L’avenir de Zaporizhzhia: péril ou promesse nucléaire?

Zaporizhzhia de l’Ukraine puissance nucléaire L’usine, la plus grande d’Europe, a provoqué l’anxiété depuis que les troupes russes l’ont capturé à peine deux semaines après l’invasion de 2022. Mais récemment, après trois ans d’occupation et fréquentes proches Cela menaçait une catastrophe radiologique, une promesse de jours plus ensoleillés a soudainement apparu, bien que brièvement. Dans un 19 mars, appelez le président américain Donald Trump Et le président ukrainien Volodymyr Zelensky a discuté de la protection américaine et de l’investissement pour l’Ukraine puissance nucléaire– ou même la propriété, Selon un résumé de la Maison Blanche. Agence internationale de l’énergie atomique (AIEA) Le réalisateur Rafael Grossi a augmenté la mise une semaine plus tard, disant à Reuters que les réacteurs de Zaporizhzhia pourraient redémarrer Dans les «mois» d’un cessez-le-feuet l’usine pourrait être pleinement opérationnelle en un an.

La promesse d’un redémarrage rapide à Zaporizhzhia, qui compte six réacteurs de 950 mégawatts, rapidement a disparu au milieu des attaques russes quotidiennes et mortelles contre les villes ukrainiennes. Néanmoins le directeur général de ÉnergiqueUkraine’s Nuclear Power Utility, Essentiellement approuvé le calendrier de Grossi pour un scénario démilitarisé dans une interview ce mois-cimême s’il a reconnu de graves défis techniques, notamment l’entretien différé et une pénurie d’eau de refroidissement.

En fait, selon des experts ukrainiens, européens et américains interrogés par Spectre IEEEles défis auxquels sont confrontés Zaporizhzhia Nuclear Power (ZNPP) Le renouveau pourrait aller bien plus loin. Ces experts disent que la Russie opération de la plante peut avoir si gravement endommagé Il pourrait prendre des années et coûter des milliards de dollars. Des problèmes particuliers incluent l’inclinaison potentielle des bâtiments des réacteurs et l’intégrité des générateurs de vapeur complexes et relativement fragiles pour les réacteurs à eau légère sous pression de la plante.

Même s’il y a une cessation durable des hostilités, le redémarrage Ukraine est capable de dépenser. Et au moins certains experts en énergie ukrainienne disent que le pays devrait plutôt se concentrer sur Construire des centrales électriques plus petites et décentralisées.

Volodymyr Kudrytskyil’ancien directeur de l’Ukraine réseau électrique opérateur, a dit autant le mois dernier Lors d’un forum au MIT le mois dernier. Kudrytskyi a dit un grand nucléaire centrales électriques Concentrez trop de puissance à quelques endroits du réseau: «Nous pouvons utiliser cet héritage soviétique pour survivre, mais ce n’est pas la voie à suivre.»

Les pratiques d’exploitation douteuses peuvent avoir endommagé l’usine

Depuis l’invasion à grande échelle de l’Ukraine par la Russie, le ZNPP a connu un large éventail d’insultes sans précédent. Pendant son armé crise d’épilepsie En mars 2022, les forces russes ont tiré sur l’usine. En octobre, Russie a commencé à bombarder l’Ukrainien système d’alimentation. Ces attaques ont déconnecté à plusieurs reprises le ZNPP du réseau ukrainien, forçant l’utilisation de diesel générateurs pour alimenter les pompes qui circulent carburant dépenséen l’empêchant de surchauffer et potentiellement de fondre et de libérer de grandes quantités de radiation.

Russie attaques ont détruit certains équipements et mis une pression sur d’autres, mais une préoccupation particulière provient de modes de fonctionnement à long terme sans précédent: Arrêt chaud et arrêt à froid.

ZNPP est le premier nucléaire centrale électrique dans le monde pour persister dans un état d’arrêt chaud, dans lequel l’usine fonctionne à une production minimale. Arrêt chaud soutenu, pendant des mois, a violé la licence de ZNPP. Mais les directeurs d’usine russes ont insisté traitement de l’eau plante, ainsi que le chauffage pour la ville voisine de Énergique, aussi sous l’occupation russe.

Les experts ukrainiens et internationaux de la sécurité ont plutôt fait valoir que la fermeture à chaud a inutilement augmenté le risque d’accident provoquant une catastrophe régionale, car les réacteurs chauds se fondent plus rapidement après l’échec des systèmes de refroidissement. Les Ukrainiens ont vu le risque amélioré comme Une forme de chantage nucléairefaisant valoir que les forces russes pourraient délibérément déclencher un incident radiologique s’ils étaient forcés de se retirer de la région.

En avril 2024, la direction russe de l’usine a finalement cédé, Placer la dernière unité de génération d’exploitation en arrêt à froid. L’arrêt à froid est un mode plus sûr pour l’usine, mais, encore, plusieurs aspects de la fermeture à froid sont très inhabituels et se préoccupent.

Ces préoccupations découlent d’une combinaison complexe de chimie et de physique. Pendant l’arrêt à froid, les débits de refroidissement sont faibles – en ce qui concerne les boucles – et également relativement cool, dans certains cas en descendant en dessous de 35 ° C.

Le résultat est un liquide de refroidissement avec une densité plus élevée. Expert nucléaire ukrainien Georgiy Balakan Dit que le liquide de refroidissement à haute densité met une plus grande charge mécanique sur les tuyaux de refroidissement et les tubes délicats dans les générateurs de vapeur. Cette charge élevée, à son tour, augmente la tension sur les nombreuses soudures, ainsi que sur les tuyaux en acier eux-mêmes parce que leur métal est moins ductile à des températures plus basses, selon Balakan.

Une basse température et un débit, quant à eux, ont également un impact sur l’acide borique qui est ajouté à l’eau de refroidissement primaire pour réguler le réacteur fission Réactions, permettant à l’acide borique de cristalliser dans les zones sensibles des tuyaux de circuit primaire et dans les générateurs de vapeur. Les efforts pour purger les cristaux peuvent alors exacerber les dommages. Si les dommages perforent les tubes du générateur de vapeur, l’eau entraînante peut couler et attaquer l’acier des circuits de refroidissement secondaire, qui est d’une qualité inférieure.

Un immeuble de bureaux à la centrale nucléaire de Zaporizhzhia, dans le sud de l’Ukraine, a été photographié le 14 juin 2023, 15 mois après la capture de l’établissement par les troupes russes. Olga Maltseva / AFP / Getty Images

Les fuites de vapeur ou l’extraction des eaux souterraines pourraient condamner une plante

Les responsables russes contrôlant le ZNPP ont a rapporté une série de fuites aux observateurs de l’IAEAy compris les fuites du générateur de vapeur dans la moitié de ses unités d’alimentation. Balakan, un ancien conseiller spécial du président d’Energoatom, l’utilité nucléaire ukrainienne, appelle ces signes révélateurs de l’assaut physique et chimique contre l’équipement de l’usine. «Les Russes ont agi comme s’ils pouvaient exploiter le régime chimique de l’eau pendant un temps illimité», dit-il.

Des experts indépendants contactés par Spectre IEEE Affirmé l’analyse de Balakan. Ils comprennent un ingénieur nucléaire américain senior familier avec les réacteurs de conception soviétique, qui ont parlé à Spectre sous couvert d’anonymat parce qu’ils craignaient les représailles des autorités nationales et un ingénieur ukrainien qui n’est pas autorisé à parler à la presse.

Les problèmes de générateur de vapeur peuvent fermer une centrale nucléaire pour de bon. Ce scénario s’est déroulé en Californie en 2013 lorsque l’utilitaire Californie du Sud Edisonmis au rebut sa seule centrale nucléaire Après les réparations du générateur de vapeur bâclées qui coûtent près de 2 milliards de dollars (2,7 milliards de dollars 2025 dollars).

Un autre ensemble de problèmes potentiellement coûteux résulte du passage des opérateurs vers les eaux souterraines pour le refroidissement après la démolition du barrage de Kakhovka en juin 2023. Les implications potentielles incluent une altération d’un système de sécurité critique: les tiges de commande du réacteur.

Après le drainage du réservoir de Kakhovka, a éliminé la source d’origine du ZNPP d’eau de refroidissement, Rosatomle conglomérat de génération et de technologie nucléaire russe, a foré 11 puits sur place. Retrait du terrainL’eau est préoccupante, selon Aybars Gürpinarun ancien haut responsable de la sécurité au Agence internationale de l’énergie atomique (IAEA). « Surtout quand il y a une extraction importante des eaux souterraines, la colonisation est toujours une possibilité », a écrit Gürpinar, maintenant un consultant basé à Vienne et à Bruxelles, dans un e-mail à Spectre.

L’affaissement a provoqué plusieurs maux de tête coûteux pour les réacteurs Vver-1000 conçus par soviétique, y compris les ZNPP. Il y a près de 20 ans Selon un poste de LinkedIn en 2024 par Balakan. En 2011, Rosatom a déclaré au président de l’époque, Dmitry Medvedev, qu’il avait prévu de réparer le «Inclinaison progressive»Aux centrales électriques de Balakovo et Kalinin.

Gürpinar dit que l’inclinaison pourrait casser la base en béton de ZNPP et interférer avec les tiges de commande du réacteur, ralentissant leur goutte à gravité dans le réacteur aux réactions de fission de silence pendant la station panner. Il dit que les tiges pourraient même être «coincées», forçant les opérateurs à compter sur l’acide borique pour contrôler le réacteur et les laisser sans contrôle de sauvegarde.

Dans une déclaration à SpectreRosatom a affirmé que: «Aucun changement de niveau du sol ou signe de subsidence n’a été observé.»