В Русия все още работят 10 ядрени реактора от тип „Чернобил“. Безопасни ли са те?

В последната серия от поредицата "Чернобил"Телевизионни учени HBO руски учени откриват истината за причината за експлозията на реактора на четвъртия енергиен блок на атомната електроцентрала в Чернобил, който по-късно “опрашва” радиоактивен цезий в 17 европейски страни с обща площ 207,5 хиляди квадратни километра. Бедствието в атомната електроцентрала в Чернобил разкри фундаментални недостатъци в реактора РБМК-1000. Въпреки това днес в Русия все още работят 10 реактора тип РБМК-1000. Безопасни ли са те? Според западни експерти по ядрена физика, които споделиха мнението си с портала Live Science, този въпрос остава отворен.

След ужасен инцидент при проектирането на работаRBMK-1000 е модифициран, но все още не е толкова безопасен, колкото повечето западно-проектирани реактори. В допълнение, няма международни гаранции и задължения, които биха могли да предотвратят изграждането на нови АЕЦ с подобни проектни недостатъци.

"Има редица различни видове реактори,проекти, които се разглеждат от различни страни и които се различават значително от западните стандартни реактори с лека вода. Въпреки това, много от тях имат недостатъци, които се омаловажават от техните дизайнери ”, казва Едуин Лиман, ръководител на проекта за ядрена безопасност към Съюза на заинтересованите учени.

"И колкото повече се променя всичко, толкова повече остава същото", добавя ученият.

Каква е особеността на реактора на четвъртия енергиен блок на АЕЦ Чернобил?

Реакторът на първия енергиен блок на ЧАЕС е подобен на четвъртия преди авария

В центъра на Чернобилската катастрофа бешереактор тип RBMK-1000. Ректорите с подобен дизайн се използват само в СССР и се различават значително от повечето реактори с лека вода, които са стандарт за повечето западни страни.

Реакторите с лека вода се състоят от голям съд.под налягане, което съдържа ядрен материал (ядро или сърцевина), който се охлажда от циркулационен източник на вода. В ядреното делене атомите (в този случай уран) се разделят, което води до генериране на огромно количество топлина и свободни неутрони. Последните удрят други атоми, причинявайки тяхното разпадане, което води до освобождаване на още по-голямо количество топлина и неутрони. Топлината превръща водата, циркулираща към реактора, в пара, която превръща турбините, които произвеждат електричество.

В реакторите с лека вода се използва водакато модератор, който помага да се контролира текущото ядрено делене в активната зона. Водата забавя движението на свободните неутрони, така че е по-вероятно те да продължат реакцията на делене, като по този начин повишават нейната ефективност. Тъй като реакторът се загрява, повече вода се превръща в пара и по-малко става достъпна за тази роля на модератора. В резултат на това ядреното делене се забавя. Този принцип на отрицателна обратна връзка е ключов аспект на безопасността, който предотвратява прегряването на реактори от този тип.

Реакторите RBMK-1000 са различни. Те са създадени специално за работа с по-малко обогатено гориво. Реакторите от този тип също използват вода като охлаждаща течност, но графитните блокове се използват като модератор. Поради разделянето на ролите на топлоносителя и модератора, в RBMK не работи принципът на отрицателната обратна връзка „по-малко по-малко реактивност“. Вместо това реакторите от тип RBMK използваха принципа на коефициента на неактивност.

Част от охладителя в реактора може да се изпариобразуване на мехурчета от пара (кухини в охладителя). Увеличаването на съдържанието на парите може да доведе както до увеличаване на реактивността (коефициент на положителна пара), така и до намаляване на реактивността (отрицателен коефициент на изпарение), което зависи от неутронно-физическите характеристики. С положителен неутронен коефициент, задачата за преместване в графитен модератор се улеснява, казва ядреният физик от Швеция Ларс-Ерик де Гийр.

Затова коренът на бедствието расте, казва ДеГиър. С увеличаването на реактивността реакторът се загрява, повече вода се превръща в пара, което допълнително увеличава реактивността. Процесът продължава и продължава.

Каква е причината за бедствието в атомната електроцентрала в Чернобил?

Когато Чернобилската атомна електроцентрала е напълно функционираща,това не е голям проблем, казва Лиман. При високи температури урановото гориво, което управлява ядреното делене, абсорбира повече неутрони, което я прави по-малко реактивна. Но при работа с намалена мощност реакторите тип РБМК-1000 стават много нестабилни.

На станцията на 26 април 1986 г. ходешепланирана профилактика. И всеки такъв ремонт за реактор от тип RBMK включваше изпитвания на различно оборудване, както рутинно, така и нестандартно, извършвано по отделни програми. Това спиране включва тестване на така наречения „режим на разтоварване на ротора на турбогенератора”, предложен от генералния проектант (Институт Хидропроект) като допълнителна система за аварийно захранване.

„В крайна сметка, това беше една от причините за случилото се”, казва Де Гийр

Преди планираното спиране, реакторът работеше на50% мощност за 9 часа. По времето, когато операторите на станцията са получили разрешение за допълнително намаляване на мощността, ксенонът поглъщащ неутрони (ксенон отравяне), натрупани в реактора поради разделянето на уран, така че подходящото ниво на реактивност не може да се поддържа вътре в него. Когато ядрото на ректора работи с пълна мощност, ксенонът се изгаря, преди да може да започне да създава проблеми. Но тъй като ректорът работи само за половин час в продължение на 9 часа, затова ксенонът не изгаря. При планираното постепенно намаление имаше краткосрочен срив на електроенергията почти до нула. Персоналът на станцията решава да възстанови мощността на реактора чрез извличане на абсорбционните пръти на реактора (съставен от поглъщащ неутрона борен карбид), които се използват за забавяне на реакцията на делене. В допълнение, поради намаляването на скоростта на помпите, свързани към генератора „изтичане”, проблемът за коефициента на реактивност на парата се влоши. За секунди мощността на реактора се е увеличила драстично, надвишавайки нейното ниво със 100 пъти.

След като разбра опасността на ситуацията, началникът на смяната на 4-тиЕнергийният блок инструктира главния инженер за управление на реактора да натисне бутона за аварийно изключване на реактора А3-5. При сигнала от този бутон в активната зона трябваше да се вкарат аварийни защитни пръти. Въпреки това, поради конструктивните недостатъци на реактора, тези пръчки не могат да бъдат напълно понижени - налягането на парите в реактора ги държи на височина 2 метра (височината на реактора е 7 метра). Топлинната енергия продължава да нараства бързо, реакторът започва да се самоускорява. Настъпиха две мощни експлозии, в резултат на което реакторът на четвъртия енергиен блок беше напълно унищожен. Стените и таваните на машинното отделение също бяха унищожени и се появиха пожари. Служителите започнаха да напускат работни места.

Учените все още спорят какво може да послужипричина за всяка експлозия. Според някои мнения, двете експлозии могат да бъдат пара и причинени от рязко повишаване на налягането в циркулационната система. Според друга версия, една експлозия може да бъде пара. И в резултат на втория водород експлодира по време на химични реакции вътре в срутващия реактор. Дефиницията след експлозията на ксенонови изотопи в Череповец, която е на 370 километра от Москва, показва, според De Geer, че първата експлозия всъщност е освобождаване на радиоактивен газ, който е изстрелял няколко километра в атмосферата.

Какво се е променило в реакторите на РБМК след катастрофата в Чернобил?

Чернобилската катастрофа беше истински ударСъветският съюз, казва Джонатан Купърсмит, историк по технология от Тексаския университет, който е бил в Москва през 1986 година. Обществото не знае веднага за реалния мащаб на инцидента поради бавността на властите и небрежността на земята.

Съветските медии не съобщиха веднага за катастрофа. Първата информация за последствията от експлозията се появи в шведските медии, след като над страната се появи радиоактивен облак. В отсъствието на надеждна информация и разбираеми коментари от страна на властите чуждестранните издания започнаха да разпространяват непроверени данни въз основа на слухове. В отговор съветските вестници обвиниха "определени кръгове" в чужбина, че се опитват да засилят ситуацията.

Михаил Горбачов призова съветските граждани едва на 14 май, почти три седмици след бедствието.

„Това направи публичността реална“, казва Купърсмит, което означава, че това събитие е поставило основата за възникващата политика на прозрачност в Съветския съюз.

В допълнение, това бе и началото на нова ерамеждународно сътрудничество в областта на ядрената сигурност. През август 1986 г. Международната агенция за атомна енергия проведе конференция във Виена, където съветските учени показаха безпрецедентно ниво на откритост по това време, като предоставиха подробности за инцидента, каза Де Гийр, който също присъства на тази конференция.

"Все още е изненадващо, че ни казаха толкова много," казва шведският учен.

След ужасен инцидент при проектирането на работаНаправени са промени в RBMK-1000: използвано е по-обогатено гориво, увеличен е броят на контролните пръти, въведени са допълнителни инхибитори, за да се избегне загуба на контрол върху реактора при ниски капацитети.

Трите останали реактора на атомната електроцентрала в Чернобилса действали до 2000 г. На 15 декември 2000 г. реакторът на последния, трети енергоблок е постоянно спрян. В Литва останаха и два РБМК, които впоследствие бяха закрити при поискване, след като страната стана член на Европейския съюз. Към днешна дата четири от действащите РБМК са в Курск, три в Смоленск и още три в Санкт Петербург (четвъртият е закрит през декември 2018 г.).

"Тези реактори не са толкова добри, колкото европейските, въпреки че са станали по-малко опасни", отбелязва Де Гийр.

"Съществуват основни свойства на дизайнаRBMK-1000, който не може да бъде фиксиран. Едва ли е възможно да се повиши безопасността на РБМК като цяло до нивото, което може да се очаква от подобен западен реактор ”, добавя Едуин Лиман.

В допълнение към това, De Geer отбелязва, че тезиреакторите не осигуряват наличието на пълни защитни системи, които са достъпни за реактори от западен тип. Тези системи са щитове от олово и стомана и са предназначени да държат радиоактивния газ или пара от емисии в атмосферата в случай на произшествие.

Необходими са по-строги контроли

Въпреки потенциалните последствия от ядрена аварияза цялата световна общност все още няма международни споразумения, които ясно да посочват какво може да се счита за „безопасна“ атомна електроцентрала, казва Лиман.

Той отбелязва, че Конвенцията за ядрена безопасностТя изисква страните да бъдат напълно прозрачни по отношение на мерките, предприети за гарантиране на безопасността на атомните електроцентрали и да позволят експертна оценка на тези системи, но няма законодателни механизми за прилагане или санкции за спазване на тези изисквания. Отделните страни имат свои независими регулаторни органи, но тяхната независимост е ограничена от това, колко са осигурени от местните власти, казва Лиман.

„Как можем да очакваме компетентното функциониране на независим регулаторен орган в страни с развита корупция и липса на добро управление?“, Пита Лиман.

Въпреки факта, че освен СССР никой другизградени реактори тип RBMK-1000, в някои страни са предложени нови конструкции на реактори, където те също имат коефициент на реактивност. Например, този принцип се използва в реактори за размножаване на бързи неутрони (RRBN), в които се произвежда повече разпадащ се материал, когато мощността расте. Такива реактори са изградени например в Китай, Русия, Индия и Япония. Въпреки че в последния случай реакторът не работи и се планира изцяло да бъде изведен от експлоатация. Индия е 10 години зад графика си за въвеждане в експлоатация. В Канада има и реактори, които използват ефекта на малък положителен коефициент.

„Дизайнерите твърдят, че ако вземете всичковнимание, тогава като цяло такива реактори са безопасни, така че няма значение. Но тези дизайнери твърде надценяват системите си, ”казва Лиман.

„Такова мислене в крайна сметка доведе СССР до проблеми. И ние също можем да бъдем в беда, ако се отнасяме с небрежност към това, което не знаем или не разбираме. "

Абонирайте се за нашия Yandex. Всеки ден се публикуват материали, които попадат на основния сайт.