Fission Cuisine
120 subscribers
27 photos
2 videos
1 file
16 links
Ядерная нарезка для профи и любителей.

Пишу заметки, разбираю темы, даю аргументы для срачей.

Обратная связь: @fiss_cuiss_bot

#nuclear #science #engineering #energy #safety
Download Telegram
Channel photo updated
Давайте знакомиться. Я профессионально занимаюсь атомной энергетикой, в частности вопросами теплогидравлики и безопасности. Для решения своих задач мне приходится перекапывать горы сложной литературы, структурировать, собирать и перебирать по сотне раз источники.

Я постоянно что-то забываю, и постоянно что-то ищу. Попробую тут по мере надобности выгружать интересный контент и сортировать по темам и по мере надобности для себя.
👍14❤6😨3👏2🔥1
Мои сохранёнки этого не выдержат, закладки в браузере не могут содержать файлов, а делать сайт не так интересно. Контент будет когда на русском, когда на английском языке, поскольку разные знания я получил на разных языках и переключаться между темами сложно. Надеюсь, вы найдёте контент полезным как для просвещения, так и для активного использования.
❤9👍3🌚2✍1🤝1
Когда речь заходит об атомной энергетике, в диалоге одним из первых почти у любого человека, вне зависимости от того, кем он работает и чем занимается, возникает вопрос: «Есть Чернобыль, Фукусима, Три Майл Айленд (Three Mile Island 2) А так ли безопасны атомные станции вообще?» Отвечая на него, часто профессионалы и специалисты говорят, что ничего произойти не может, и вероятность аварии 10^(-7) (или шанс 1 к 10000000, или даже меньше) случаев на реакторо-лет, можно не переживать. Но на уточняющий вопрос «Что это вообще за цифра такая? Что она означает?» сложно получить внятный ответ.

Когда смотришь на этот частый вопрос и один и тот же ответ каждый раз, пытаешься понять значение разобрав его на компоненты: «Это получается, что раз в 10 миллионов лет может произойти одна авария», «Реактор становится аварийным раз в 10 миллионов лет и реакторы столько не существуют, всё в порядке». Это не вписывается в то, что удаётся наблюдать. В самом деле, все 3 крупнейшие аварии произошли за последние 50 лет, это сильно меньше десяти миллионов лет. Как с этим быть? Почему магическая цифра с порядком в -7 должна приниматься на веру? Этот ответ имеет реальный смысл?

Спойлер: имеет, и не противоречит наблюдениям с учётом усовершенствования методов контроля. Пояснить «почему так» не просто, разгадка столь маленьких чисел, их смысла и роли вероятности для аварий на АЭС кроется в базовом определении системы для вероятностного анализа и не является очевидной изначально:

«Система — это детерминистическая сущность, состоящая из взаимодействующего набора дискретных элементов»

То есть, есть некие элементы, каждый из которых взаимодействует с другими частями, каждый такой элемент имеет определённое (детерминированное) поведение, может сбоить, ломаться и отказывать, и из них состоит система. Элементами на самом деле могут быть любые составляющие – человеческие факторы, элементы оборудования, ветер, условия и так далее.
Возникают два следующих вопроса. Каков размер системы и до какой степени элементы следует дробить. Нужно выяснить до каких пределов система остаётся значимым объектом для рассмотрения и как глубоко в неё нужно залезть чтобы выяснить минимальный размер элемента, который на что-то повлияет. Это пределы, при которых что угодно можно рассматривать как систему, которая может сломаться/отказать. Тут начинается самое интересное. Если взять систему слишком большую, расширить её до масштабов любых взаимодействий в принципе, то придётся смотреть как на неё влияет ветер, космическое излучение, движение облаков, что теряет смысл. Если элементы принять слишком маленькими, то нужно смотреть кто и как их изготавливал, как на них садилась пыль, какое мыло и как использовали чтобы помыть насос, что на завтрак ел уборщик? В действительности это конечно не так, и влияние этих факторов рассматривается для тех или иных ситуаций по-разному, учитывая в первую очередь функционал.

Получается это малюсенькое число, о котором было сказано в начале, учитывает все нюансы проекта в неких установленных или проектных пределах, а то, что за границами проекта как системы управляется иными механизмами нежели предусмотрено для той самой вероятности аварии с шансом 1 к 10000000. Этот шанс аварии складывается из сложного взаимодействия элементов, и не говорит о том, что что-то опасное происходит однажды за эпоху, это число говорит о том, что при всех учтённых факторах и при всех заложенных в проект исходных данных система откажет с таким шансом, но существуют события выходящие за пределы нашего рассмотрения которые к отказу могут привести с большей вероятностью. Для этих «иных» событий предусмотрен иной уровень управления, для того чтобы контролировать запроектные ситуации и иные тяжёлые аварии.

«Более маленькое число говорит о том, что система не откажет при рассматриваемой ситуации, оно говорит о том, что система откажет с гораздо большей вероятностью в случаях, не рассмотренных в кейсе»
❤6👍3🌚1
boundaries.png
34.1 KB
Стало быть, это маленькое число говорит о том, что среди рассматриваемых причин отказов не существует событий, которые способны реально вызвать крах системы, а то, что выходит за её пределы управляется другими механизмами, которые иначе взаимодействуют с последствиями. Проще говоря: cломанное можно успеть заменить, к обесточенному подать питание в разумных временных пределах. Но за пределами этих событий существует нечто, что управляется иными механизмами и использует иные методы устранения последствий. Тут можно плавно перейти к теме глубокоэшелонированной защиты; взаимодействия реальности, представлений и принимаемых решений; принципам, используемым при проектировании и анализе безопасности, это отдельные темы ещё на несколько постов, об этом мы ещё обязательно поговорим.

*определения в кавычках и визуализация понятия "система" взяты из https://www.nrc.gov/docs/ML1007/ML100780465.pdf
❤4👍2🌚1
Безопасность прежде всего

В сфере атомной энергетики существует достаточно много базовых понятий, которые за счёт сложных связей переплетаются в подобие системы. Они очень чётко определяют устройство любых атомных энергоблоков по всему миру. Я долгое время пытался уложить всё это в один компактный текст, но оказалось что контекст для каждого определения является определяющим и внушительным, поэтому я попытаюсь связать базовые понятия общей канвой и провести единую линию повествования.

Первый термин который является определяющим для всей отрасли – безопасность. Здесь невозможно переоценить важность, капитальные затраты на строительство любой атомной станции на 60% состоят из реализации концепций безопасности. Но что это такое в контексте? Любое производство обязано отвечать требованиям безопасности, чтобы рабочие получали как можно меньше травм, это давно зарегулированное понятие и статистика по рабочим происшествиям очень богата, но есть большое отличие для энергетики атомной. Безопасность производственная действительно важна, но она рассматривается отдельно, и в основном обеспечивается контролем на местах.

«Безопасность» согласно определению МАГАТЭ выходит далеко за рамки безопасности рабочих предприятия, затрагивает ситуации за пределами нормальной эксплуатации и касается конкретно радиационных рисков (glossary):

'Safety' means the protection of people and the environment against radiation risks, and the safety of facilities and activities that give rise to radiation risks. 'Safety' in the IAEA safety standards includes the safety of nuclear installations, radiation safety, the safety of radioactive waste management and safety in the transport of radioactive material; it does not include non-radiation-related aspects of safety.
Safety is concerned with both radiation risks under normal circumstances and radiation risks as a consequence of incidents (which include initiating events, accident precursors, ner misses, accidents and unauthorized acts) and arrangements put in place to mitigate their consequences if they were to occur.


Это означает, что под контролем находятся все этапы жизненного цикла АЭС, от проектирования и строительства, до утилизации отходов, переработки топлива и вывода из эксплуатации. Для того чтобы реализовать безопасность применяется идея глубокоэшелонированной защиты (Defense-in-Depth), которая хоть и кажется описательно простой, но включает огромное количество связанных технологий, не только инженерных, но и финансовых, информационных, организационных и иных (IAEA Defense-in-Depth).

Глубокоэшелонированная защита, которая обеспечивает безопасность базово разделяется на два вида барьеров – физические (четыре уровня) и процедурные (пять уровней). Для наглядности, я позаимствовал два слайда из презентации
❤7🌚1
Все компоненты Defense-in-Depth строго зарегулированы и имеют протокол для ситуации любого рода на атомном энергоблоке. Проверка качества сопровождает каждый элемент системы, контроль систем обеспечивает управление станцией в контролируемых пределах, управление аварийными ситуациями обеспечивает удержание как работу в плановых пределах, так и за ними чтобы радиационный выход не превышал допустимых границ.
❤11😨2🌚1
Пишу про культуру безопасности. Оказалось сложнее чем думал изначально! Скоро всё будет!
🔥10👀2❤1🤮1🌚1
Культура безопасности

Сегодня поговорим об очень специфическом, по-настоящему философском и социальном термине, который является одним из компонентов глубоко эшелонированной защиты. На процедурном уровне существует 5 ключевых компонентов: контроль качества, системы управления, управление авариями, планирование в случае чрезвычайных ситуаций и культура безопасности. Если первые четыре пункта можно понять из определения допустив как они работают и что из себя представляют, то пятый, культура безопасности, не такой простой орешек.

Для начала необходимо немного перенестись в прошлое, чтобы представить себя в обуви предыдущих поколений работников индустрии. До Чернобыльской катастрофы считалось достаточным и избыточным полагаться на техническую надёжность, а «защита от дурака» казалась важным, но не одним из ключевых параметров, поскольку специалисты работавшие в области энергетики обладали высоким уровнем компетенций, качественным высшим образованием и на определённом уровне казались непогрешимыми. К сожалению, реальность гораздо сложнее, а компетентность и образованность неохотно коррелируют с базовыми привычками и отношением к своему делу, что может привести к трагедии. Все три крупнейшие аварии на промышленных АЭС произошли в первую очередь из-за человеческого фактора.

Для того чтобы снизить влияние человеческого фактора на безопасность, во-первых, были пересмотрены нормативные документы после Чернобыльской катастрофы, а во-вторых, был пересмотрен подход к безопасности. Так появилась культура безопасности, которая, в общем случае может быть частью не только атомного сообщества, но и частной жизни.

Это философский термин, который включает в себя много качественных аспектов, а не строгие порядки, но следование строгим правилам и предотвращение потенциально опасных ситуаций являются компонентами культуры безопасности.

Звучит немного путано на первый взгляд, поэтому давайте обратимся к документу МАГАТЭ IAEA-TECDOC-1329 “Safety culture in nuclear installations. Guidance for use in the enhancement of safety culture”, чтобы понять как работает идея культуры безопасности сама по себе.

МАГАТЭ не допускает чрезмерного упрощения термина «культура» до простейших определений, таких как «базовые ритуалы», «способ разобраться с различными ситуациями», «поощрение традиций», «династийность» и так далее. Культура является сложной сущностью. Эдгар Шайн - организационный психолог, выделяет три слоя культуры: видимый, едва заметный и невидимый.

Видимый слой – артефакты и поведение. Включает в себя архитектуру, ритуалы приветствия, форму одежды, формы обращения и способы совместной работы людей. Этот слой может быть заметен наблюдателю со стороны, это нечто что сложно упустить если смотреть на культуру со стороны.
🔥7👍1🤮1🌚1
Едва заметный слой – поддерживаемые ценности. Нечто, что может быть выявлено, например стратегии, цели, подходы, образы мышления и способы действия в различных ситуациях. Эти ценности являются причинами наблюдаемого поведения, например, если приоритетом является безопасность, в таком случае каждое действие осуществляется с целью достичь желаемых результатов наибезопаснейшим путём. Поддерживающая командная работа является важной в достижении общих целей. Общие ценности позволяют строить сложные стратегии с корректной расстановкой приоритетов.

И последний по порядку, но не по значимости невидимый слой – базовые допущения. Глубочайшим уровнем культуры являются допущения, сделанные по умолчанию и регулируемые естественным образом сами по себе. Базовые допущения определяются вещами о которых мы обычно не задумываемся. «Можем ли мы доверять кому-то?», «Любят ли люди свою работу по умолчанию?», «Члены команды являются надёжными людьми?». Обычно лучше принять то, что позитивные качества важные для безопасности перевешивают негативные и вредоносные явления в таких сообществах как персонал АЭС, строители, разработчики документации. Если члены группы не понимают базовых допущений культуры, то они не смогут понять, как интерпретировать артефакты или как применить поддерживаемые ценности для принятия корректных решений в особых обстоятельствах. Базовые допущения являются основой целой культуры.

Исходя из вышесказанного можно сказать, что термин «культура безопасности» является культурой в социологическом определении, который использует базовые допущения, ориентированные на безопасность, что обеспечивает механизмы принятия решений в соответствии с ценностями культуры, направленными на достижение максимальной безопасности. Этот уровень глубокоэшелонированной защиты является определяющим в управлении влиянием человеческого фактора в атомной индустрии, что существенно снижает риски в области безопасности.

Кстати, Гомер Симпсон является сатирой на отношение к безопасности в «докультурную» эпоху и примером того, как делать не надо никогда.
❤‍🔥13🔥3🌚2👍1💩1
База атомной энергетики. Часть I.

В последние дни активно форсятся мемы про то, что атомная электростанция всего лишь кипятит воду. Давайте об этом поговорим подробнее. Что такое «атомная электростанция»? Почему она особенная?

Электростанция – это промышленная установка, которая генерирует электроэнергию из некоего первичного источника. Первичной энергией чаще всего бывает механическая или тепловая, которая затем преобразуется в электричество. Тепловая энергия из энергоносителей — это самый популярный и надёжный источник. В каждый момент времени понятно, сколько электричества произведёт энергоустановка, легко контролировать выработку зная какое количество топлива утилизируется.

Такие источники тепла как уголь и газ должны окислиться кислородом, что позволит разложить энергоноситель на углекислый газ и иные химические соединения с выделением большого количества тепла. Ядерное топливо не требует кислорода для того, чтобы высвободить тепло, поскольку энергия появляется из-за деления ядер свободными нейтронами в реакторе. Откуда берутся эти нейтроны сейчас в контексте не так важно, главное, что энергия высвобождается иным способом, в отличие от ископаемого топлива. Однако процесс получения электричества из тепла у АЭС такой же как у угольной или газовой электростанции – выработать тепло, трансформировать его в удобную для передачи форму, заставить вращать генератор чтобы получить ток. Эти преобразования возможны только за счёт подвижной среды, чаще всего в газообразном состоянии.

Эта среда называется «теплоноситель». Обычно он выбирается из соображений экономичности, и может быть любым – воздух, вода/пар, гелий, углекислый газ и т.д. Самое главное чтобы теплоноситель было легко нагреть, привести в движение за счёт разности давлений и направить его в турбину, где он, отдавая полученное тепло, приводил бы её во вращение, а потом повторять этот процесс снова и снова по кругу. Этот замкнутый непрерывный процесс называется термодинамическим циклом. Постоянно находясь в движении, теплоноситель постоянно вращает ротор турбины, который в свою очередь вращает подвижную часть электрогенератора – ротор. Это создаёт электрический ток в неподвижной части электрогенератора, статоре.

#энергия #энергоноситель #теплоноситель #реактор #термодинамика #турбина
👍9❤4🌚1
Вот здесь про цикл очень хорошо рассказывает ныне покойный Центрнаучфильм с 2:15

Жмяк
👍2❤1🌚1
База атомной энергетики. Часть II.

Для того чтобы вести дискуссии в интернете, следует немного поковыряться в железе и понять, чем атомные реакторы отличаются между собой. Сегодня мы будем учиться умничать и отличать друг от друга два самых популярных типа реакторов – кипящие и с водой под давлением. Все другие виды являются скорее экзотикой, о них мы ещё поговорим в будущем.

Кипящие реакторы и реакторы с водой под давлением концептуально являются очень простыми с точки зрения процессов на них происходящих, изготовлении и конструкции относительно других реакторов. В них в качестве теплоносителя используется обыкновенная очищенная вода, она же является замедлителем нейтронов (нейтроны теряют энергию, когда сталкиваются с ядрами молекул воды, и после этого с большей вероятностью вызывают деление ядерного топлива, о замедлении мы ещё поговорим). У кипящих и у реакторов с водой под давлением похожее топливо.

Однако, ключевым отличием является количество петель, или контуров теплоносителя. В кипящих реакторах (Boiling Water Reactors – BWR) вода кипит непосредственно в реакторе, после чего из пара отбираются лишние капельки, и пар отправляется на турбину, то есть петля всего одна. В случае, когда говорят про реактор с водой под давлением (Pressurized Water Reactor – PWR, или его аналог из России Водо-Водяной Энергетический Реактор – ВВЭР), то вода не кипит в самом реакторе, а лишь нагревается до высокой температуры, высокое давление не позволяет ей кипеть. Затем насосами эта вода загоняется в парогенераторы, где через стенки труб прямо как в водонагревательном котле, начинает греть воду второго контура, после того как вода первого контура отдаёт тепло в парогенераторе, она возвращается в реактор. Вода второго контура уже делает привычное дело, превращается в пар и вращает турбину.

В случае с BWR пар в турбину попадает радиоактивный, потому что у него есть прямой контакт с ядерным топливом. PWR и ВВЭР не имеют этой особенности, весь второй контур не является радиоактивным, что позволяет проще обслуживать турбинную часть энергоблока.

Здесь можно посмотреть анимацию происходящего в реакторе ВВЭР
👍4❤1🌚1
На рисунке показана схематически разница между BWR и PWR.

ГЦН – главный циркуляционный насос
КН – конденсатный насос
ПГ - парогенератор
ЦН – циркуляционный насос
👍5🌚2❤1
Давайте сделаем рубрику ответов на глупые вопросы. Можете подключить знакомых и задать любые вопросы про атомную энергетику, безопасность, надёжность, что вас интересует. Буду давать развернутые ответы

Вы: получаете ответы на вопросы которые некому задать
Я: даю ответы со ссылками где это возможно.

Win-win друзья.

Вопросики шлите вот сюда анонимно: @fiss_cuiss_bot или оставляйте в комментариях к этому посту
🔥11❤1👍1🌚1
Fission Cuisine pinned «Давайте сделаем рубрику ответов на глупые вопросы. Можете подключить знакомых и задать любые вопросы про атомную энергетику, безопасность, надёжность, что вас интересует. Буду давать развернутые ответы Вы: получаете ответы на вопросы которые некому задать…»
Отвечу на все вопросы, пожалуйста, не отписывайтесь пока я пишу диссер, немного осталось перед отправкой его на проверку 🙈
🙏16👍1🥰1🌚1🤓1