Стандарты помогают проводить сейсмоанализ при проектировании ядерных объектов

Сейсмическая активность является следствием естественных процессов, которые происходят под землей и ведут к появлению линий геологических разломов на поверхности нашей планеты. В результате в регионах рядом с линиями разломов растет риск стихийных бедствий вроде землетрясений. Эти трагические события не только ухудшают качество жизни многих людей, но и могут привести к травмам и даже летальному исходу. Неудивительно, что проектировщики критически важных элементов инфраструктуры вроде ядерных объектов демонстрируют повышенную осторожность при выборе оптимальной площадки для развертывания того или иного объекта, чтобы обеспечить как можно меньшую вероятность структурного ущерба, вызванного землетрясениями.

Перечень ядерных объектов, где обрабатываются и хранятся радиоактивные материалы в больших объемах, представляя потенциальную угрозу для рабочих, общественности или окружающей среды, включает помимо прочего и атомные электростанции (АЭС). Из-за рисков, связанных с многочисленными опасностями, создание ядерных объектов и их эксплуатация должны осуществляться в соответствие со строгими регулирующими нормами. В частности, при проектировании, развёртывании и обслуживании тех же атомных электростанций следует надлежащим образом готовиться к сейсмической активности – даже если АЭС строится на земельном участке, который характеризуется низким риском землетрясений.

Помогает в этом обновленный недавно добровольный стандарт на основе консенсуса от Американского общества инженеров-строителей (American Society of Civil Engineers; ASCE). Актуализированный специалистами данной организации релевантный документ называется ASCE / SEI 4-2016 "Сейсмический анализ ядерных конструкций, связанный с безопасностью". Этот стандарт обеспечивает методы для расчета сейсмических реакций: сейсмического ускорения, сейсмической скорости и сейсмических перемещений. Данный показатель отражает параметры сейсмического движения исследуемого объекта либо его точек при заданном движении грунта основания. 

Стандарт может использоваться как при возведении новых ядерных объектов, так и при анализе уже существующих построек. С его помощью специалисты могут оценить безопасность и надежность электрических и механических систем и их компонентов. Стандарт ASCE / SEI 4-2016 может использоваться для сейсмического анализа всех связанных с безопасностью структур ядерных установок, включая, помимо прочего, надземные и подземные сооружения, подземные трубопроводы, вертикальные резервуары для хранения жидкости и распределительные системы. 

Публикации стандарта ASCE / SEI 4-2016 в новой редакции предшествовал обширный пересмотр его предшественника, выпущенного еще в 1998 году. Обновленный документ характеризуется значительными улучшениями с точки зрения структуры и содержания. 

Авторы документа из организации ASCE рекомендуют использовать его в тандеме с другим своим стандартом, касающимся процесса проектирования и строительства ядерных объектов в ключе максимизации их безопасности и защищенности от землетрясений. Речь о документе ASCE / SEI 43-05 "Критерии сейсмостойкого проектирования сооружений, систем и компонентов ядерных установок". Этот документ обеспечивает критерии проектирования построек для ядерных объектов с учётом сейсмических факторов и приемлемости в отношении охраны окружающей среды.

Оба стандарта были подготовлены и опубликованы при участии Американского ядерного общества (American Nuclear Society; ANS). Они могут быть полезны при обеспечении соответствия тех или иных построек требованиям, установленным другими стандартами. Например, ANSI / ANS-2.26-2004 (R2010) "Классификация структур, систем и компонентов ядерных установок для целей сейсмостойкого проектирования", ANSI / ANS-2.27-2008 (R2016) "Критерии исследований участков ядерной установки для оценки сейсмических рисков" и ANSI / ANS-2.29-2008 (R2016) "Вероятностный анализ сейсмической опасности". 

Но это еще не все. Даже несмотря на то, что жесткие требования регулирующих органов в сочетании с руководящими принципами, описанными в релевантных стандартах ASCE / SEI и ANS, обеспечивают безопасность персонала ядерных объектов и окружающей среды в случае землетрясения, все же должна существовать система для устранения последствий сейсмической активности. Она описана в стандарте ANSI / ANS-2.23-2016 "Ответные действия администрации атомной электростанции на землетрясение". Он определяет действия, которые должна осуществить компания-владелец атомной электростанции после землетрясения. Это, к примеру, могут быть инспекции для проверки структурной целостности ядерной установки.