• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Stopienie rdzenia reaktora jądrowego



    Podstrony: 1 [2] [3] [4] [5] [6]
    Przeczytaj także...
    Rozszczepienie jądra atomowego to przemiana jądrowa polegająca na rozpadzie jądra na dwa (rzadziej na więcej) fragmenty o zbliżonych masach. Zjawisku towarzyszy emisja neutronów, a także kwantów gamma, które unoszą znaczne ilości energii. Ponieważ jądra ulegające rozszczepieniu zwykle są jądrami ciężkimi, które posiadają więcej neutronów niż protonów, obydwa fragmenty powstałe w rozszczepieniu są jądrami neutrono-nadmiarowymi. Nadmiar neutronów jest z nich emitowany podczas aktu rozszczepienia (neutrony natychmiastowe) lub z pewnym opóźnieniem (neutrony opóźnione).Eutektyka (eutektyk, mieszanina eutektyczna) – mieszanina dwóch lub więcej faz o określonym składzie, która wydziela się z roztworów ciekłych w określonej temperaturze, zwanej temperaturą eutektyczną. Mieszanina jest produktem przemiany eutektycznej. Nazwa wywodzi się z greckiego słowa eutektos, co znaczy łatwo topliwy.
    Elektrownia jądrowa Three Mile Island – miejsce jedynej w historii awarii z częściowym stopieniem rdzenia w reaktorze typu PWR

    Stopienie rdzenia reaktora jądrowego – poważna awaria reaktora jądrowego polegająca na częściowym lub całkowitym uszkodzeniu przez stopienie, rdzenia reaktora z powodu wysokiej temperatury. Do jego określenia w języku angielskim często używa się potocznego zwrotu nuclear meltdown.

    Rdzeń reaktora jądrowego – zasadnicza część reaktora, w której następują przemiany jądrowe, będące źródłem energii w formie promieniowania oraz ciepła.Wody zaskórne, zwane też wodami wierzchówki, prawidłowa nazwa: wody przypowierzchniowe – wody podziemne, znajdujące się bardzo płytko pod powierzchnią gruntu. Wody te cechują się zmiennością temperatury i z reguły są zanieczyszczone. Z tego względu nie nadają się do celów spożywczych. Wody zaskórne powstają pod wpływem zmian temperatury i opadów atmosferycznych. Wody te są niezbędne do życia roślin.

    Awaria taka następuje, gdy ciepło generowane w rdzeniu reaktora przez reakcje jądrowe nie zostaje odprowadzone przez układ chłodzenia i w przynajmniej jednym elemencie paliwowym reaktora temperatura osiągnie temperaturę topnienia. Termiczna przyczyna awarii odróżnia ją od innych awarii, również związanych z uszkodzeniem elementu paliwowego, ale mających inne przyczyny, np. mechaniczne.

    Temperatura topnienia – temperatura, w której kryształ zamienia się w ciecz. Jest to też najwyższa możliwa temperatura, w której może rozpocząć się krystalizacja tej substancji. Krystalizacja zachodzi jednak często przy niższej temperaturze niż temperatura topnienia, co zależy od wielu czynników, np. obecności zarodków krystalizacji, tempa schładzania czy ciśnienia.Ciepło powyłączeniowe — energia cieplna wytwarzana w reaktorze jądrowym po jego wyłączeniu, w stanie niekrytycznym, w wyniku przemian jądrowych zachodzących w produktach reakcji rozszczepienia paliwa jądrowego.

    Do stopienia rdzenia reaktora jądrowego może dojść w wyniku utraty chłodzenia, utraty parametrów pracy przez czynnik chłodzący (np. ciśnienia), obniżenia jego tempa przepływu, lub w wyniku przekroczenia dopuszczalnych parametrów pracy reaktora.

    Stopienie rdzenia jest zaliczane do najpoważniejszych awarii reaktorów jądrowych z uwagi na potencjalnie nieodwracalne uszkodzenie reaktora i związaną z tym możliwość uwolnienia się z jego wnętrza substancji radioaktywnych.

    Wielka Brytania, Zjednoczone Królestwo (ang. United Kingdom), Zjednoczone Królestwo Wielkiej Brytanii i Irlandii Północnej (ang. United Kingdom of Great Britain and Northern Ireland) – unitarne państwo wyspiarskie położone w Europie Zachodniej. W skład Wielkiej Brytanii wchodzą: Anglia, Walia i Szkocja położone na wyspie Wielka Brytania oraz Irlandia Północna leżąca w północnej części wyspy Irlandia. Na wyspie tej znajduje się jedyna granica lądowa Zjednoczonego Królestwa z innym państwem – Irlandią. Poza nią, Wielka Brytania otoczona jest przez Ocean Atlantycki na zachodzie i północy, Morze Północne na wschodzie, kanał La Manche na południu i Morze Irlandzkie na zachodzie.Współczynnik reaktywności przestrzeni parowych − cecha reaktora jądrowego określająca zmianę mocy reaktora, reaktywności, w przypadku wypełnienia parą wodną przestrzeni między paliwem jądrowym a moderatorem. Dodatni współczynnik reaktywności przestrzeni parowych oznacza, że wzrost mocy w przypadku obecności pary wodnej w rdzeniu. Ujemny, spadek mocy w takiej sytuacji.

    Spis treści

  • 1 Przyczyny
  • 2 Reaktory lekkowodne
  • 2.1 Odkrycie rdzenia
  • 2.2 Nagrzewanie
  • 2.3 Odkształcanie i pękanie paliwa
  • 2.3.1 Emisja produktów rozszczepienia z paliwa
  • 2.4 Gwałtowne utlenianie
  • 2.5 Zbieranie się szczątków na dnie rdzenia
  • 2.6 Przemieszczanie się rdzenia
  • 2.6.1 Uszkodzenie zbiornika ciśnieniowego
  • 2.6.2 Oddziaływanie paliwo-chłodziwo
  • 2.6.3 Ponowne osiągnięcie krytyczności
  • 2.6.4 Bezpośrednie ogrzewanie osłony
  • 2.6.5 Zalanie osłony biologicznej
  • 2.7 Projektowy przebieg awarii
  • 2.8 Hipotetyczne przebiegi awarii
  • 3 Reaktory innych typów
  • 3.1 CANDU
  • 3.2 Reaktory chłodzone gazem
  • 3.3 Reaktory eksperymentalne i koncepcyjne
  • 4 Reaktory radzieckie i rosyjskie
  • 4.1 RBMK
  • 4.2 MKER
  • 4.3 WWER
  • 4.4 Katastrofa EJ Czarnobyl
  • 5 Skutki
  • 5.1 Przeciek obudowy bezpieczeństwa
  • 5.2 Skutki według WASH-1400
  • 5.2.1 Emisja substancji promieniotwórczych
  • 5.2.2 Istotność izotopów
  • 5.2.3 Natychmiastowe skutki zdrowotne
  • 5.2.4 Opóźnione skutki zdrowotne
  • 5.2.5 Skutki genetyczne
  • 6 Historia
  • 7 Symulacje i eksperymenty
  • 7.1 Kody obliczeniowe
  • 7.2 Eksperymenty
  • 8 Zobacz też
  • 9 Przypisy
  • 10 Bibliografia
  • 11 Linki zewnętrzne
  • Współczynnik stechiometryczny – stały współczynnik w równaniu stechiometrycznym danej reakcji chemicznej. Wartość współczynnika stechiometrycznego wynika bezpośrednio z bilansu atomów.Czynnik rakotwórczy, czynnik onkogenny, karcynogen, kancerogen – czynnik, który powodując mutację materiału genetycznego, przyczynia się do rozwoju choroby nowotworowej.

    Przyczyny[]

    W elektrowni jądrowej generatory prądu elektrycznego są napędzane parą wodą ogrzewaną ciepłem powstającym w rdzeniu reaktora jądrowego. Ciepło to jest odbierane z elementów paliwowych, w których zachodzi kontrolowana reakcja łańcuchowa, poprzez czynnik roboczy obiegu chłodzenia reaktora. Jeśli ciepło nie będzie odbierane z reaktora w odpowiednim tempie, temperatura elementów paliwowych może osiągnąć ich temperaturę topnienia. Do stopienia rdzenia może dojść nawet po wyłączeniu reaktora, z uwagi na ciepło powyłączeniowe, powstające w reaktorze jeszcze jakiś czas po jego wyłączeniu.

    Elektrownia Three Mile Island – amerykańska cywilna elektrownia jądrowa położona na sztucznej wyspie, o tej samej nazwie, na rzece Susquehanna, koło Harrisburga, w stanie Pensylwania. Pierwotnie pracowały w niej dwa reaktory wodne ciśnieniowe (PWR), oznaczone jako TMI-1 i TMI-2, jednak po wypadku w 1979, częściowo stopiony rdzeń reaktora jądrowego TMI-2 został usunięty z terenu elektrowni.Jod (I, łac. iodum) – pierwiastek chemiczny z grupy 17 – fluorowców w układzie okresowym. Jego nazwa pochodzi od stgr. ἰοειδής ioeides – fioletowy.

    Do opisanego stanu w reaktorze jądrowym może dojść w wyniku niedoboru chłodziwa w rdzeniu, utraty ciśnienia chłodziwa, utraty chłodziwa, niekontrolowanego wzrostu mocy termicznej reaktora, a w niektórych rodzajach reaktorów, w przypadku pożaru w rdzeniu. Błędy w sterowaniu reaktorem mogą również prowadzić do ciągu zdarzeń skutkujących utratą chłodzenia.

    Beryl (Be, łac. beryllium) – pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 4, metal należący do drugiej grupy głównej układu okresowego. Jedynym stabilnym izotopem jest Be. Został odkryty przez Louisa Vauquelina w 1798 r.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.

    Zasady bezpieczeństwa, takie jak „obrona w głąb”, „bezpieczne w czasie awarii”, czy nadmiarowość, mają za zadanie nie dopuścić do takiej sytuacji.

  • W awarii utraty chłodziwa (AUCh) następuje fizyczna utrata czynnika chłodzącego (wody, gazu, ciekłego metalu) lub sposobu zapewnienia jego wystarczającego przepływu. W niektórych typach reaktorów taka awaria jest powiązana z awarią utraty ciśnienia. W reaktorach wodnych ciśnieniowych (PWR), awaria taka może spowodować także powstanie bąbli pary wodnej (blokady parowej) w rdzeniu, poprzez nadmierne ogrzewanie wody chłodzącej lub wcześniejszą awarię utraty ciśnienia chłodziwa. W reaktorach chłodzonych gazem (GCR, AGCR) awaria utraty wymuszonego obiegu (np. pomp tłoczących, tzw. LOFC – loss of forced circulation) nie prowadzi do utraty ciśnienia, a chłodzenie reaktora jest zapewnione konwekcyjnym obiegiem gazu w układzie chłodzenia. Warunkiem jest nieutracenie czynnika chłodzącego.
  • W awarii utraty ciśnienia dochodzi do spadku ciśnienia chłodziwa bez możliwości jego powrotu do wartości nominalnej. Może to doprowadzić do zmniejszenia efektywności odbioru ciepła z reaktora (chłodzenie gazem) a w innych, do powstania bąbli pary wodnej otaczających elementy paliwowe i mających właściwości izolacyjne (reaktory PWR). W takim wypadku ciśnienie wymagane do wywołania zapaści bąbla może przekraczać wartości ze specyfikacji projektowej reaktora, przynajmniej do czasu schłodzenia reaktora. W reaktorach z wodą wrzącą (BWR) zjawisko obniżenia ciśnienia może zostać wywołane celowo, aby umożliwić włączenie układu awaryjnego chłodzenia reaktora (UACR). W przypadku utraty ciśnienia w rdzeniu reaktora chłodzonego gazem następuje zmniejszenie efektywności chłodzenia elementów paliwowych. Sytuacja taka nie jest groźna, dopóki działa choć jedna pętla chłodzenia.
  • Niekontrolowany wzrost mocy – nagły impulsowy wzrost mocy cieplnej reaktora przekraczający wartości nominalne spowodowany nagłym wzrostem reaktywności reaktora. Niekontrolowany wzrost mocy może nastąpić przy zmianie parametrów pracy reaktora prowadzących do wzrostu współczynnika powielania neutronów w reakcjach jądrowych zachodzących w elementach paliwowych. Do takiej sytuacji może doprowadzić niewłaściwa manipulacja prętami kontrolnymi reaktora, albo nagłe zmiany właściwości moderatora, np. jego gwałtowne odparowanie. Awaria taka jest rozważana głównie w reaktorach o dodatnim współczynniku reaktywności przestrzeni parowych, dodatnim temperaturowym współczynniku reaktywności lub takich, które mogą łatwo gromadzić poboczne produkty reakcji rozszczepienia.
  • Pożar rdzenia reaktora – w niektórych typach reaktorów może dojść do zapłonu elementów rdzenia i stopienia elementów paliwowych. Pożar może nastąpić w reaktorach z moderatorem grafitowym (kontakt z powietrzem) lub w reaktorach chłodzonych ciekłym sodem. Grafit gromadzi też energię Wignera, która może doprowadzić do przegrzania i zapalenia się grafitu, tak jak miało to miejsce w pożarze w Windscale. Reaktory typu PWR są niewrażliwe na taką awarię. Reaktory chłodzone dwutlenkiem węgla lub helem, z uwagi na właściwości tychże gazów, również nie są na nią podatne.
  • Awarie bizantyjskie i kaskadowe dotyczące oprzyrządowania i systemów kontroli mogą doprowadzić do poważnych problemów w działaniu reaktora i, potencjalnie, do jego uszkodzenia, czego przykładem jest awaria w elektrowni Three Mile Island, gdzie zablokowany w pozycji otwartej zawór upustowy nadmiernego ciśnienia, wraz z nieprawidłowymi wskazaniami miernika poziomu wody, wprowadził w błąd obsługę reaktora, co skutkowało ostatecznie częściowym stopieniem rdzenia reaktora.
  • High Temperature Test Reactor (HTTR) − eksperymentalny japoński reaktor jądrowy, moderowany grafitem i chłodzony helem. Uruchomiony przez Japońską Agencję Energii Atomowej w Orai, w prefekturze Ibaraki.Jodek metylu, jodometan – organiczny związek chemiczny, jodowa pochodna metanu, najprostsza jodopochodna alifatyczna, przedstawiciel jodoalkanów.


    Podstrony: 1 [2] [3] [4] [5] [6]



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Warto wiedzieć że... beta

    Finlandia, Republika Finlandii (fiń. Suomi, Suomen Tasavalta; szw. Finland, Republiken Finland) – państwo w Europie Północnej, powstałe po odłączeniu od Rosji w 1917. Członek Unii Europejskiej. Graniczy od zachodu ze Szwecją, od północy z Norwegią i od wschodu z Rosją. Od zachodu ma ponadto dostęp do Morza Bałtyckiego.
    Tor (Th, łac. thorium) – pierwiastek chemiczny z grupy aktynowców w układzie okresowym. Nazwa pochodzi od imienia jednego z bogów nordyckich, Thora.
    Stany Zjednoczone, Stany Zjednoczone Ameryki (ang. United States, US, United States of America, USA) – federacyjne państwo w Ameryce Północnej graniczące z Kanadą od północy, Meksykiem od południa, Oceanem Spokojnym od zachodu, Oceanem Arktycznym od północnego zachodu i Oceanem Atlantyckim od wschodu.
    Utlenianie – reakcja chemiczna, w której atom przechodzi z niższego na wyższy stopień utlenienia (co jest równoważne z oddaniem elektronów).
    Реактор Большой Мощности Канальный (Reaktor Bolszoj Moszcznosti Kanalnyj, Reaktor Kanałowy Wielkiej Mocy) - lekkowodny, wrzący reaktor atomowy z moderatorem grafitowym. Pierwszy reaktor tego typu uruchomiono w Leningradzkiej Elektrowni Jądrowej.
    MKER (ros. МКЭР, Многопетлевые Канальные Энергетические Реакторы, Mnogopetleje Kanalinje Energeticzeskie Reaktori) – projektowany, lekkowodny, wrzący reaktor atomowy z moderatorem grafitowym. Jest udoskonaloną wersją reaktora RBMK.
    Japonia (jap. 日本, trb. Nihon lub Nippon) – państwo wyspiarskie usytuowane na wąskim łańcuchu wysp na zachodnim Pacyfiku, u wschodnich wybrzeży Azji, o długości 3,3 tys. km. Archipelag rozciąga się niemal południkowo (Japończycy utrzymują, że ich kraj ma kształt „trzydniowego Księżyca”) pomiędzy 45°33′ a 20°25′ stopniem szerokości północnej, od Morza Ochockiego na północy do Morza Wschodniochińskiego i Tajwanu na południu. Stolica Tokio jest usytuowana prawie dokładnie na tej samej szerokości geograficznej co Ateny, Pekin, Teheran i Waszyngton.

    Reklama