Дисертація присвячена розробці методології, яка на основі детерміністичної оцінки дозволяє визначити запаси безпеки, рівень безпеки як енергоблока АЕС в цілому, так і кожного фізичного бар'єру безпеки, та здатна вирішувати питання фундаментального принципу безпеки з оптимізації захисту як самостійно, так й у складі підходу інтегрального ризик-інформованого прийняття рішень.
В якості інструменту детерміністичної оцінки запасів безпеки запропоновано використовувати Аналіз проектних аварій (АПА), який є загальновизнаним підходом при проектуванні й обгрунтуванні безпеки реакторних установок, має сталу однозначну методологію, процедуру і практику вживання. Для проведення розрахунків в рамках АПА розроблені верифікаційні та валідовані розрахункові теплогідравлічні, нейтронно-фізичні та міцнісні програмні комплекси з великим досвідом їх застосування.
Шляхом розрахунків на основі консервативного підходу в рамках аналізу проектних аварій визначається факт порушення або непорушення так званих критеріїв прийнятності, які встановлені в Проекті АЕС та нормах, правилах і стандартах з ядерної та радіаційної безпеки.
У дисертаційній роботі запропоновано не обмежуватись як в АПА фактом порушення або непорушення критеріїв прийнятності, а йти далі – чисельно оцінити різницю між критерієм прийнятності і розрахунковим значенням відповідного параметра, тобто оцінити запас, який називається запас безпеки. Оскільки критерії прийнятності мають різну фізичну природу, одиниці виміру і чисельні значення, то для того, щоб була можливість проводити порівняльний аналіз запасів безпеки, запропоновано перевести їх в безрозмірну форму шляхом віднесення встановленого розрахунковим шляхом значення запасу до критерію прийнятності до самого критерію прийнятності. Отримане таким чином чисельне значення є безрозмірним дефіцитом безпеки, а різниця між критерієм прийнятності, переведеним в безрозмірну форму, і дефіцитом безпеки буде безрозмірним запасом безпеки.
Такий підхід забезпечив можливість оцінити для кожної вихідної події дефіцити безпеки для кожного критерію прийнятності. Введення понять середнього та інтегрального значення дефіциту безпеки дозволило розширити можливості порівняльного аналізу між різними вихідними подіями, критеріями прийнятності, фізичними бар'єрами безпеки та енергоблоками АЕС.
Також, для кожного критерію прийнятності запропоновано встановити 10% зону в якості детерміністичного критерію безпеки і ввести його в норми, правила і стандарти з ядерної та радіаційної безпеки. Якщо розрахункове значення дефіциту безпеки потрапляє в дану зону, запропоновано ввести часове обмеження експлуатації ядерної установки і визнати необхідність реалізації організаційно-технічних заходів, направлених на зниження виявленого дефіциту безпеки.
Дефіцити безпеки, що відображені графічно, по відношенню до вихідних подій, критеріїв прийнятності та фізичних бар'єрів безпеки формують наочний профіль безпеки, вказують на порушення детерміністичного критерію безпеки та показують на величину відхилення кожного дефіциту безпеки від середнього значення. Це дозволяє виявити як дефіцити безпеки, так і надлишкові запаси безпеки. Перше формує порядок заходів щодо підвищення безпеки АЕС, тоді як друге – завдання з оптимізації захисту, тобто розробити заходи, які дозволяють скоротити витрати на забезпечення надійної і безпечної експлуатації АЕС, а також забезпечити підтримку високого досягнутого рівня безпеки при деякому допустимому і контрольованому збільшенні дефіциту безпеки. Вирішення першого і другого завдань складає основу керування запасами безпеки.
Методологія має застосування на практиці, використовуючи результати Аналізу проектних аварій енергоблока №5 Запорізької АЕС. Розраховані дефіцити безпеки для кожної вихідної події та побудовані відповідні профілі дефіциту безпеки для кожного критерію прийнятності. В результаті виявлено порушення детерміністичного критерію безпеки для критеріїв прийнятності за тиском 1 і 2 контурів та гермооболонки. Зроблена оцінка обмеження за тривалістю експлуатації блоку для кожного з дефіцитів безпеки. Запропоновано захід щодо підвищення безпеки в частині тиску 1 і 2 контурів при аваріях і порушеннях нормальної експлуатації та шляхом розрахунків за допомогою теплогідравлічного комп'ютерного коду Relap5 Mod3.2 зроблена оцінка ефективності заходу і показано зниження дефіцитів безпеки.
Також, на практиці показані надлишкові запаси безпеки і запропоновані шляхи їх усунення для оптимізації витрат на експлуатацію.
Розроблені методи як для самостійного застосування методології, так і її застосування у складі підходу інтегрального ризик-інформованого прийняття рішень.
Методологія рекомендована для застосування у регулюючій діяльності, при проектуванні АЕС та експлуатації АЕС, наприклад, при оптимізації технічних обслуговувань і ремонтів систем безпеки та їх виконанні на енергоблоці, що працює на потужності.
