U javnosti se često govori o izboru reaktora, dok je u stručnoj smislu ispravnije govoriti o izboru referentnog projekta i kompletnog paketa podrške koji omogućava da elektrana bude bezbedno projektovana, licencirana, puštena u rad i eksploatisana. U tom okviru, poseta direktora Rosatoma može se sagledati kao povod da se, bez obzira na konačne odluke koje donose državne institucije, sistematično razmotri rusko iskustvo u realizaciji velikih nuklearnih projekata i sadržaj ponude koja se iznosi na međunarodnom tržištu.

Referentni projekti kao osnova poverenja u tehnologiju

Jedan od najvažnijih kriterijuma pri razmatranju nuklearne tehnologije jeste postojanje referentnih projekata – elektrana koje su već izgrađene ili su u naprednoj fazi izgradnje. Operativno iskustvo omogućava regulatorima i budućim operatorima da se oslone na postojeće sigurnosne izveštaje i analize, proverene procedure i realne podatke iz eksploatacije.

U tom kontekstu, projekti nuklearnih elektrana sa reaktorom VVER-1200, koji pripadaju generaciji III+ ruskih lakovodnih energetskih reaktora, već su implementirani u više država. Nuklearna elektrana Ostrovec u Belorusiji je u komercijalnom pogonu, dok su blokovi iste generacije u izgradnji ili završnoj fazi realizacije u Turskoj (Akkuyu), Egiptu (El Dabaa) i Bangladešu (Rooppur). U Kini su dodatni blokovi ove tehnologije integrisani u postojeće nuklearne lokacije, dok se u Mađarskoj realizuje projekat Pakš 2, kao proširenje postojeće nuklearne infrastrukture.

Ovi projekti potvrđuju kontinuitet razvoja tehnologije zasnovane na VVER liniji reaktora, čiji koreni potiču iz ranijih generacija, koji su eksploatisani u velikom broju elektrana u Evropi i Aziji. Upravo na toj osnovi razvijeni su dizajni sa unapređenim sigurnosnim karakteristikama, većom snagom i većim stepenom standardizacije.

Ključni kriterijumi pri izboru nuklearne tehnologije

U fazi razmatranja uvođenja nuklearne energije, a posebno kod prve elektrane u zemlji, stručna zajednica obično razdvaja nekoliko kriterijuma koji bitno utiču na rizike i troškove tokom čitavog životnog ciklusa projekta.

Nuklearna sigurnost ostaje centralni kriterijum. Savremeni projekti nuklearnih elektrana generacije III+ sa pasivnim sistemima nuklearne sigurnosti projektovani su tako da verovatnoća teškog akcidenta sa oštećenjem jezgra bude izuzetno mala (manja od 10^-6) uz rešenja koja obezbeđuju odvođenje zaostale toplote može i u uslovima gubitka vode u primarnom krugu (oštećenjem glavnog cevovoda), ili u uslovima potpunog gubitka električnog napajanja. U praksi, naglasak je na kombinaciji aktivnih sistema (sa redundantnošću i fizičkom separacijom) i pasivnih sistema (zasnovanih na prirodnim zakonima kao što su gravitacija, prirodna cirkulacija, kondenzovanje i drugi prirodni mehanizmi).

Rok izgradnje i ekonomska predvidivost predstavljaju sledeće kriterijume, jer nuklearni projekti zahtevaju veliki inicijalni kapital i dugo planiranje. Kontinuitet izgradnje i standardizacija dizajna direktno utiču na organizaciju gradilišta, stabilnost dobavljačkih lanaca i mogućnost ponavljanja već proverenih procedura.

Model finansiranja je deo realnosti svakog velikog energetskog projekta. U ponudi koja se plasira na međunarodnom tržištu, uloga međudržavnih aranžmana i državne podrške često se navodi kao mehanizam za smanjenje finansijskog pritiska u ranim fazama projekta. Upravo u tom segmentu Lihačov je u intervjuu naglasio spremnost za razgovor o modelima finansiranja.

Razvoj kadrova i institucionalna infrastruktura predstavlja kriterijum koji se u javnosti često potcenjuje. Nuklearna elektrana je sistem sa velikim brojem mernih i upravljačkih signala, složenom logikom zaštite i zahtevnim procedurama rada. Bez kvalifikovanih operatora, inženjera i stručnjaka za nuklearnu sigurnost ne postoji realna osnova za dugoročnu eksploataciju, bez obzira na kvalitet projektnih rešenja.

Rosatom kao integrisani nosilac nuklearne tehnologije

Rosatom na međunarodnom tržištu nastupa kao integrisana korporacija koja pokriva ključne delove nuklearne industrije: projektovanje reaktora, izgradnju elektrana, proizvodnju goriva, servisnu podršku, obuku kadrova i rešenja u oblasti upravljanja radioaktivnim otpadom i iskorišćenim gorivom. Takav end-to-end pristup znači da se ponuda ne svodi na isporuku opreme, već obuhvata i tehničko-organizacioni okvir za rad postrojenja.

Posebno je značajno što se u okviru projekta obično predviđa uključivanje domaćih kompanija u delove lanca snabdevanja koji su kompatibilni sa standardima nuklearne industrije. Učešće lokalne industrije ne podrazumeva samo građevinske radove, već i isporuku dela opreme, metalnih konstrukcija, cevovoda, elektroinstalacija i drugih sistema koji prolaze kroz stroge programe kvalifikacije i kontrole kvaliteta.

U razgovorima o ponudi često se naglašava mogućnost kombinovanja opreme različitog porekla u segmentima gde to tehnički i regulatorno ima smisla (npr. delovi sekundarnog kruga), uz zadržavanje projektne koherentnosti postrojenja. Time se otvara prostor za šire industrijsko partnerstvo i povećanje učešća kompanija iz zemlje koja realizuje projekat.

Tehnološka osnova: evolucija reaktora VVER i bazni unapređeni projekat

Reaktori VVER spadaju u reaktore sa vodom pod pritiskom, sa običnom vodom kao moderatorom i hladiocem. Tehnološka linija razvijana je decenijama, uz postepeno unapređenje sigurnosnih, eksploatacionih i ekonomskih karakteristika. VVER-1000 predstavljao je temelj na kojem su razvijeni projekti generacije III+.

VVER-1200 je široko implementirani nuklearni reaktor generacije III+ i nalazi se u komercijalnoj upotrebi i izgradnji na više lokacija. U konstruktivnom i sistemskom smislu, projekat kombinuje aktivne i pasivne sigurnosne sisteme, uz unapređenu strukturu kontejnmenta i rešenja koja ublažavaju posledice hipotetičkog teškog akcidenta, uključujući zadržavanje istopljenog reaktorskog jezgra unutar zaštitne strukture.

VVER-TOI je razvijan kao optimizovan i dodatno standardizovan projekat iste tehnološke linije. Fokus je bio na većoj standardizaciji projektne dokumentacije, racionalizaciji građevinskih rešenja, optimizaciji rasporeda opreme i digitalizaciji projektantskog procesa, sa ciljem da se smanji trajanje izgradnje i poveća ponovljivost realizacije.

Na osnovu iskustva iz realizacije projekata VVER-1200 i razvoja VVER-TOI, Rosatom je definisao dalji pravac ka baznom unapređenom dizajnu velike snage. Takav dizajn predstavlja standardizovani projekat koji objedinjuje operativno iskustvo iz izgrađenih referentnih blokova i dodatna unapređenja u oblasti sigurnosnih sistema, projektnih rešenja i organizacije izgradnje. Suština ovog pristupa jeste smanjenje projektnih varijanti, pojednostavljenje procesa licenciranja, ubrzanje realizacije novih blokova i efikasnija obuka osoblja i održavanje tokom celokupnog radnog veka elektrane.

Konstrukcione karakteristike i održavanje

Jedna od prepoznatljivih konstrukcionih karakteristika reaktora VVER jeste primena horizontalnih parogeneratora. Takvo rešenje utiče na dinamiku vibracija cevi, taloženje produkata korozije i organizaciju održavanja. U eksploatacionom smislu, važna je činjenica da izbor konstrukcije parogeneratora utiče na dugoročne troškove održavanja i planiranje remonta.

Pored toga, projektna rešenja u oblasti kontejmenta i filtracije, kao i raspored sigurnosnih sistema, projektovana su tako da se obezbedi visok nivo otpornosti na vanredne događaje i da se zadrži funkcionalnost odvođenja toplote i pri otežanim uslovima napajanja i pristupa.

Šematski prikaz kontejnmenta i pasivnih sigurnosnih sistema reaktora VVER generacije III+ / Izvor: Rosatom

Nuklearno gorivo i upravljanje gorivnim ciklusom

Eksploatacija nuklearne elektrane zahteva precizno upravljanje gorivnim ciklusom: od planiranja rasporeda gorivnih elemenata u reaktorskom jezgru, preko praćenja izgaranja goriva i sastava radionuklida, do pripreme planova za zamenu goriva i privremeno skladištenje iskorišćenih gorivnih kaseta. Ovaj segment posla je odgovornost operatora, a kvalitet odluka direktno zavisi od dostupnosti pouzdanih proračuna.

Zbog toga se kao deo ponude naglašava obezbeđivanje specijalizovanih programa za proračune. Rosatom obezbeđuje paket programa KASKAD, namenjen proračunu neutronsko-fizičkih karakteristika jezgra, planiranju gorivnih ciklusa, pripremi ulaznih podataka za termo-hidrodinamičke kodove, analizi raspodele snage u jezgru, kao i proračun izotopskog sastava, zaostale toplote i izgaranja samog nuklearnog goriva. U praksi, ovakvi programi omogućavaju da se tokom eksploatacije donose odluke zasnovane na proračunima koji su usklađeni sa projektom i validirani kroz iskustvo.

Pored determinističkih proračuna, u nuklearnoj industriji se koriste i Monte Karlo programi za proračune visoke tačnosti, koji služe za detaljne neutronsko-fizičke analize i verifikaciju određenih aspekata dizajna. Poznato je da je ruski Monte Karlo program MCU korišćen i u međunarodnoj saradnji, uključujući isporuke određenim partnerima.

Važno je naglasiti i dinamiku dugog životnog veka elektrane, tokom eksploatacije dolazi do postepenih unapređenja goriva, uključujući optimizacije koje imaju cilj smanjenje količine radioaktivnog otpada i stabilniji režim upravljanja reaktivnošću. Svaka promena goriva i režima rada zahteva nove proračune i potvrdu sigurnosnih margina, zbog čega je posedovanje i razvoj kompetencija za proračune strateški element operatora.

Obuka kadrova i simulatori

Pored programa za proračune, ključni deo ponude predstavlja obuka kadrova. Nuklearna elektrana poseduje složenu instrumentaciju i automatiku sa velikim brojem signala i izvršnih elemenata, što zahteva dugo i sistematično osposobljavanje operatora, inženjera i stručnjaka za nuklearnu sigurnost.

Obuka se zasniva na kombinaciji teorijske nastave, praktične obuke i rada na simulatorima komandne sale, koji omogućavaju da se režimi rada postrojenja reprodukuju u realnom vremenu. Simulatori služe za uvežbavanje normalnih režima rada, prelaznih stanja i vanrednih događaja, kao i za proveru procedura i komunikacije u komandnoj sobi. Ovde se spaja tehnički i organizacioni aspekt: simulatori nisu dodatak, već osnovna infrastruktura za razvoj bezbednosne kulture i operativne discipline.

U izjavama Lihačova medijima, tokom boravka u Srbiji je posebno istaknuta spremnost za započinjanje obuke stručnjaka iz Srbije u ranoj fazi, uključujući kadrove za najodgovornije poslove u eksploataciji i nuklearnoj sigurnosti. Takav pristup je racionalan, jer priprema stručnjaka za upravljanje i analize nuklearne sigurnosti traje godinama i mora započeti znatno pre početka eksploatacije elektrane.

Simulator pune razmere za obuku operatera nuklearne elektrane / Izvor: Rosatom

Upravljanje iskorišćenim gorivom i međunarodna saradnja

U razmatranju nuklearne energije važno mesto zauzima upravljanje iskorišćenim gorivom i radioaktivnim otpadom. Postoje različiti modeli: skladištenje u zemlji, prerada u specijalizovanim postrojenjima ili kombinovani pristupi. U okviru ponude često se razmatraju i aranžmani koji uključuju preuzimanje iskorišćenog goriva, što može biti značajno za zemlje koje tek razvijaju nacionalnu infrastrukturu za zadnji deo gorivnog ciklusa.

U praktičnom smislu, upravljanje iskorišćenim gorivom počinje proračunima tokom eksploatacije: operator mora pouzdano da zna izgaranje, izotopski sastav, zaostalu toplotu i radiološke karakteristike goriva koje se premešta u bazen za odležavanje ili skladište. Zato se segment proračuna i segment upravljanja gorivnim ciklusom posmatraju kao jedinstvena celina operativne odgovornosti.

Izgradnja reaktorskog kontejnmenta nuklearne elektrane El Dabaa u Egiptu / Izvor: Rosatom

Značaj za Srbiju

Srbija je započela razmatranja opravdanosti uvođenja nuklearne energije, pri čemu se u stručnoj zajednici prirodno polazi od metodologije IAEA, koja kroz tri faze daje smernice za razvoj nuklearne infrastrukture. U ranoj fazi najvažnije je realno sagledavanje: referentni projekti, institucionalni okvir, plan razvoja kadrova i definisanje modela u kojem se projekat može realizovati i održavati u punom životnom veku.

U tom kontekstu, poruke iznete tokom posete direktora Rosatoma imaju praktičan značaj jer ukazuju na paket koji se nudi: bazni unapređeni projekat VVER velike snage, međunarodno iskustvo realizacije projekata, mogućnosti finansiranja, obuka kadrova, računarski programi za proračune, kao i potencijal uključivanja domaće industrije. Bez obzira na budući tok procesa, razmatranje ovih elemenata doprinosi racionalnijoj stručnoj diskusiji, jer nuklearna elektrana nije samo proizvodnja električne energije, već i dugoročni sistem kompetencija, procedura i odgovornosti.

(Napomena: Dr Đorđe Lazarević je viši naučni saradnik Elektrotehničkog instituta Nikola Tesla u Beogradu)