауданында, Дэмфрис және Галлоуэй аймағында, оңтүстік-батыс Шотландияда орналасқан. Ең жақын кішкентай елді мекен – Крека.

Тарих

Капелкросс Англияның Камбриядағы Кальдер Холл зауытының іріктес зауыты болды. Құрылысын Митчелл Констракшн компаниясы жүргізіп, 1959 жылы аяқтады. Басты мақсаты – Ұлыбританияның ядролық қарулар бағдарламасы үшін, оның ішінде WE.177 сериясы үшін плутоний өндіру еді. Электр энергиясы әрқашан туынды өнім ретінде қарастырылды. Капелкросс және Кальдерхолл – Ұлыбританияның газ реакторлық паркінің бір бөлігі ретінде теңізді емес, салқындату мұнараларын жылуды тарату үшін пайдаланған жалғыз ядролық электр станциялары болды. Chapelcross зауытының ресми ашылуы 1959 жылдың 2 мамырында Дамфрисшир лорд-лейтенанты сэр Джон Краббтың қатысуымен өтті. Бастапқыда ол Біріккен Корольдіктің Атом энергиясы агенттігінің (UKAEA) Өндіріс тобына тиесілі болды және 1971 жылы Парламент актісі арқылы Британдық ядролық отын компаниясы (BNFL) құрылғанға дейін басқарылды. Содан кейін бұл нысан Кальдер Холлмен бірлесіп BNFL-дің Электр энергиясын өндіру бизнесі (EGB) аясында жұмыс істеді, ал 2005 жылдың сәуір айында BNFL басқаратын Ұлыбритания үкіметіне қарасты ядролық бизнесті қайта брендтеу, қайта лицензиялау және қайта құрылымдау жүргізілді. Капелкроста әрқайсысы 60 МВт қуат өндіре алатын төрт Магнокс реакторы болды. Реакторларды UKAEA, ал турбиналарды C. A. Parsons & Company ұсынды. Электр энергиясын өндіру 2004 жылдың маусым айында тоқтатылды.

Пайдаланудан шығару және салқындату мұнаралары

Денсаулық сақтау және қауіпсіздік басқармасы (HSE) 2005 жылғы 26 қыркүйекте «Магнокс Электрик» компаниясына қағидаларға сәйкес «Чэппелкросс» нысанын тоқтату жобаларын жүзеге асыруға келісім берді. Тоқтатудың алғашқы көрінетін белгісі 2007 жылғы 20 мамырда сағат 09:00-де Дидкот, Дракс, Феррибридж және Фидлерс Ферри сияқты дәстүрлі құрлықтағы электр станцияларындағыдай гиперболоидты конструкцияға ие төрт табиғи желдеткіш бетонды салқындату мұнарасының бақыланатын жарылысы болды. Жарылыстар мұнаралар қабырғаларының бір бөлігін алып тастау үшін жоспарланған. Жарылыс нәтижесінде мұнаралардың шамамен үштен екі бөлігі және қабырға тіректерінің үштен екі бөлігі жойылды, бұл әрбір мұнараның бақыланатын құлауына әкелді. Оқ-дәрілер тізбектей оқ атылып, 91 метрлік мұнаралар 10 секундтан кем уақыт ішінде шамамен 25 000 тонна қиыршыққа айналды. Кальдер Холлдағы мұнаралар 2007 жылғы 29 қыркүйекте жарылды. Кейбір жергілікті тұрғындар (нысан қызметкерлері де бар) аймақтың өнеркәсіптік мұрасының символын жоюға қарсы болды. Мұнаралар жақсы ауа райында 80 км қашықтықтан көрінетін жергілікті маңызды нысан саналды. British Nuclear Group және NDA нысанның ядролық қондырғыларын жою және операциядан кейінгі тазалаудан (POCO) бұрын, дәстүрлі жарылыс әдісін басымдыққа қойды. 1-ші мұнара қабырғасының үлкен бөлігі жарылғыш заттарға қарсы тұрды, бірақ құрылыс аномалиясынан пайда болған көзге көрінетін иілісі болды. 2012 жылдың желтоқсанына қарай төрт реактордың үшеуінен отын алынып шығарылды. Отын шығару жұмыстары 2013 жылдың ақпанында аяқталды. Көптеген ғимараттарды бұзу 2023–2024 жылдарға дейін созылуы күтілуде, одан кейін 2024 жылдан 2089 жылға дейін күтімге алу және техникалық қызмет көрсету кезеңі басталады. Реактор ғимараттарын жару және нысанды толық тазалау 2089–2095 жылдарға жоспарланған.

Зауыттың құрылысы

Зауыттың құрылымы негізінен Кальдер Холл сияқты болды, құрамында төрт 180 МВт жылу қуаты бар, графитпен баяулатылған, көмірқышқыл газымен салқындатылған ядролық реакторлар бар еді. Олар табиғи уранмен (0,71% 235U) отындырылды және магний қорытпасынан жасалған цилиндрлерге (капсулаларға) орналастырылды. Басты айырмашылық – зауыттың орналасу схемасы. Chapelcross бастапқыда төрт реакторлық алаң ретінде іске қосылды (басқа төрт реакторды қосу мүмкіндігі пайдаланылмады), ал Кальдер «A» және «B» станцияларындағыдай екі реакторлық жеке алаңдар емес, сондықтан алаңның орналасуы ықшамдау болды. Барлық сегіз турбинаны біріктіретін жалғыз турбиналық зал бар, турбиналар бастапқыда 23 МВт қуатқа есептелген, бірақ реактордың жылу шығымы номиналды 265 МВт-қа дейін арттырылғанда, қуаттылығы 30 МВт-қа дейін біртіндеп арттырылды. 1-ші реактордың активтік аймағы Кальдер Холлмен бірдей (яғни, қаптамасыз) болды, бірақ 2, 3 және 4-ші реакторлардың отын арналарына графит қаптамалары орнатылды, бұл негізгі баяулағыштың 80 °C (144 °F) градусқа дейін қыздырылуына мүмкіндік берді, сәулеленуден туындаған графит зақымдануының әсерін азайту үшін. Екі реактор Ұлыбританияның ядролық қаруы үшін тритий өндіруге пайдаланылды және литийдің нейтрондарды жұтатын әсерін тоқтату үшін байытылған уран отыны қажет болды.

Жағдай-күйі мен құрылғылары

Сайттың оңтүстік бөлігі модульдік әкімшілік ғимараттан, төрт реактор ғимаратынан, турбиналар залынан, техникалық қызмет көрсету шеберханаларынан, қоймалардан, отын элементтерін салқындату тоғандарынан, тритий өңдеу зауытынан (CXPP) және жаңа колбаларды тасымалдау құрылғысынан (FHB) тұрады. Солтүстік учаске деп аталатын бөліктегі ғимараттарға ұшақ ангарлары, графит өңдеу зертханасы және бастапқыда Селлафилдте қайта өңдеуден алынған сары түсті кеміген уран триоксидінің 10 000 барабаны орналасқан үлкен ғимарат кіреді. 2010 жылдың ортасында NDA барлық кеміген уран барабандарын Шапелкросстан Селлафилдке шығарып жіберді. Сұйық қалдықтар Solway Firth шығанағына ұзын құбыр арқылы төгіледі. Барлық қоршаған ортаға зиян келтіретін шығарылымдар Шотландияның қоршаған ортаны қорғау агенттігі (SEPA) реттейтін жылдық шығаруға рұқсат алуға жатады. Шапелкросс 1980 жылдан 2005 жылға дейін Polaris және Trident стратегиялық ядролық қару жүйелері үшін тритий өндірді. Бұл литий мақсаттық материалына нейтрондық сәулелендіру арқылы жүзеге асырылды, нәтижесінде алынған тритий газы Chapelcross өңдеу зауытында (CXPP) өңделді. Бұл нысанды Қорғаныс министрлігінің тапсыруымен BNFL басқарды. Материал қауіпсіз автокөлік колонналары арқылы Альдермастондағы Ядролық қарулар орталығына жеткізілді. Ядролық қарулар бағдарламасына қатысқандықтан, 1998 жылға дейін бұл учаскеге халықаралық бақылау шаралары қолданылмады.

Бір арналы отынмен қапталған балқыма (1967 жылдың мамыр айы)

Коммерциялық реактор бағдарламасы үшін бағаланып жатқан 2-реактордағы бір арнадағы отын элементтері ішінара тосқауылға ұшырады, бұл графит қалдықтарының болуына байланысты (отын элементінің бұзылуына қараңыз). Отын қызып кетіп, магнокс қаптамасы зақымданып, ядроның бір бөлігіне радиоактивті заттар тарады. Реактор 1969 жылы сәтті тазалау операцияларынан кейін қайта іске қосылды және 2004 жылдың ақпанында жұмысын тоқтатқан соңғы реактор болды.

Өлімге әкелген апат (1978 ж. шамасында)

BNFL 1978 жылы Чапелкросс ауданындағы қаза болған оқиға үшін 200 фунт стерлинг айып төледі.

Қазандық қабығының ақаулығы (1997 жылдың маусымы)

Реактордың 2-ші реакторындағы 6-шы жылу алмастырғыштағы тіректермен байланысты жарықтар жоспарлы ультрадыбыстық сынақ кезінде табылды. Ақаудың үлгілерін металлургиялық зерттеу көрсетті: ол шеберханада дайындау кезінде және жобалық қысымнан 2,35 есе жоғары қысымды сынақтан бұрын пайда болған (қазіргі заманғы қысымды ыдыс нормаларынан едәуір артық жүктеме). Қызмет ішіндегі шаршаудан жарықтардың өсуіне ешқандай дәлел табылған жоқ. Жарық орналасқан материал жобада көрсетілгеннен өзгеше болды. Осыған ұқсас материал басқа жылу алмастырғыштарда да анықталды, бірақ толыққанды тексерулер кезінде құрылымдық маңызы бар қосымша жарықтар табылған жоқ. NII бұл материалды жылу алмастырғыштың қауіпсіздік талаптарына сай деп және оның шегінде деп сараптады.

Жұмысшылардың сәулеленген отын элементіне әсері (2001 жылдың бірінші тоқсаны)

2-реакторда отын құю операциясы кезінде сәулеленген отын элементі реактордан шығарылғанда, оны ұстап тұратын қармақтан босатылмады. Қармақты босату үшін стандартты әдістер қолданылды. Дегенмен, сәулеленген отын элементі операция барысында ілініп, қорғаныш қабығынан шығып кетті, нәтижесінде реактордың үстіндегі операторлар сәулеленген отын элементінен шығатын күшті сәулеленуге ұшырады. Персонал жылдам әрекет етті және алған радиологиялық доза мөлшері аз болды. Оқиға отын құю операциясының қауіпсіздігіндегі кемшіліктерді көрсетті, сондай-ақ лицензия иесі оқиғаны тергеп, жабдықтың қауіпсіздігін қайта қарағанда барлық отын құю жұмыстарын дереу тоқтатты. NII оқиғаны тергеп, оның жабдықтың жеткіліксіз конструкциясы мен дұрыс пайдаланылмауынан туындағанын анықтады. Оқиға Халықаралық ядролық оқиғалар шкаласы (INES) бойынша 1-ші деңгейге (аномалия) жатқызылды.

Магнокс кемітілген уран триоксидінің ағып кетуі (2001 жылдың шілдесі)

Жаңбыр суының кіруі мен сіңірілуі салдарынан, тозған жұмсақ болат барабандардан аз мөлшерде Магнокс кемітілген уран (MDU) шығып кетті. MDU – табиғи уранға қарағанда радиологиялық қаупі аз, бірақ қорғасын сияқты химиялық тұрғыдан зиянды, тығыз сары ұнтақ. Оның жоғары тығыздығы мен төмен ерігіштігі салдарынан, ол шашырап кетпейді, ал құрғақ төгілгенін тазалау оңай. Бұл материал ірі объектілерде, соның ішінде Капенхерстте, жұмсақ болат барабандарда сақталған. BNFL ғимараттың конструкциясын күшейтті, ал бастапқы барабандарды тот баспайтын болат барабандарға қайта орап, ұзақ мерзімді сақтау үшін Капенхерстке жіберді.

Жарықтандырылған отын элементтерінің құлаған себеті (2001 жылдың шілдесі)

3-реакторда отынды шығару жұмыстары кезінде 24 төмен дәрежелі сәулеленген магнокс отын элементтерінен тұратын себет, шығару машинасы ішінде, отын шығару ұңғымасының үстіңгі жағындағы есікке бірнеше футқа құлап түсті. Алқапты телекамерамен тексеру барысында 12 элементтің 80 футтан (24 метр) астам биіктіктен ұңғыманың түбіндегі сумен толтырылған көліктік ыдысқа түскені анықталды. NII тергеу бастады, себебі сәулеленген отын элементтерін түсіру – бұл өте қауіпті жағдай, тіпті BNFL NII-ге радиологиялық белсенділік шығарылмағанын хабарлағанмен де.

Зарядтау панелі қозғалысы өзекке қатысты (2001 жылдың қыркүйегі)

Қызмет барысында сәулеленудің әсерінен ядродағы графит модератор кірпіштерінің белгілі бір мөлшерде қысқаруына байланысты, олардың үстіндегі кейбір болат зарядтау табақтары аралық каналдағы жобаланған орнынан ығысып, жарылыс табасын анықтау (BCD) құбырларына ілініп қалды. Бұл ең көп 1-реакторда байқалды, себебі оның ядросы 2, 3 және 4-реакторлардың ядроларынан өзгеше конструкцияланған. BNFL тиісті қауіпсіздік тұжырымын жасауға немесе экономикалық тұрғыдан тиімді жөндеу жүргізуге мүмкіндік таппады, сондықтан 1-реактор 2001 жылдың тамызындағы жылдық тоқтаудан кейін қуат беруді қайта бастамады. 4-реактордың ядросы жөнделді, бірақ бұл реактор жөндеуден кейін қуат беруді қайта бастаған жоқ.