Turvallisuusperiaatteet

Ydinturvallisuuden varmistaminen perustuu kokemuksen ja tutkimustoiminnan pohjalta muotoutuneisiin yleisiin periaatteisiin. Niiden mukaan turvallisuus varmistetaan syvyyssuuntaisella puolustuksella ja moninkertaisin järjestelyin.

Onnettomuudet pyritään estämään hyvällä suunnittelulla, korkealla laadulla ja huolellisella käyttötoiminnalla. Jos häiriö tai onnettomuus kuitenkin sattuu, pyritään se saamaan hallintaan turvallisuusjärjestelmien avulla. Jos tässäkään ei onnistuta, pyritään onnettomuuden ympäristövaikutuksia lieventämään mahdollisimman tehokkaasti. Turvajärjestelmien suunnittelu ja mitoitus perustuu laskennallisiin onnettomuusanalyyseihin ja kokeelliseen tietoon.

Syvyyssuuntainen turvallisuusajattelu

Turvallisuuden varmistaminen reaktorivaurioiden ja säteilyn haitallisten vaikutusten estämiseksi tapahtuu usealla peräkkäisellä, toisiaan varmentavalla toiminnallisella ja rakenteellisella tasolla. Tätä toimintatapaa sanotaan syvyyssuuntaiseksi turvallisuusajatteluksi tai syvyyspuolustusperiaatteeksi. Turvallisuuden varmistamisessa voidaan erottaa ennalta ehkäisevä, suojaava ja lieventävä taso.

Ensimmäinen eli ennalta ehkäisevä taso

Tavoitteena on estää poikkeamat laitoksen normaalista käyttötilasta korkeatasoisen suunnittelun ja käyttötoiminnan avulla. Tärkeiden laitteiden suunnittelussa, valmistuksessa, asennuksessa ja huollossa sovelletaan korkeita laatuvaatimuksia ja riittäviä turvallisuusmarginaaleja. Lisäksi suunnittelussa pyritään käyttämään luontaisesti stabiileja ja epänormaaleja olosuhteita korjaavia ratkaisuja. Erityisesti reaktori suunnitellaan siten, että luontaiset takaisinkytkennät pyrkivät estämään reaktorin tehon hallitsemattoman kasvun. Tämä perustuu siihen, että tehon kasvu johtaa reaktorin lämpötilan nousuun, mikä puolestaan vaikuttaa tehoa pienentävästi.

Toinen eli suojaava taso

Vaikka laitosten suunnittelulle ja käytölle asetetaan korkeat laatuvaatimukset, voi onnettomuuksia ja käyttöhäiriöitä silti esiintyä. Niiden varalta ydinvoimalaitokset varustetaan järjestelmillä, joiden tehtävänä on havaita häiriöt ja estää niiden kehittyminen vakaviksi onnettomuuksiksi. Näillä järjestelmillä varmistetaan erityisesti reaktorin sammutus, reaktorisydämen jäähdytys ja jälkilämmön poisto.

Kolmas eli seurauksia lieventävä taso

Jos onnettomuuden etenemistä ei ensimmäisen ja toisen tason toimilla pystytä estämään, on vielä mahdollista lieventää sen seurauksia. Tällöin on tärkeintä varmistaa suojarakennuksen säilyminen ehjänä ja suojarakennukseen liittyvien järjestelmien toiminta.

1

Ydinpolttoaine

Ensimmäisenä esteenä on itse ydinpolttoaine. Normaalikäytön aikana pääosa fissiotuotteista on kiinteässä olomuodossa ja pysyy osana keraamista polttoainemateriaalia. Pieni osa kaasumaisista fissiotuotteista tihkuu ulos polttoainemateriaalista, mutta jää kuitenkin polttoainesauvan tiiviin suojakuoren sisään.

2

Jäähdytyspiirin seinämä

Toisena vapautumisen esteenä on jäähdytyspiirin seinämä. Vuotavista polttoainesauvoista vapautuvat fissiotuotteet ja jäähdytteen sisältämät radioaktiiviset korroosiotuotteet pysyvät normaalikäytössä tiiviin jäähdytyspiirin sisällä, mistä ne poistetaan hallitusti jäähdytteenpuhdistusjärjestelmän tai kaasujenkäsittelyjärjestelmän avulla ja käsitellään myöhemmin ydinjätteenä

3

Suojarakennus

Kolmannen vapautumisen esteen muodostaa reaktoria ympäröivä paineenkestävä ja kaasutiivis suojarakennus. Sen tehtävänä on pitää sisällään jäähdytyspiirin vaurioituessa vapautuvat radioaktiiviset aineet

4

Ulompi suojarakennus

Neljännen esteen muodostaa yleensä varsinaisen suojarakennuksen ulkopuolella oleva toinen rakennus, ulompi suojarakennus tai reaktorirakennus. Varsinaisesta suojarakennuksesta mahdollisesti vuotavat pienet kaasumäärät kerätään ulommasta suojarakennuksesta ja päästetään suodattimien kautta ulkoilmaan. Pääosa radioaktiivisista aineista jalokaasuja lukuun ottamatta jää suodattimiin

Rinnakkaisperiaate tarkoittaa sitä, että turvajärjestelmät koostuvat useista toisiaan korvaavista rinnakkaisista eli redundanttisista osajärjestelmistä. Järjestelmä voi koostua esimerkiksi neljästä osajärjestelmästä, joista kahden toiminta riittää toteuttamaan vaaditun turvallisuustoiminnon. Vaihtoehtoisesti voi olla kolme osajärjestelmää, joista yhdenkin toiminta riittää turvaamaan turvallisuustoiminnon toteutumisen.

Eri toimintaperiaatteiden käyttö eli erilaisuusperiaate (myös diversiteettiperiaate) tarkoittaa sitä, että sama toiminto toteutetaan eri toimintaperiaatteisiin perustuvilla järjestelmillä. Näin pyritään parantamaan järjestelmien luotettavuutta ja erityisesti pienentämään eri osajärjestelmissä samanaikaisesti esiintyviä ns. yhteisvikoja. Tätä periaatetta sovelletaan esimerkiksi reaktorin sammuttamiseen, joka pitää voida toteuttaa kahdella eri periaatteeseen perustuvalla järjestelmällä. Toinen järjestelmä voi perustua säätösauvoihin ja toinen neutroniabsorbaattorina toimivan booriliuoksen pumppaamiseen reaktoriin.

Erotteluperiaate tarkoittaa sitä, että turvajärjestelmien rinnakkaiset osajärjestelmät sijoitetaan siten, että niiden yhtaikainen vaurioituminen esimerkiksi tulipalossa tai tulvassa on epätodennäköistä. Erottelu voidaan toteuttaa sijoittamalla osajärjestelmät eri tiloihin tai sijoittamalla ne samaan tilaan riittävän etäälle toisistaan tai rakentamalla osajärjestelmien välille suojaavia rakenteita. Turvallisuudelle tärkeät järjestelmät sijoitetaan eri tiloihin kuin laitoksen muut järjestelmät.

Tämän fyysisen erottelun lisäksi noudatetaan toiminnallista erottelua, jolla estetään rinnakkaisten tai toisiinsa liittyvien järjestelmien väliset keskinäiset vuorovaikutukset. Esimerkkeinä tästä ovat erotusmuuntajien käyttö sähköisissä piireissä ja erotusventtiilit nestettä tai kaasua sisältävissä järjestelmissä.