RBMK

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania
Schemat reaktora RBMK
Schematyczny widok reaktora z boku.
Pracownik elektrowni atomowej Leningrad dokonuje inspekcji zbiornika na zużyte paliwo. Na drugim planie pokrywa reaktora. W tle maszyna do wymieniania prętów paliwowych w reaktorze.

Rieaktor Bolszoj Moszcznosti Kanalnyj (ros. Реактор Большой Мощности Канальный, tłum. Reaktor Kanałowy Dużej Mocy) – lekkowodny, wrzący reaktor atomowy z moderatorem grafitowym. Pierwszy reaktor tego typu uruchomiono w Leningradzkiej Elektrowni Jądrowej.

Pręt kontrolny − jeden z elementów rdzenia reaktora jądrowego służący do kontroli tempa zachodzenia łańcuchowej reakcji rozszczepienia. Zbudowany jest z materiałów, które pochłaniają neutrony nie ulegając przy tym rozszczepieniu. Budowa i skład chemiczny prętów jest dobierany pod kątem zakresu energii neutronów powstających w reaktorze, z uwagi na różne przekroje czynne pochłaniania neutronów o różnych energiach.Azot (N, łac. nitrogenium) – pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 7, niemetal z grupy 15 (azotowców) układu okresowego. Stabilnymi izotopami azotu są N i N. Azot w stanie wolnym występuje w postaci dwuatomowej cząsteczki N2. W cząsteczce tej dwa atomy tego pierwiastka są połączone ze sobą wiązaniem potrójnym. Azot jest podstawowym składnikiem powietrza (78,09% objętości), a jego zawartość w litosferze Ziemi wynosi 50 ppm. Wchodzi w skład wielu związków, takich jak: amoniak, kwas azotowy, azotyny oraz wielu ważnych związków organicznych (kwasy nukleinowe, białka, alkaloidy i wiele innych). Azot w fazie stałej występuje w sześciu odmianach alotropowych nazwanych od kolejnych liter greckich (α, β, γ, δ, ε, ζ). Najnowsze badania wykazują prawdopodobne istnienie kolejnych dwóch odmian (η, θ).

RBMK był celem sowieckiego programu budowy reaktorów służących do produkcji plutonu do celów militarnych. Jego prototyp, AM-1 („Атом Мирный”, Atom Mirnyj, „pokojowy atom”) uruchomiony 27 czerwca 1954 w Obnińsku produkował dla miasta 5 MW mocy do 1959 roku.

Chłodzenie lekką wodą i moderacja grafitem umożliwiła stosowanie jako paliwa naturalnego uranu, bez jego uprzedniego wzbogacania. Czyni to z RBMK jeden z najekonomiczniejszych reaktorów. Jednak kombinacja ta oznacza również wzrost reaktywności przy zwiększaniu się ilości pary w rdzeniu reaktora, co utrudnia jego sterowanie i może doprowadzić do utraty stabilności reaktora. Właśnie ten defekt był jedną z przyczyn katastrofy w Czarnobylu.

Zatrucie ksenonowe (jama jodowa) – zmniejszenie reaktywności, a nawet dezaktywacja, reaktora jądrowego w wyniku gromadzenia się w rdzeniu reaktora izotopu ksenonu-135, który silnie pochłania neutrony. Zmiany w ilości ksenonu-135 w reaktorze są także głównym powodem oscylacji mocy reaktora, które występują po zmianie położenia prętów kontrolnych lub w wyniku innych czynników wpływających na reaktywność reaktora. MKER (ros. МКЭР, Многопетлевые Канальные Энергетические Реакторы, Mnogopetleje Kanalinje Energeticzeskie Reaktori) – projektowany, lekkowodny, wrzący reaktor atomowy z moderatorem grafitowym. Jest udoskonaloną wersją reaktora RBMK.

Budowa reaktora[ | edytuj kod]

Układ elementów rdzenia reaktora nr 4 w Czarnobylu.
     źródła neutronów startowych (12)
     pręty kontrolne (167)
     krótkie dolne pręty kontrolne (32)
     pręty automatycznego sterowania (12)
     rury ciśnieniowe z prętami paliwowymi (1661)
Liczby na schemacie wskazują pozycję prętów kontrolnych (głębokość wstawienia w cm) w momencie katastrofy w Czarnobylu

Projekt RBMK-1000 został opracowany na początku lat sześćdziesiątych pod kierunkiem prof. Nikołaja Dolleżala. Budowę pierwszego bloku uruchomiono w roku 1967, a oddano do użytku w roku 1973 w elektrowni Sosnowy Bór, 80 kilometrów na zachód od Leningradu (obecnie Sankt Petersburg).

Reflektor neutronów – materiał o własnościach powodujących odrzucenie neutronów powstających w reaktorze jądrowym i skierowanie ich z powrotem w kierunku rdzenia reaktora.Izotopy – odmiany pierwiastka chemicznego różniące się liczbą neutronów w jądrze atomu (z definicji atomy tego samego pierwiastka mają tę samą liczbę protonów w jądrze). Izotopy tego samego pierwiastka różnią się liczbą masową (łączną liczbą neutronów i protonów w jądrze), ale mają tę samą liczbę atomową (liczbę protonów w jądrze).

Rdzeń nie ma obudowy bezpieczeństwa w sensie rozumianym na Zachodzie (tzw. containment). Reaktor jest umieszczony w betonowej studni o wymiarach 21,6 na 21,6 na 25,5 m. Rdzeń stanowi 1661 kolumn ułożonych z prostopadłościennych bloków grafitowych o podstawie kwadratu o boku 250 mm. W środku każdego bloku jest pionowy kanał o średnicy 114 mm będący kanałem paliwowym, sterującym lub technicznym. W celu zapobieżenia zapaleniu się grafitu oraz odprowadzenia ciepła wydzielającego się w nim (ok 5% energii rozszczepienia unoszą neutrony) między grafitowymi blokami były przestrzenie wypełnione mieszaniną helu i azotu. Rdzeń otoczony jest warstwą grafitu o grubości 500-800 mm, spełniającą funkcję reflektora neutronów i pierwszej bariery ochronnej. Całość jest oddzielona od środowiska zewnętrznego pierścieniowym zbiornikiem wodnym o grubości 1,2 metrów, dwumetrową ścianą betonową, a z góry i z dołu płytami stalowymi o grubości 200-250 mm.

Hel (He, łac. helium) – pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 2, z grupy helowców (gazów szlachetnych) w układzie okresowym. Jest po wodorze drugim najbardziej rozpowszechnionym pierwiastkiem chemicznym we wszechświecie, jednak na Ziemi występuje wyłącznie w śladowych ilościach (4×10% w górnych warstwach atmosfery).Sprawność – skalarna bezwymiarowa wielkość fizyczna określająca w jakim stopniu urządzenie, organizm lub proces przekształca energię występującą w jednej postaci w energię w innej postaci, stosunek wartości wielkości wydawanej przez układ do wartości tej samej wielkości dostarczanej do tego samego układu.

Kanały paliwowe są rurami o średnicy zewnętrznej 88 mm i ściance grubości 4 mm, wykonanymi ze stali nierdzewnej, a ich główna część przechodząca przez grafit – ze stopu niobu i cyrkonu. Każda rura kanału paliwowego jest umieszczona w rurze kanałowej, w której płynie i wrze woda ogrzewana głównie przez kanał paliwowy.

Moderator – substancja służąca do zmniejszenia energii kinetycznej (prędkości) neutronów, aż do osiągnięcia przez nie stanu tzw. neutronów termicznych. Powolne neutrony znacznie wydajniej powodują rozszczepienie jąder atomowych w materiale paliwa jądrowego.Grafit – pospolity i szeroko rozpowszechniony minerał z gromady pierwiastków rodzimych. Stosowany jako naturalny suchy smar. Jest – obok diamentu i fulerytu – odmianą alotropową węgla. Nazwa pochodzi od gr. graphein = pisać, nawiązuje do tradycyjnego zastosowania tego minerału.

Wewnątrz kanałów paliwowych umieszczane są zespoły paliwowe, składające się z dwóch zestawów paliwowych o wysokości 3650 mm. Zestaw paliwowy składa się 18 prętów paliwowych oraz pręta nośnego w osi zestawu. Pręty paliwowe są utrzymywane przez przekładki ze stali nierdzewnej. Pręt paliwowy to rurka (koszulka) cyrkonowo-niobowa o średnicy 13,6 mm i grubości 0,9 mm, wypełniona pastylkami paliwowymi o wysokości 15 mm z dwutlenku uranu, wzbogaconego do minimum 1,8%. Całkowita masa paliwa wynosi 190 t. Czas przebywania pręta w reaktorze wynosi około 3 lat, a ich przeładunek może przebiegać podczas normalnej pracy reaktora.

Sosnowy Bór (ros: Сосновый Бор) – miasto w Rosji, w obwodzie leningradzkim, około 80 km na zachód od Petersburga. Leży nad Zatoką Koporską (część Zatoki Fińskiej). Miasto otoczone jest rejonem łomonosowskim, choć nie jest jego częścią. Populacja wynosi 66 tys. osób.Skraplacz, kondensator – urządzenie, którego zadaniem jest zamiana gazów w ciecze, czyli skraplanie. Jest zwykle elementem składowym większych instalacji technologicznych lub energetycznych.

Rdzeń wyposażony jest w 211 prętów kontrolnych wykonanych z węgliku boru, umożliwiających kontrolę mocy reakcji. Kilkanaście mniejszych prętów wsuwanych od spodu ma za zadanie odpowiednio rozprowadzać energię po rdzeniu, główne pręty wprowadzane są od góry. Część z nich jest sterowana automatycznie, część ręcznie, a pozostałe – awaryjnie (aktywowana tylko poprzez przełącznik AZ-5). W razie odchylenia od normalnych parametrów (np. skoku mocy) pręty mogą być opuszczone w celu zmniejszenia lub zaprzestania aktywności reaktora.

Stal – stop żelaza z węglem, plastycznie obrobiony i obrabialny cieplnie, o zawartości węgla nieprzekraczającej 2,10%, co odpowiada granicznej rozpuszczalności węgla w żelazie (dla stali stopowych zawartość węgla może być dużo wyższa). Węgiel w stali najczęściej występuje w postaci perlitu płytkowego. Niekiedy jednak, szczególnie przy większych zawartościach węgla, cementyt występuje w postaci kulkowej w otoczeniu ziaren ferrytu.Katastrofa elektrowni jądrowej w Czarnobylu (także ogólniej: Katastrofa w Czarnobylu) – wypadek jądrowy, mający miejsce 26 kwietnia 1986 w reaktorze jądrowym bloku energetycznego nr 4 elektrowni atomowej w Czarnobylu. W wyniku przegrzania reaktora doszło do wybuchu wodoru, pożaru, oraz rozprzestrzenienia substancji promieniotwórczych.

Blok pracuje z pojedynczym obiegiem, ciepło odbierane jest przez dwa układy chłodzenia, każdy połączony z jednym turbogeneratorem. W kanałach paliwowych woda pod ciśnieniem odbiera większość ciepła wygenerowanego w trakcie reakcji. Jej część odparowuje, w separatorach pary następuje oddzielenie wody z mieszaniny parowo-wodnej wychodzącej z reaktora. Uzyskana para nasycona (o temp. 284 °C i ciśnieniu 6,5 MPa, w ilości średnio 5780 t/h) doprowadzana jest do turbogeneratora o mocy elektrycznej 500 MW każdy. Po przejściu przez turbiny i skropleniu w kondensatorze kierowana jest z powrotem do reaktora. Sprawność elektrowni wynosi 31%. Rdzeń jest wyposażony w układ awaryjnego chłodzenia reaktora uruchamiany, jeśli obieg chłodziwa zostanie poważnie zaburzony.

Reaktor jądrowy – urządzenie, w którym przeprowadza się z kontrolowaną szybkością reakcje jądrowe; na obecnym etapie rozwoju nauki i techniki są to przede wszystkim reakcje rozszczepienia jąder atomowych. Reakcje te mają charakter łańcuchowy – produkty reakcji (w tym głównie neutrony) mogą zainicjować kilka następnych. Aby uniknąć lawinowego wzrostu szybkości reakcji, reaktor dzieli się na strefy wypełnione na przemian paliwem, chłodziwem oraz moderatorem, czyli substancją spowalniającą neutrony. Szybkość reakcji kontrolowana jest m.in. przez zmianę wzajemnego położenia lub proporcji tych składników, a także przez wprowadzanie dodatkowych substancji pochłaniających lub spowalniających neutrony, zawartych w tzw. prętach regulacyjnych (służących do normalnej regulacji parametrów reakcji) oraz prętach bezpieczeństwa (stosowanych do awaryjnego wyłączania reaktora). Substancjami używanymi do pochłaniania neutronów termicznych są m.in. bor i kadm, natomiast jako moderatorów używa się m.in. berylu, grafitu, a także wody, pełniącej równocześnie rolę chłodziwa.Ignalino (lit. Ignalina) – miasto na Litwie, w okręgu uciańskim, położone w północno-wschodniej części kraju w Auksztocie. W okresie II Rzeczypospolitej w województwie wileńskim, powiecie święciańskim, gminie Daugieliszki.

Reaktory pracują w wieloblokowych elektrowniach, po 2-6 bloków. Zbudowano także udoskonalony reaktor RBMK-1500, o mocy zwiększonej do 1500 MW, który pracował w Ignalinie. Przygotowano także projekty udoskonalonego reaktora RBMK-2000, w którym zastosowano jądrowy przegrzew pary do 450 °C i zwiększono wzbogacenie uranu do 2,2%.

Zawór zwrotny służy do zapewnienia przepływu płynu tylko w jednym kierunku. Jest to zawór samoczynny. Idealny zawór zwrotny przechodzi od stanu zamknięcia do stanu otwarcia w zależności od znaku różnicy ciśnień po obu stronach zaworu. W praktyce większość zaworów otwiera się dopiero po przekroczeniu progowej różnicy ciśnień, nazywanej ciśnieniem otwarcia, bądź (rzadziej) zamyka się dopiero po przekroczeniu pewnej wartości przepływu wstecznego oraz zamyka się po pewnym czasie od ustania przepływu.Smoleńsk (ros. Смоленск) – miasto w Rosji, stolica obwodu smoleńskiego. Położone nad Dnieprem. 319 tys. mieszkańców (2005).


Podstrony: 1 [2] [3] [4]




Warto wiedzieć że... beta

Reaktor wodny wrzący, w skrócie BWR (ang. Boiling Water Reactor) – reaktor jądrowy moderowany i chłodzony wodą, cyrkulującą w jednym obiegu (w odróżnieniu od reaktora wodnego ciśnieniowego (PWR), który posiada dwa obiegi wodne). Lekka woda chłodząca reaktor pełni jednocześnie funkcje moderatora i czynnika roboczego; wytworzona w reaktorze para jest kierowana do turbiny.
Cyrkon (Zr, łac. zirconium) – pierwiastek chemiczny, z grupy metali przejściowych w układzie okresowym. Nazwa pochodzi od minerału o tej samej nazwie – cyrkonu (ZrSiO4). Innym minerałem tego pierwiastka jest baddeleit (ZrO2).
Studnia – pionowe (czasami skośne) ujęcie wód podziemnych, sztuczny otwór wiercony lub kopany, sięgający do poziomu wodonośnego.
Pluton (Pu, łac. plutonium) – pierwiastek chemiczny z grupy aktynowców w układzie okresowym. Nazwa pochodzi od planety karłowatej Pluton.
Kawitacja – zjawisko fizyczne polegające na gwałtownej przemianie fazowej z fazy ciekłej w fazę gazową pod wpływem zmniejszenia ciśnienia. Jeżeli ciecz gwałtownie przyśpiesza zgodnie z zasadą zachowania energii, ciśnienie statyczne cieczy musi zmaleć. Dzieje się tak np. w wąskim otworze przelotowym zaworu albo na powierzchni śruby napędowej statku.
Internet Archive − instytucja znajdująca się na przedmieściach San Francisco (Kalifornia, Stany Zjednoczone), która zajmuje się gromadzeniem i udostępnianiem archiwum rozmaitych zasobów multimedialnych.
Obnińsk – miasto w środkowej Rosji, w obwodzie kałuskim, nad Protwą. Od 1956 roku miasto. Około 106 tys. mieszkańców. Jest to jeden z większych ośrodków naukowych w Rosji. 26 czerwca 1954 roku uruchomiono tu pierwszą na świecie elektrownię jądrową. Znajdowała się tam także ruchoma elektrownia jądrowa TES-3 o mocy 1,5 MW(e).

Reklama