Bases de Seguridad en las Centrales Nucleares Julio Blanco Centrales Nucleares Participadas

17 de Marzo de 2.010

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ÍNDICE Antecedentes Las Bases Tecnológicas Las Bases Administrativas L nuevas tendencias Las t d i Conclusiones

Antecedentes

Bases de Seguridad en las Centrales Nucleares

Las dos “patas” de la SEGURIDAD

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PREVENCIÓN: Las Bases Tecnológicas

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Bases de Seguridad en las Centrales Nucleares

Las Bases Tecnológicas: Barreras Físicas

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Las Bases Tecnológicas: Barreras Físicas - El C b tibl N Combustible Nuclear l

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Bases de Seguridad en las Centrales Nucleares Las Bases Tecnológicas: Barreras Físicas - El Sistema Reactor - Refrigerante

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Las Bases Tecnológicas: Barreras Físicas - El Recinto de Contención

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Las Bases Tecnológicas: Las Salvaguardias SEGURIDAD: Variables Físicas del Reactor en EQUILIBRIO - 1 - Equilibrio E ilib i Termodinámico: T di á i Energía generada = Energía extraída C a l o r r e s i d u a l 10

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Las Bases Tecnológicas: Las Salvaguardias - 2 - Equilibrio Neutrónico: Nú Número d de neutrones t constante t t

R Reacción ió de d fisión fi ió nuclear: l U235 + 1 n (térmico) -> PF1 + PF2 + 2 n (rápidos) + 202 MeV

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Bases de Seguridad en las Centrales Nucleares Las Bases Tecnológicas: Salvaguardias para las FUNCIONES DE SEGURIDAD: 1. Control de la potencia del reactor. Mantenimiento en equilibrio del flujo neutrónico (Eliminar desequilibrios de potencia: Transitorios de reactividad”) Para evitar estos transitorios o controlar sus consecuencias: Restricciones en el diseño nuclear, y consideraciones id i d de di diseño ñ y operación ió d de salvaguardias l di tecnológicas (sistemas de protección y control del reactor)

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Bases de Seguridad en las Centrales Nucleares Las Bases Tecnológicas: Salvaguardias para las FUNCIONES DE SEGURIDAD 2.. Refrigeración del combustible. Mantenimiento del equilibrio térmico, también con el reactor parado (calor residual). Sistemas de refrigeración de emergencia o de inyección de seguridad para controlar los Accidentes con pérdida de refrigerante, ACPR / LOCA, g p por roturas en el circuito de refrigeración. g originados

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Bases de Seguridad en las Centrales Nucleares Las Bases Tecnológicas: Salvaguardias para las FUNCIONES DE SEGURIDAD: 3. Confinamiento de las sustancias radiactivas dentro de las barreras físicas Se mantiene la geometría y el aspecto del material combustible y el control de los recintos de los fluidos que lo refrigeran. Así se asegura el control radiológico: Integridad del combustible (primera barrera), del circuito primario de refrigeración (barrera de presión o segunda barrera) y de la contención como tercera barrera.

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Bases de Seguridad en las Centrales Nucleares Las Bases Tecnológicas: SELECCIÓN DEL EMPLAZAMIENTO

- Sucesos externos naturales (terremotos, (terremotos inundaciones, inundaciones

sequías, incendios, heladas extremas, rayos, huracanes, movimientos de tierra, ...) y de origen humano (impactos por choque de vehículos, nubes tóxicas, rotura de presas). Definición de “sucesos base de diseño” y demostración de cumplimiento con los Límites pre-establecidos.

- Impacto radiológico sobre el público y el medio

ambiente local, tanto en operación normal como en caso de accidente. - Viabilidad de los planes de emergencia, último nivel de seguridad id d frente f t a posibles ibl accidentes id t (infraestructura (i f t t hard/soft, densidad de población, …) - Garantía de sumidero final de calor en toda circunstancia (climatología, (climatología …..)) - Circunstancias económicas, sociales o políticas .

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Bases de Seguridad en las Centrales Nucleares Las Bases Tecnológicas: REQUISITOS DE ESCs

- Ergonomía. - Control de accesos y protección física de las instalaciones. instalaciones - Salidas de emergencia y comunicaciones (internas y externas). - Protección P ió radiológica di ló i d de llos operarios i yd dell público úbli d dell entorno. - Calificación para soportar las condiciones ambientales más adversas. - Requisitos de calidad (códigos y normas). - Fiabilidad elevada: diseño frente a sucesos postulados combinado con fallo único de los equipos y sistemas más importantes (redundancia de sistemas y componentes). - Pruebas e inspecciones periódicas, mantenimiento y reparaciones y vigilancia en servicio. servicio - Efectos del envejecimiento: Gestión de vida, mantenimiento y puesta al día.

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Bases de Seguridad en las Centrales Nucleares Las Bases Tecnológicas: REQUISITOS DE ESCs - Fiabilidad elevada: diseño frente a sucesos postulados combinado con fallo único de los equipos y sistemas más importantes (redundancia de sistemas y componentes).

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Bases de Seguridad en las Centrales Nucleares Las Bases Administrativas: Pirámide Normativa Las Bases Administrativas: Normativa principal -Ley 25/1964 sobre Energía Nuclear. - Ley 15/1980 de creación del Consejo de Seguridad Nuclear. - Decreto 2869/1972: Reglamento sobre Instalaciones Nucleares y Radiactivas.

j - Real Decreto 1157/1982:Estatuto del Consejo de Seguridad Nuclear. - Real Decreto 53/92: Reglamento de Protección Sanitaria contra Radiaciones ionizantes. - Orden O d d dell Ministerio Mi i i del d l IInterior i d de 29 29-3-89: 3 89

Plan Básico de Emergencia Nuclear.

En aquellos aspectos técnicos no desarrollados en la normativa española, es de aplicación la normativa que sobre el particular exista en el país de origen del proyecto (en el caso español, de Estados Unidos de América o de Alemania)

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Bases de Seguridad en las Centrales Nucleares Las Bases Administrativas: Estudio (Informe) Final de Seguridad - Reglamentación española y normativa aplicable - Emplazamiento (demografía, meteorología, hidrología, geología, sismicidad, …) - Clasificación de estructuras, sistemas y componentes en niveles de seguridad. - Descripción y valoración de los proyectos mecánico, nuclear y termo-hidráulico del reactor, sistema de refrigeración del reactor, salvaguardias tecnológicas, instrumentación y control, sistemas eléctricos, sistemas auxiliares de conversión de vapor y energía, energía tratamiento de residuos radiactivos y protección contra incendios. - Organización y funcionamiento. - Pruebas de puesta en marcha y operación. - Análisis de accidentes. - Especificaciones técnicas. é - Garantía de calidad.

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Bases de Seguridad en las Centrales Nucleares Las Bases Administrativas: Especificaciones de Funcionamiento - Límites Lí i d de seguridad, id d o límites lí i sobre b parámetros á relacionados con las barreras de los productos radiactivos que aseguran su integridad.

- Límites de actuación de sistemas de seguridad: seguridad límites conservadores para la actuación de determinados dispositivos automáticos de protección. - Condiciones límites de operación: capacidades mínimas funcionales de sistemas y equipos, valores límite de parámetros de proceso y límites protección de actuación de sistemas de p automática, requeridos para garantizar una operación cubierta por los análisis de seguridad. - Requisitos de vigilancia, que definen las pruebas, calibraciones, medidas o inspecciones necesarias para: para a) asegurar que se mantiene la calidad necesaria y el estado operacional de sistemas y equipos, y b) verificar prácticamente que los parámetros y puntos de tarado de actuación se encuentran dentro de las condiciones límites de operación.

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Bases de Seguridad en las Centrales Nucleares Las Bases Administrativas: Otros documentos oficiales de Explotación - Reglamento de Funcionamiento, que contiene la descripción q p organizativa de la empresa explotadora de la central, indicando para cada puesto, las funciones dependencias y funciones, responsabilidades. Además contiene los requisitos de cualificación, entrenamiento y reentrenamiento del personal. - Plan de emergencia interior - Garantía de calidad (Manual de calidad de la central)

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Bases de Seguridad en las Centrales Nucleares PLANES DE EMERGENCIA Plan de Emergencia Interior: procedimientos, métodos, medios y organización necesarios para afrontar f emergencias i d dentro d la de l centrall y minimizar sus consecuencias, así como las comunicaciones a establecer y la coordinación con las autoridades responsables de proteger a la población de los riesgos radiológicos que pudieran derivarse. Plan de Emergencia Exterior es responsabilidad de la autoridad gubernativa gubernativa, teniendo como Director al Subdelegado del Gobierno en la provincia donde se ubique la central nuclear. Los planes de emergencia nuclear son puestos a punto por la Dirección General de Protección Civil,, q que contará con el auxilio de distintos organismos g oficiales competentes, p , que participan en los llamados grupos “logístico”, “sanitario” y “radiológico”, este último a cargo fundamentalmente del CSN.

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¿QUÉ ES EL SISC?

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ESQUEMA SISC

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SISC

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SISC - Evaluación ó

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SISC – Actuación A t ió Matriz de acción

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SISC – Comunicación CSN

CCNN

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Bases de Seguridad en las Centrales Nucleares DETERMINACIÓN CUANTITATIVA DEL GRADO DE SEGURIDAD: LOS ANALISIS PROBABILISTA DE SEGURIDAD (APS)

- Cuantificación de la Seguridad. Instalación más segura cuanto menos riesgo tenga. Tiene menos riesgo cuanto menor sea la probabilidad de ocurrencia de accidentes graves (severos). Los accidentes son más severos cuanto peores sean sus consecuencias sobre el medio ambiente y la población. RIESGO =

S

pixCi

(para cada accidente i, p i expresa su probabilidad de ocurrencia, y C i sus consecuencias) - Estructurados en tres niveles (NIVEL ( 1, NIVEL 2, NIVEL 3)) - En España, TODAS las centrales nucleares tienen su APS específico. - El APS es evaluado por el CSN hasta obtener su aprobación final final. Las centrales españolas presentan frecuencias de daño al núcleo comprendidas entre 10 -5 y 10 -6 reactor/año (en el rango del resto de centrales de Europa y USA).

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Bases de Seguridad en las Centrales Nucleares EL ANALISIS PROBABILISTA DE SEGURIDAD NIVEL 1

Sucesos Iniciales Datos de Fallos Diseño de Planta Opinión Expertos

DETERMINACIÓN SECUENCIAS ACCIDENTALES

DETERMINACIÓN FRECUENCIAS DE CADA SECUENCIA ACCIDENTALES

NIVEL 2 Diseño de Planta Modos de Fallo F Fenomenología l í Opinión Expertos

NIVEL 3

Datos Emplazamiento Dosimetría y Efectos Biológicos Opinión Expertos

DETERMINACIÓN MAGNITUD DE CADA ESCAPE CONSECUENCIAS RADIOLÓGICAS Y ECONÓMICAS DE LOS ESCAPES HISTOGRAMAS FRECUENCIA ESCAPE

DETERMINACIÓN CUANTITATIVA DEL RIESGO (CURVAS CCFD)

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Bases de Seguridad en las Centrales Nucleares

APS: Árbol de sucesos

Suceso inicial (ACPR)

Parada del reactor (Sistema de pprotección))

Suministro eléctrico a las salvaguardias g tecnológicas

Sistema de Salvaguardias Refrigeración de de la contención emergencia g ((extracción de calor y purificación)

Escape radiactivo

Probabilidad de la secuencia accidental

Funciona (1-P5)

Muy bajo

≈ P1

Falla ((P5))

Bajo j

≈ P1 x P5

Funciona (1-P5)

Bajo

≈ P1 x P4

Muy alto

≈ P1 x P4 x P5

Muy alto

≈ P1 x P3

Dependiente de otras acciones que pueden analizarse por separado

≈ P1 x P2

Funciona (1-P4) Funciona ((1-P3)) Funciona (1-P2) Falla (P4) Falla (P5) Suceso iniciador (P1)

Falla (P3) Falla (P2)

Esquema de un diagrama de sucesos simplificado. El diagrama de la figura representa un diagrama de sucesos simplificado, correspondiente al análisis de un accidente con pérdida de refrigerante causado por una rotura del sistema primario. En el encabezamiento del diagrama se sitúan los sistemas de seguridad necesarios para hacer frente al accidente, en el orden lógico en que deberían actuar. Cada rama del diagrama se bifurca según se suponga el éxito o fallo del sistema correspondiente. Al final, cada camino posible dentro del diagrama representa una secuencia accidental, una situación tras el suceso inicial, diferente, cuya probabilidad depende de las probabilidades de fallo de los sistemas respectivos.

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Bases de Seguridad en las Centrales Nucleares SOPORTE LÓGICO DE LA ESCALA INES (Los criterios dados son sólo indicadores aproximados) NIVEL / DENOMINACIÓN

CRITERIOS IMPACTO FUERA DEL EMPLAZAMIENTO

IMPACTO EN EL EMPLAZAMIENTO

EJEMPLOS DEGRADACIÓN DE LA DEFENSA EN PROFUNDIDAD

7 Liberación grave: efectos ACCIDENTE GRAVE múltiples para la salud y el medio ambiente 6 ACCIDENTE IMPORTANTE

Chernobil, URSS, 1986

Liberación significativas: posibilidad de que p q se requiera q la aplicación plena de las contra-medidas previstas

Kysthym, y y , URSS,, 1957

5 Liberación limitada: ACCIDENTE CON Daños graves en el núcleo del posibilidad de que se requiera RIESGO FUERA DEL reactor / la aplicación parcial de las EMPLAZAMIENTO Barreras radiológicas contramedidas previstas 4 ACCIDENTE SIN RIESGO SIGNIFICATIVO FUERA DEL 3 INCIDENTE IMPORTANTE

Daños significativos en el Liberación pequeña: núcleo del reactor / exposición del público del Barreras radiológicas / orden de los límites prescritos Exposición fatal de un trabajador Liberación muy pequeña: Difusión importante de la exposición del público a una contaminación / Efectos agudos para la salud pequeña fracción de los de un trabajador límites prescritos

2 INCIDENTE

Difusión significativa de la contaminación / Sobreexposición de un trabajador

1 ANOMALÍA 0 DESVIACIÓN SUCESO FUERA DE LA ESCALA

Windscale, Reino Unido, 1957 Three Miles Island, Estados Unidos, Windscale, Reino Unido, 1973 Saint Laurent, Francia, 1980 RA-2, Argentina, Casi accidente: desaparición total de Vandellós I, España, las provisiones de 1989 seguridad Incidentes con fallos significativos de las disposiciones de seguridad Anomalía que rebasa el régimen de explotación

Sin significación para la seguridad

Sin relación con la seguridad

Averías en equipos no relacionados con la seguridad nuclear.

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Bases de Seguridad en las Centrales Nucleares REVISIONES PERIÓDICAS DE LA SEGURIDAD

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Bases de Seguridad en las Centrales Nucleares. Conclusiones Primera.- Sobre los criterios de diseño. El principio de defensa en profundidad

conduce a requisitos de solidez y calidad en el diseño, construcción y explotación de las centrales nucleares. Además se incorporan sistemas de control y de protección que garantizan el funcionamiento dentro de los límites previstos, y sistemas y procedimientos de emergencia para hacer frente a los accidentes, de manera que se eviten finalmente escapes de radiactividad al medio ambiente. ambiente Entre las características exigidas por diseño para todos esos sistemas, sus componentes y estructuras, así como sus sistemas auxiliares, destaca la fiabilidad elevada y la necesidad de realizar pruebas e inspecciones periódicas en los mismos para garantizar su permanente puesta a punto. punto

Segunda.- Sobre las bases administrativas. La responsabilidad del explotador y el

control de la Autoridad son los dos pilares para garantizar la seguridad desde el punto t d de vista i t administrativo. d i i t ti L La Pirámide Pi á id N Normativa ti establece t bl con claridad l id d cuáles son las reglas a seguir. Aspectos como la garantía de calidad en todos los niveles, la formación y entrenamiento continuado del personal de operación, las revisiones de la experiencia operativa en otras centrales, la inspección en servicio d llos puntos de t clave l y lla mejora j continua ti d llos diseños de di ñ mediante di t las l evaluaciones l i continuas y revisiones periódicas de la seguridad sirven para reforzar la seguridad durante la operación (Seguridad Seguridad como primer objetivo). objetivo

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Bases de Seguridad en las Centrales Nucleares. Conclusiones Tercera.- Sobre la cuantificación de la seguridad. Los Análisis Probabilistas de

Seguridad (APS) permiten cuantificar el riesgo asociado a las centrales nucleares a partir de su diseño, de la evolución fenomenológica de los distintos accidentes posibles, de los errores o éxitos del equipo de explotación y de la fiabilidad de cada uno de los componentes de la central. Los resultados de los estudios realizados en todos los países desarrollados permiten afirmar que la obtención de energía eléctrica a partir de la energía nuclear es una de las actividades industriales más seguras.

Cuarta.- Sobre la clasificación de los sucesos nucleares. Existe una escala

internacional para la clasificación de los sucesos ocurridos en centrales nucleares, con arreglo a criterios objetivos sobre su importancia para la seguridad. g Dentro de la escala,, los tres p primeros niveles corresponden p a “incidentes” y los siguientes hasta el séptimo a “accidentes”. Con más de 430 centrales nucleares funcionando en todo el mundo, aun cuando todos los años pueda haber varios “incidentes”, en la historia de la energía nuclear con fines pacíficos solamente ha habido un “accidente accidente muy grave”, grave , el de Chernobyl, y uno “con riesgos significativos fuera del emplazamiento”, el de TMI-2, en Harrisburg, EE.UU, que no llegó a producir daños a personas.

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Bases de Seguridad en las Centrales Nucleares

Muchas g gracias p por su atención. ¿PREGUNTAS?

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