Частота повреждения активной зоны ( CDF ) — это термин, используемый в вероятностной оценке риска (PRA), который указывает на вероятность аварии , которая приведет к серьезному повреждению ядерного топлива в активной зоне ядерного реактора . [1] [2] [3] Аварии с повреждением активной зоны считаются чрезвычайно серьезными, поскольку серьезные повреждения топлива в активной зоне препятствуют адекватному отводу тепла или даже безопасному останову, что может привести к ядерному расплавлению . [3] Некоторые источники по CDF считают, что повреждение активной зоны и расплавление активной зоны — это одно и то же, и в разных отраслях и странах используются разные методы измерения, поэтому основное значение числа CDF заключается в управлении риском аварий в активной зоне внутри системы. и не обязательно предоставлять крупномасштабную статистику. [3] [4]
Оценка постоянных или временных изменений на атомной электростанции проводится для того, чтобы оценить, находятся ли такие изменения в пределах критериев риска. Например, вероятность повреждения ядра может увеличиться при замене компонента, но эта вероятность будет еще выше , если этот компонент выйдет из строя из-за того, что его не заменили. [4] Меры риска, такие как частота повреждений активной зоны и частота крупных ранних выбросов (LERF), определяют критерии риска для таких изменений.
Этот анализ рисков позволяет принимать решения о любых изменениях на атомной электростанции в соответствии с законодательством, запасами безопасности и стратегиями производительности.
В исследовании 2003 года, проведенном по заказу Европейской комиссии, было отмечено, что «частота повреждения активной зоны 5 × 10 -5 [на реактор-год] является обычным результатом» или, другими словами, один случай повреждения активной зоны за 20 000 реакторо-лет. [3] Согласно исследованию, проведенному в 2008 году Научно-исследовательским институтом электроэнергетики , расчетная частота повреждений активной зоны в атомной промышленности США оценивается сразу в 50 000 реакторных лет, или 2 × 10 -5 . [5]
Если предположить, что в мире эксплуатируется 500 реакторов, приведенные выше оценки CDF означают, что статистически ожидается, что где-то в мире будет происходить один инцидент с повреждением активной зоны каждые 40 лет по оценкам Европейской комиссии 2003 года или каждые 100 лет для Научно-исследовательский институт электроэнергетики за 2008 год оценил среднюю аварийность.
Согласно отчету Совета по защите национальных ресурсов за 2011 год, во всем мире наработано около 14 400 реакторо-лет коммерческой эксплуатации 582 реакторов. Из этих 582 реакторов 11 получили серьезные повреждения активной зоны. [6] Эти исторические данные показывают, что с 1954 по 2011 годы средняя частота аварий составляла 1 на каждые 1309 реакторо-лет (7,6 × 10 -4 на реакторный год CDF). В пяти из этих аварий ущерб был настолько легким, что реактор был отремонтирован и перезапущен.
Во время землетрясения 2011 года и вызванного им цунами высотой более 15 метров на восточном побережье Японии на АЭС « Фукусима-1» были повреждены активные зоны трёх из шести реакторов после того, как системы аварийного охлаждения активной зоны вышли из строя из-за экстремальных запроектных условий. То есть станции Фукусимы в своей первоначальной конструкции не учитывали цунами высотой более 3,1 метра (10 футов). [7] Этими реакторами были реакторы General Electric BWR-3 и BWR-4 внутри защитной оболочки Mark I , что распространено в Соединенных Штатах. Однако все эти типы электростанций имеют различную конструкцию в зависимости от правил, индивидуальных предпочтений коммунальных предприятий и места строительства. В 1995 году Национальная лаборатория Сандии подсчитала, что отдельные реакторы BWR-3 и BWR-4 в США имеют частоту повреждения активной зоны от 10 -4 до 10 -7 . [8]