Bilgisayarlar Nükleer Reaktörlerin Güvenliğini Bozuyor mu?

Almanya'da da Çernobil gibi bir nükleer felaketin meydana gelip gelmeyeceği sorusuna, uzmanlar, “bizde asla” şeklinde cevap veriyorlar. Almanya'dakiler, özellikle kılı kırk yararak geliştirilmiş güvenlik sistemi sayesinde, dünyanın en modern reaktörleri arasındalar. O halde “insani yanılgı” yerine, bilgisayar denetimi mi? Aslında durum, PM dergisinin Alman reaktörlerinde yaptığı araştırmada öğrendiği gibi, o kadar basit de değil.

eaktördeki ısı, basınç, Işıma, şalter konumları gibi tüm ölçüm değerlerini denetliyorlar. Verileri uyarıcılar aracılığıyla, doğrudan çekirdek reaktöründeki kimyasal ve süreçlerden elde ediyorlar. Bilgisayarlar, sürekli olarak, ikili formda (örnegin, vana açık/kapalı) 8000 uya- Tıyı ve 45000 benzeşik sinyali (Örneğin, ısı değişmeleri) alıyorlar. Bu bilgisayarların çoğu, teknik açıdan modası geçmiş süreç hesaplayıcı modeller. Birçoğu on yıldan Uzun süredir çalışıyor. Federal Almanya'da elektrik üretimi yapan 19 nükleer reaktörün güvenlikleri konusunda bu bilgisayarlar ikincil bir öneme sahip. Örneğin, Grundremmingen'deki teknisyenler, “bu bilgisayarların her biri atom reaktörünün işlemesini riske etmeksizin devre dışı kalabilir” diyorlar. Görevleri bir atom reaktöründe meydana gelen her şeyi kayda geçirmek, tespit etmek ve işlemekle kısıtlı olduğu sürece, diğer birçok normal işletmede de olduğu gibi, bilgisayarların varlığı son derece yerinde. Fakat doğrudan güvenliğe ilişkin görevlerde, insanlar henüz bilgisayarları görevlendirme riskini göze alamıyorlar. Bu konuda henüz hâlâ tamamen insanlar rağbette. Tabii ki reaktö- TÜN inşasında gerçekleştirilen birçok güvenlik tedbiri ve otomatik olarak çalışan koruma sistemleriyle desteklenmiş olarak. Sorumlular hâlâ bilgisayarı hesaplanamayan riziko olarak görüyorlar. Kullanılan koruma sistemleri, modern bilgisayarların öncelleri: Her biri tek bir belirli işleve sahip geleneksel yapı elemanları. İşlem hesaplayıcılara paralel olarak, güvenlik açısından önemli olan noktalarda belirlenmiş limitlerin aşılıp aşılmadığını denetliyorlar “ve örneğin gerektiğinde otomatik olarak yedek soğutucu sistemleri açıyorlar. Uluslararası düzeyde de örnek olarak kabul edilen Federal Alman güvenlik standardına göre bilgisayarlar kabul edilmiyor, çünkü yönetmelikler belirli gereçleri içermiyor. Güvenlik donanımlarının tümü, mikroişlemciyle başlamış olan, elektronik devrim döneminden kalma. Bunların tümü çift, teknik veya fiziksel açıdan farklı döşenmiş ve birbirinden baolmak zorunda. Bu koruma sistemleri arızalandığında, reaktör çekirdeğinin etrafında çelik ve betondan oluşan beş engel daha var. Büyük bir arızada, bu engeller, tehlikeli radyoaktif ışımanın çevreye yayılmasını engellemek durumundalar (bak. şekil). Dördüncü engel olan çelik-beton kubbenin gerekliliğine, Çernobil'i inşa etmiş olan Sovyet bilim adamları inanmıyorlardı engel var: 1) Çekirdek yakıtının etrafındaki metal boru. 2) Basınç kabının dışındaki 16 cm. kalınlığında çelik duvar. 3) Işınları çelik duvardan geçme olasılığında karşı, 1 m. kalınlıkta beton duvar. 4) 1.2 m. kalınlıkta küre- veya silindir biçiminde güvenlik kabı (Containment). 5) Reaktör binasının 1 metreden fazla kalınlıkta dış duvarı. Bu duvar üzerine bir uçak düşmesine bile dayanacak sağlamlıkta olmalıdır. Birçok uzmana göre, askeri saldırılara karşı daha güvenli bir koruma yoktur.

Tehlike sinyalleri veren silüet: Grundremmingen'de 160 metre yükseklikteki soğutma kuleleri, betonla kaplanmış iki reaktörden daha azametli.

Nükleer reaktörün denetim odası: Kademe personeli, binlerce ölçüm değerini ve denetim lambalarını denetlemek ve değerlendirmek durumunda. En büyük

riziko burada.

Denetim tablosundaki göstergelerden biri: Her denetim lambası, rearı'ır çekirdeğindeki bir yönetim unu gösteriyor. Çubuklar elemanlar: arasına itildiğinde, çekirdek parçalanması frenleniyor.

Çelik-beton F kaplama

Bugün bu olağanüstü yoğun güvenlik önlemlerinin hayat memat meselesi olduğunu biliyoruz. Daha 1979 yılında, yarı resmi Reaktör Güvenliği Şirketi'nin (GRS) Alman nükleer reaktörleri üzerine bir araştırması şu sonuçlara varmıştı: “Olabileceği varsayılan en önemli kaza, yani çekirdeğin erimesi, Almanya gibi nüfusu yoğun bir ülkede, anında 14000 kişi olmak üzere toplam en az 100000 ölüye malolacaktır.” Burada güvenlik donanımlarının hiç çalışmayacağı, reaaktör çekirdeğinin eriyeceği ve bu nedenle reaktör binasının hasara uğrayacağı varsayılmıştı. Böyle bir kazanın felaket yaratacak sonuçları açısından, atom reaktörlerinin planlamasında, inşa edilmesinde ve işletilmesinde, bilim ve teknik alanında alışılmamış bir güvenlik planı seçiliyor: Meydana gelmiş ufak aksaklıklardan (örn. bir su pompasının durması), kazalardan (örn. reaktörün elekiriklerinin kesilmesi) veya felaketlerden (örn. çekirdeğin erimesi) dersler çıkarmak yerine, önceden tekniğin başarılı olamayabileceği kabul ediliyor. Alman Federal Hükümeti'nin Reaktör Güvenliği Komisyonu Başkanı ve Reaktör Güvenliği Şirketi yöneticisi Adolf Birkhofer, “Bu nedenle, yü- Türlükteki yönetmeliklerde güvenlik önlemlerinin şöyle saptanmış olması gerekiyor ki, öngörülmüş aksaklıkların birden fazlasıyla ay-

Nükleer verilerin bilgisayar tarafından değerlendirilmesi:| Koruma sistemlerine paralel olarak, yaklaşık 10000 noktadaki duyargalar tarafından değerler ölçülür, bilgisayara iletilir ve işlenir. Bilgisayar bir

Monitörde ölçüm değerleri: İşte bu alanda bilgisayarın katkısı giderek artmalı. Değerlerin kolay anlaşılabilir şekilde sunulmasını, personelin stresini azaltacaktır.

nı anda başa çıkılabilsin” diyor. “Aslında düşünülebilecek tüm kazalara karşı mutlak bir koruma yok.” Bütün sorumlular, “kalan” olarak adlandırılan bir rizokonun bulunduğunu biliyorlar. Birkhofer yönetiminde yapılan “Riziko araştırması” da, 10000 işletim yılı içinde “olabileceği varsayılan en önemli kaza”nın, yani çekirdek erimesinin, 10000 işletim yılı içinde meydana gelebileceği. Şu anda tüm dünyada faaliyette olan atom reaktörlerinin toplam işletim yılı sayısı ise, ortalama 3000 ila 4000'i bulmuş

Grundremmingen'deki bu salonda, reaktördeki ışın yükleri ve çevre denetim altında tutuluyor. Bu görevi VAX-780 üstlenmiş.

Çekirdek Eridiğinde

Ne Olur?

En önemli kazanın gerçekleşmesi, örneğin bir buhar üreten reaktörde, zenginleştirilmiş uranyumdan oluşan çekirdek yakıtını çevreleyen asıl çelik borunun suyla yeterince soğutulamaması, parlamaya başlaması ve sonuçta erimesidir. Böylece bir kısım radyoaktif parçalanma ürünleri güvenlik kazanına sızabilir. Bu sırada eğer güvenlik sistemleri çalışmazsa, parlamakta olan eriyik herhangi bir şekilde reaktör basınç kabından da geçerek beton temele erişebilir. Eğer bunu da eriterek geçmeyi başarırsa, yanmakta olan çekirdek toprağa ka- ABD'deki nükleer enerji karşıtlarının korktukları “China-Syndrom” başlar, çekirdek dünyanın merkezine doğru yol alır. Zorunlu olarak dünyanın öbür yanından çıkacağı tezi, bilim adamlarını güldürüyor. Uzaydaki cisimlerde alt, üst olmadığından, dünyanın merkezinden yine yukarı, geldiği yöne dönebilir. Almanya'daki nükleer reaktörlerin inşasında, bir çekirdek erimesi durumunda reaktör kabının ve çelik-beton kubbenin zarar görme rizikosunun olasılığı ancak tahmin edilebiliyor. Cünkü gerçek deneyimler yok. Hesaplar tümüyle teorik düzeyde. Karlsruhe'- deki Nükleer Araştırma Merkezi'- nde on yıldan uzun bir süredir model deneyleri yapılmakta. Fakat bilim adamları, büyük deneyde bile, gerçek bir çekirdek erimesindeki (ki bu, reaktörün durdurulmasından sonra da saatlerce Tadyoaktif süreçler nedeniyle “artık isı” üretmektedir) belirleyici bileşkeleri ancak dolambaçlı yollardan saptayabilmekteler. Çekirdek erimesi kazası üzerine çok kısıtlı deney verisine sahip olmakla birlikte, bilim adamları güvenlik rizikosunun araştırılmasında, birçok önemli sorunun cevabını bilgisayarla yarattıkları sanal modelle elde edebiliyorlar. Elemanter parçaçık fizikçisi Jochen Benecke'nin ifadesine göre, bunlar, oldukça basitleştirilmiş modeller. Jochen Benecke, 1981/1982'- de Federal Araştırma Bakanlığı'- nın desteğinde, Kalkar'daki Hızlı

Isınma üerine bir riziko araştırması yapmıştı. Bilgisayarla üretilen sanal modellerde, programlama hatası yapılmamasının garantisi pek yok.

Rizikoyu

Hesaplamak İçin Gerekli Yöntemler Henüz Eksik

Fakat Jochen Benecke için, temel sorunlar çok farklı bir noktada: Geçerli olabilecek sonuçlara ulaşabilmek için, birçok faktörün (örneğin, model hesaplarında çekirdeğin erime nedenleri olarak kabul edilen çeşitli aksaklıklar) göz ardı edilmesi gerekiyor. Bu nedenle tek bir programla çalışılması yanlış olabilir, çok sayıda modelin sonuçlarının bir araya getirilmesi gerekir. Benecke'nin tecrübesine göre, bu modellerin eklemlenme noktalarından sık sık sübjektif tahminler ve hatta hatalar sızabiliyor. Onun çalışma grubu, nükleer reaktörlerin rizikolarının onluk kuvveti kadar bir sapmayla verilebileceği sonucuna varmış durumda. Bu sapmalar, irrasyonel alana dayanan politik tercihleri ekliyor. Jochen Benecke'ye göre, bu rizikoyu sağlam bir şekilde hesaplamayı sağlayacak yöntemler henüz mevcut değil. Federal Alman nükleer reaktörlerinin güvenlik standartları, deneylere ve hesaplamalara dayanıyor. Alman güvenlik standardının dünyada herhangi bir başka yerdekinden yüksek olduğu şüphe götürmese bile, Çernobil boyutlarında bir felaketin gerçekleşme olasılığının sıfır gibi görülmesi, oldukça naif bir görüş. Almanya'da da koruma sistemleri devre dışı kalabilir ve geriye “insan rizikosu” kalır. Özellikle, şimdiye kadar hiç karşılaşılmamış olan, hayatı tehdit eden durumlarda tepkisi -esaslı hazırlıklara rağmen- önceden bilinemiyor. İleride bilgisayarlar, çalışmakta olan reaktörün güvenliğiyle sorumlu olan personelin yükünü hafifletmede önemli katkılarda bulunabilirlerdi. Günümüzde bir nükleer reaktördeki işletim personeli, reaktördeki süreçleri iletim tekniği sistemleri yardımıyla izlemekte ve yönetmekteler. Kriz durumlarında onlara yardımcı olabilecek dünya çapında bir defalık bir özellik var: “30 Dakika Postülası”. Şiddetli bir arızada, var olan koruma sistemlerinin kendi başlarına 30 dakika süreyle efektif bir kriz yönetimi sağlamaları gerekiyor. Önceden belirlenmiş limitler tehlikeli bir biçimde aşıldığında, güvenlik sistemleri otomatik olarak, örneğin reaktörün durdurulması, farklı güvenlik vanalarının kapatılması, yedek akım üretiminin devreye veya yedek çekirdek soğutmasının devreye sokulması koruma görevlerini yerine getirmek durumundalar. Böylece işletim personeli bilinçli bir tepki için gerekli zamanı kazanmış olacaklar. Yani çok tehlikeli durumlarda ne yalnızca modern bilgisayarlara, ne de insana güveniliyor. Aksine öncelikle güvenilirliğini uzun süredir kanıtlamış olan ölçüm yöntemlerine ve basit elektronik devrelere güveniliyor. Bunlar sayesinde gelen sinyaller dönüştürülüyor ve koruma işlemleri harekete geçiriliyor. Reaktörde yaklaşık 40000 ölçüm noktasından basınç, ısı, ışıma vb.'ye ilişkin bilgiler elde ediliyor. Gerçekleştirilmiş yüksek otomasyon düzeyine rağmen, reaktörlerin işletilmesi, insanın kararlarına ve müdahalesine gerek gösteriyor. Özellikle de önceden varsayılamayan küçük arızaların birdenbire zincirleme bir tehlikeye neden olduğu sıralarda. Bu tür bir durumun doğru tanınması ve otomatik olarak gerçekleşen koruma işlemlerinin denetlenmesi gerekiyor. Bu görevi gereğince yerine getirebilmek için, insanlar bir reaktörün kumanda merkezinde birkaç yıllık bir özel eğitimden geçiriliyorlar. Gündelik ekip çalışması yoğun bir konsantrasyon gerektiriyor. Vardiya süresince topluca gelmekte olan tek tek bilgilerin dikkatli bir biçimde incelenmesi, analiz edilmesi ve değerlendirilmesi gerekiyor. Bir nükleer reaktörün denetiminde çalışan herkes, fizikçi olmasa bile, reaktörde neler olduğunu detaylarına kadar anlamak ve bilmek zorundalar. Herhangi bir aksaklık durumunda, ancak böyle doğru mücadelede bulunabilir.

Bir reaktör simülatöründe eğitim: Özellikle programda kriz durumlarının içerilmesi halinde, bilgisayarla alıştırma yapmak büyük yarar sağlıyor. Simülatörle, tehlike durumunda en güvenli müdahalenin nasıl yapılabileceği konusunda davranış biçimleri inceleniyor. Çalışmakta olan bir tesiste bu mümkün olamazdı. Hardware olarak, gerçek bir denetim panosu oluşturuluyor. Resimde: Schweinfurt'taki Grafenrheinfeld nükleer reaktörü.

Grundremmingen gibi 1300 Megawatt sınıfında bir nükleer

Yeni nesil atom reaktörleri için yeni bir bilgisayar sistemi. 1988'de sonsuz sayı kolonları yerine eğri diyagramları kullanılmaya başlanacak. Resimdeki renkli eğriler, ne zaman istenen reaktör verimine ulaşıldığını gösteriyor.

Resimli gösterimler sayesinde, yönetim çubuklarının konumları daha rahat denetlenebiliyor ve yönetilebiliyor. Simgeler, çekirdeğe su ya da bor verilmesi gerektiği sinyalini veriyor.

Yönetim çubuklarının o andaki durumlarını gösteren grafiksel bilgisayar resmi: Bu çubuklar, yakıt çubuklarının arasına ne kadar çok sokulursa, verim o kadar engellenmiş olur.

reaktörün (Grundremmingen'de

1300 Megawatt elektrik enerjisi üretiliyor) denetiminde, personel tarafından yaklaşık 2200 tek bileşkenin gözlenmesi gerekiyor. Reaktörden yaklaşık 2500 farklı ölçüm alınıyor ve yaklaşık 1200 denetim ampulü değerlendiriliyor. Grundremmingen'deki kademe personeli, bunları klasik benzeşik göstergelerin, alarm sinyalleri ve son zamanlarda eklenen monitörlerin yer aldığı metrelerce uzunlukta panolarda izliyorlar. Tesisin haldeki durumunu gösteren uyarılar, bu yolla çok daha rahat denetlenebilecek şekilde görüntülenebiliyor. Arıza durumlarında şimdiye dek en yararlı yardımcı, işletim el kitabı oldu. Kitapta, ekibin yükünü hafifletmek için, güvenlik değişkenleri olarak adlandırılan ve arızalarda denetlenmesi gereken az sayıda bilgi verilmekte. Tabii ki bu, her durumda yardımcı olamıyor.