An toàn hạt nhân10:45:26 02/06/2016

An toàn hạt nhân bao gồm các hành động, tác động, hành vi hay công việc nhằm đạt được các điều kiện vận hành tiêu chuẩn, ngăn ngừa các sự cố phóng xạ và hạt nhân hoặc giảm thiểu hậu quả của các sự cố; bảo vệ công nhân, môi trường và dân chúng khỏi các rủi ro bức xạ hạt nhân. An toàn hạt nhân là bảo đảm an toàn cho các nhà máy điện hạt nhân, các thiết bị hạt nhân; bảo đảm an toàn khi vận chuyển vật liệu hạt nhân, cũng như khi sử dụng và cất giữ các vật liệu hạt nhân dùng trong y tế, công nghiệp và trong quân sự.

An toàn hạt nhân bao gồm các vấn đề cơ bản như sau:

Sự cố hạt nhân

Khái niệm chung về sự cố hạt nhân

Sự cố là kết quả tổng hợp của các quá trình quá độ không được xử lý. Hiện tượng quá độ sự cố là hiện tượng mà ở đó có sự lệch khỏi giá trị bình thường cho phép của tất cả các thông số vận hành như: nhiệt độ, áp suất, lưu lượng chất tải nhiệt,... Các hiện tượng sự cố này nếu diễn ra liên tục trong khoảng thời gian nào đó thì tạo thành quá trình quá độ sự cố. Chúng ta có thể coi tất cả các trường hợp phá vỡ sự cân bằng giữa năng lượng được sinh ra và năng lượng được tải đi trong lò phản ứng là một hiện tượng quá độ sự cố. 

Sự cố kỹ thuật có thể xảy ra ở mọi nơi trong sơ đồ công nghệ nhà máy điện hạt nhân: lò phản ứng, thiết bị cơ nhiệt, trạm điện,... và đều gây ra các hậu quả tai hại cho nhà máy. Các sự cố ở lò phản ứng là nghiêm trọng và đáng chú ý hơn cả vì lò phản ứng chứa đựng rất nhiều các vật liệu có tính phóng xạ cao, nếu để thoát ra ngoài, sẽ gây ra thảm họa hạt nhân ảnh hưởng đến dân chúng và môi trường sống.

Phân loại sự cố hạt nhân

Theo thang sự kiện hạt nhân quốc tế (INES – International Nuclear Event Scale), người ta chia ra thành 3 mức sự cố (nuclear incident) và 4 mức tai nạn hạt nhân (nuclear accident).

Bảo vệ an toàn hạt nhân theo chiều sâu

Bảo vệ an toàn hạt nhân theo chiều sâu bao gồm việc triển khai có thứ tự với các mức độ khác nhau đối với thiết bị máy móc và các thủ tục để duy trì hiệu quả của các barie vật lý ngăn cách giữa các vật liệu phóng xạ và nhân viên làm việc, dân cư hay môi trường trong khi vận hành bình thường hoặc khi có các sự cố hạt nhân đối với một vài barie cho phép.

Các hệ thống an toàn của nhà máy điện hạt nhân được thiết kế theo những nguyên tắc nhất định nhằm giảm bớt việc hỏng hóc của thiết bị máy móc vì những nguyên nhân chung. Các nguyên tắc đó là:

  • Nguyên tắc dự phòng: Trang bị số lượng dư thừa các hệ thống an toàn thực hiện cùng một chức năng.
  • Nguyên tắc độc lập: Sự thực hiện chức năng của một hệ thống không phụ thuộc vào hoạt động của các hệ thống khác.
  • Nguyên tắc tách rời: Sự  phân chia vật lý của các hệ thống thực hiện cùng một chức năng bằng barie (rào) ngăn cách hoặc phân bố các hệ thống đó xa nhau một khoảng nhất định để giảm bớt xác suất hỏng hóc cùng một lúc.
  • Nguyên tắc khác biệt: Các hệ thống hoặc thiết bị máy móc có cấu trúc và nguyên tắc làm việc khác nhau nhưng cùng có chung một nhiệm vụ.

 Do có những nguyên tắc thiết kế như vậy nên chức năng bảo đảm an toàn và hạn chế hậu quả sự cố hạt nhân của các hệ thống thiết bị máy móc luôn được thực hiện trong quá trình vận hành nhà máy.

 Khi nói đến bảo vệ an toàn hạt nhân tức là nói đến các biện pháp bảo vệ an toàn nhà máy điện hạt nhân trong các trường hợp thiết bị hoạt động bình thường và không bình thường. Trong trường hợp thiết bị hoạt động bình thường, an toàn hạt nhân dược thực hiện trên nguyên lý “tốt nhất có thể được”. Trong trường hợp thiết bị hoạt động không bình thường, an toàn hạt nhân được thực hiện trên nguyên lý “bảo vệ theo chiều sâu” theo 4 mức như sau: 

  • Ngăn ngừa sự xuất hiện của các sự kiện bất thường.
  • Ngăn ngừa sự phát triển của các sự khiện bất thường thành sự cố.
  • Hạn chế hậu quả của sự cố hạt nhân.
  • Loại trừ hậu quả của sự cố hạt nhân đối với môi trường. 

Sơ đồ bảo vệ theo chiều sâu về an toàn nhà máy điện hạt nhân

Văn hóa an toàn

Hiện nay, văn hóa an toàn là khái niệm phổ biến khi thảo luận về an toàn hạt nhân. Văn hóa an toàn có liên quan đến thái độ, cách cư xử, và các điều kiện ảnh hưởng đến việc thực hiện an toàn tại các nhà máy điện hạt nhân. Văn hóa an toàn bao gồm cả các vấn đề hoạt động và quản lý, là một chủ đề nhạy cảm, ưu tiên đối với các nhà vận hành, mà vai trò của họ là đảm bảo một sự chấp thuận đối với các yêu cầu an toàn mà không can thiệp vào các quyết định về quản lý. Văn hóa an toàn hạt nhân được hình thành từ thái độ, hiểu biết và trách nhiệm của các cá nhân, tổ chức khi tham gia vào bất kỳ hoạt động nào có liên quan đến an toàn hạt nhân.

Văn hóa an toàn hạt nhân phát triển theo ba giai đoạn:

- Giai đoạn đầu là giai đoạn mà an toàn được thiết lập dựa trên các quy tắc và quy định, đạt được bằng việc tuân thủ các quy tắc và quy định đó;

- Giai đoạn thứ hai là giai đoạn mà an toàn được coi là một mục tiêu quan trọng của tổ chức, làm tăng nhận thức của các cá nhân về hành vi, phương diện và tập trung vào các giải pháp kỹ thuật và thủ tục quản lý an toàn;

- Giai đoạn thứ ba là giai đoạn mà an toàn luôn được cải thiện từ quản lý, hành vi và thái độ của các cá nhân và lãnh đạo trong tổ chức, hiểu được các tác động ảnh hướng đến các vấn đề văn hóa an toàn.

Các biện pháp ngăn ngừa sự cố nhà máy điện hạt nhân

Lựa chọn địa điểm

Lựa chọn địa điểm là sự giải quyết cân bằng giữa các yếu tố: quyền lợi kinh tế, dân cư và an toàn. Khi lựa chọn dịa điểm cho nhà máy điện hạt nhân, cần phải xem xét những gì có thể xảy ra trên địa điểm đó trong toàn bộ thời gian sử dụng nhà máy.

 Các yếu tố bên ngoài ảnh hưởng đến an toàn nhà máy bao gồm các yếu tố tự nhiên (địa lý, địa chấn, khí hậu, thủy văn,...) và các yếu tố có thể nguy hiểm do con người gây ra (các cơ sở công nghiệp lớn và đường hằng không,...). Sở dĩ cần phải xem xét như vậy là vì:

  • Các nhà máy điện hạt nhân cần có độ vững chắc và ổn định cơ học cao, không nhạy cảm với những thay đổi cho phép của các thông số vận hành. Vì vậy, nhà máy cần được xây dựng trên một nền móng vững chắc, không bị ảnh hưởng bởi động đất và việc hư hỏng của các cơ sở công nghiệp khác cũng như máy bay bị rơi. Người ta phòng ngừa động đất cho nhà máy điện hạt nhân bằng hai phương pháp: (a) bố trí nhà máy ở xa vùng có các vết nứt động và các vấn đề khác như nhạy cảm đối với việc hóa lỏng thổ nhưỡng hay trượt giữa các lớp địa tầng; (b) thiết kế nhà máy trên trọng tải rung do động đất được dự báo trước theo kinh nghiệm lịch sử và các số liệu về hoạt động kiến tạo.
  • Trong quá trình nhà máy điện hạt nhân hoạt động, vấn đề lão hóa và điều kiện làm việc có thể ảnh hưởng đến đặc trưng của thiết bị máy móc. Vì vậy, người ta cần khảo sát điều kiện môi trường tại địa điểm nhà máy để lựa chọn hay thiết kế các hệ thống thiết bị máy móc phù hợp, không bị ăn mòn và hoen gỉ vì các yếu tố môi trường. Trong các điều kiện môi trường có cả các điều kiện của sự cố như: nhiệt độ, áp suất, bức xạ, độ ẩm, độ rung và lực va chạm của luồng không khí.

Trong vấn đề lựa chọn địa điểm, người ta cần phải tính đến ảnh hưởng của phóng xạ lên dân chúng trong điều kiện nhà máy điện hạt nhân hoạt động bình thường và khi xảy ra sự cố hạt nhân. Chất phóng xạ xâm nhập vào con người có thể trực tiếp hoặc gián tiếp qua không khí, nước và các dây chuyền sản xuất thức ăn. Cho nên, ngoài việc loại trừ con đường mà phóng xạ có thể ảnh hưởng đến đời sống dân chúng, địa điểm xây dựng nhà máy cần được chọn ở những vùng:

 Xa khu dân cư và không ở đầu luồng gió.

  • Không có mạch nước ngầm chảy qua.
  • Nước thải ra từ nhà máy không được chảy qua các vùng dân cư mặc dù đã qua xử lý.

Trên địa phận có nhà máy điện hạt nhân, để đảm bảo an toàn bức xạ, ở Nga người ta đã quy định những vùng đặc biệt xung quanh nhà máy:

  • Vùng xây dựng nhà máy.
  • Vùng bảo vệ - vệ sinh, cách vùng nhà máy điện hạt nhân từ 3 đến 5 km, không có dân.

Vùng quan sát, cách vùng nhà máy điện hạt nhân 20 – 30 km, có dân sinh sống. Ở vùng này, vấn đề sức khỏe của dân chúng và suất liều phóng xạ luôn được theo dõi và kiểm tra.

Một vài đặc trưng an toàn nội tại

Ở mức công suất cao, nhiệt độ của nhiên liệu và của vật liệu bao quanh (chất làm chậm và chất tải nhiệt) có các hiệu ứng phản hồi tác động lên độ phản ứng của lò. Mức độ ảnh hưởng đó phụ thuộc vào thành phần nhiên liệu hạt nhân và chất làm chậm, vào mật độ và cách bố trí chúng trong vùng hoạt của lò phản ứng. Vì vậy, người ta thường thiết kế vùng hoạt lò phản ứng sao cho có lợi về mặt an toàn hạt nhân. Trong thực tế, khi lò phản ứng đang hoạt động, bất cứ một sự thay đổi về áp suất hay lưu lượng của chất tải nhiệt, v. v... dẫn đến sự thay đổi nhiệt độ của vùng hoạt đều có thể đưa lò vào trạng thái không ổn định.

Đỗ Ngọc Điệp, Trung tâm Thông tin và Tư vấn hạt nhân, Cục Năng lượng nguyên tử

Google translate
Liên kết
  • Bộ Khoa học và Công nghệ
    Bộ Khoa học và Công nghệ
Thư viện ảnh
Đối tác
Media
Thống kê truy cập