Korium

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

Korium – zastygła, przypominająca wyglądem lawę, mieszanina materiałów wchodzących w skład rdzenia reaktora jądrowego, powstała w wyniku jego stopienia. Zawiera paliwo jądrowe, produkty jego rozpadu oraz produkty reakcji z powietrzem, wodą i parą wodną, a także materiały z których zbudowany był rdzeń reaktora, pręty regulacyjne, pręty bezpieczeństwa, a w przypadku przepalenia obudowy rdzenia – również beton.

Lawa – ciekły produkt działalności wulkanicznej, składający się głównie ze stopionych tlenków krzemu, żelaza, sodu, potasu, wapnia i innych metali. Ma podobny skład jak magma, z której stopienia powstaje, ale jest zubożona o składniki lotne.Elektrownia jądrowa – obiekt przemysłowo-energetyczny (elektrownia cieplna), wytwarzający energię elektryczną poprzez wykorzystanie energii pochodzącej z rozszczepienia jąder atomów, najczęściej uranu (uranu naturalnego lub nieco wzbogaconego w izotop U), w której ciepło konieczne do uzyskania pary wodnej, jest otrzymywane z reaktora jądrowego.

Stopienie rdzenia reaktora jądrowego jest najpoważniejszą awarią w elektrowni atomowej.

Powstaje w wyniku ciężkich pozaprojektowych awarii elektrowni jądrowych, zainicjowanych zdarzeniami, których w projekcie nie przewidziano i nie przewidziano środków do ich opanowania. Topienie się paliwa zazwyczaj jest skutkiem ustania chłodzenia reaktora. W następstwie takiego zdarzenia roztopione materiały rdzenia o temperaturze ponad 2000 °C i masie do 250 ton spływają na dno zbiornika reaktora. W przypadku, gdy jest on przystosowany do zewnętrznego chłodzenia, utrzymują się w nim aż do całkowitego zestalenia się. W sytuacji, gdy takiego układu chłodzenia reaktor nie ma – jego zbiornik może ulec przetopieniu. Jeśli reaktor jest wyposażony w specjalny zbiornik retencyjny do magazynowania i schładzania roztopionej masy, następuje przemieszczanie się korium do takiego urządzenia, zbudowanego na zewnątrz reaktora i wyposażonego w autonomiczny bierny układ chłodzenia. W ten sposób zapobiega się wylewaniu stopu na betonową płytę fundamentową.

Produkt reakcji – cząsteczka związku chemicznego lub inne indywidum chemiczne (np. jon) powstałe w wyniku reakcji chemicznej. Często jest to pojęcie umowne, gdy produkty i substraty reakcji są w stanie równowagi chemicznej. W skali mikroskopowej reakcja biegnie wówczas w obie strony z jednakową szybkością.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.

Przy chłodzeniu korium wodą występuje niebezpieczeństwo wybuchu pary wodnej i wodoru, mogące naruszyć obudowę bezpieczeństwa. Nie jest wykluczone również powstanie stanu krytycznego, któremu to przypadkowi może sprzyjać:

  • brak w korium substancji pochłaniającej neutrony,
  • niewłaściwy kształt geometryczny urządzenia do magazynowania, umożliwiający utworzenie się w odpowiedniej proporcji uranowo-wodnej kompozycji.
  • Korium z reaktora czarnobylskiego[ | edytuj kod]

    Rdzeń czwartego bloku Elektrowni Czarnobylskiej zawierający 190,2 tony uranu zaczął się topić w ciągu kilku sekund, nie wskutek ucieczki wody chłodzącej, jak w TMI-2, lecz w wyniku gwałtownie rozwijającej się reakcji łańcuchowej, wywołanej awarią reaktywnościową.

    Wypadek w elektrowni jądrowej Three Mile Island – wypadek jądrowy który miał miejsce 28 marca 1979 r. kiedy to nastąpiło częściowe stopienie rdzenia w drugim reaktorze (TMI-2) elektrowni jądrowej Three Mile Island, na wyspie o tej samej nazwie. Przypadek ten opisywany jest jako najpoważniejszy wypadek w Stanach Zjednoczonych w historii komercyjnych reaktorów jądrowych. Jest to też najpoważniejszy wypadek w historii jakiemu uległ reaktor typu PWR.Współczynnik powielania (mnożenia) neutronów – jedna z fundamentalnych wartości liczbowych opisujących stan reaktora jądrowego i reakcji łańcuchowej. Oznaczany zazwyczaj jako k lub kef.

    W procesie formowania się korium można wyróżnić trzy fazy.

    1. Podczas pierwszej fazy, trwającej kilka sekund, w niektórych obszarach rdzenia temperatura przekraczała 2600 °C. Stopieniu uległo ok. 30% materiałów rdzenia, tworząc mieszaninę cyrkonu z dwutlenkiem uranu. Początkowa wartość ciepła powyłączeniowego wynosiła 200[kW/t].
    2. Druga faza trwała sześć dni. W tym okresie zachodziła reakcja roztopionej masy rdzenia z silikatowymi materiałami: piaskiem (zrzucanym na rozżarzony rdzeń z helikoptera), betonem i serpentynem. Istniało niebezpieczeństwo, że w części nieuszkodzonych kaset paliwowych tkwiących w grafitowych blokach może powstać stan krytyczny. Z obliczeń wykonanych pod koniec maja 1986 r. wynikało, że w stopionym materiale pozbawianym wody i prętów sterowania, współczynnik powielania neutronów przy temperaturze 1000 °C mógł osiągnąć wartość k = 1,16.
    3. Trzecia faza charakteryzowała się laminacją korium i roztapianiem przezeń trzech żelazobetonowych stropów.

    Przypisy[ | edytuj kod]

    Beton – kompozyt powstały ze zmieszania spoiwa (cementu) i wypełniacza (kruszywo) oraz ewentualnych domieszek nadających pożądane cechy. Jest jednym z najbardziej powszechnych materiałów budowlanych we współczesnym budownictwie.Paliwo jądrowe jest to substancja zawierająca materiał rozszczepialny wykorzystywana do uzyskiwania energii w reaktorach jądrowych. Zawiera najczęściej wzbogacony uran (tj. uran charakteryzujący się większą od naturalnej względną zawartością izotopu U, mieszczącą się w granicach od kilku do 90%), w różnych formach fizyko-chemicznych: jako ciało stałe (tlenek, węglik, stop metaliczny, metal; w postaci prętów, pastylek itp.), w postaci ciekłej (jako roztwór siarczanu, lub azotanu uranylu), lub jako gaz (sześciofluorek uranu). Drugim materiałem wykorzystywanym jako paliwo jądrowe jest izotop plutonu Pu. Rodzaj paliwa dopasowany jest do danego typu reaktora. Paliwo powinno składać się z materiałów, które w czasie pracy reaktora nie reagują między sobą ani z chłodziwem.




    Warto wiedzieć że... beta

    Uran (U, łac. uranium) – pierwiastek chemiczny z grupy aktynowców w układzie okresowym. Wśród pierwiastków występujących naturalnie na Ziemi ma największą liczbę atomową – 92 (nie licząc śladowych ilości Np i Pu).

    Reklama