teknologi

I Russland er 10 kjernekraftreaktorer i Tsjernobyl fortsatt i drift. Er de trygge?

I den siste serien av serien "Tsjernobyl"TV-forskere HBO-russiske forskere oppdager sannheten om årsaken til eksplosjonen av reaktoren til den fjerde kraftenheten i Tsjernobyl-atomkraftverket, som senere "pollinert" radioaktivt cesium i 17 europeiske land med et samlet areal på 207,5 tusen kvadratkilometer. Katastrofen ved atomkraftverket i Tjernobyl viste grunnleggende mangler i RBMK-1000-reaktoren. Til tross for dette opererer i dag 10 RBMK-1000 type reaktorer fremdeles i Russland. Er de trygge? Ifølge vestlige eksperter innen kjernefysikk, som delte sine meninger med portalen Live Science, forblir dette spørsmålet åpent.

Etter en forferdelig ulykke i design av arbeidRBMK-1000 ble endret, men likevel ikke så trygg som de fleste vestlige designereaktorer. I tillegg er det ingen internasjonale garantier og forpliktelser som kan hindre bygging av nye NPP med tilsvarende designfeil.

"Det finnes en rekke forskjellige typer reaktorer,prosjekter som vurderes av forskjellige land og som er vesentlig forskjellig fra vestlige standard lette vannreaktorer. Imidlertid har mange av dem feil som er nedtegnet av designerne, sier Edwin Lyman, leder av Nuclear Safety Project ved Union of Interested Scientists.

"Og jo mer alt endres, desto mer forblir det det samme," legger forskeren.

Hva er den særegne reaktoren til den fjerde kraftenheten i Tsjernobyl NPP?

Reaktoren til den første kraftenheten i ChNPP er lik den fjerde før ulykken

I sentrum av Tjernobyl var katastrofenreaktortype RBMK-1000. Rektorer med lignende design som bare brukes i Sovjetunionen og var markant forskjellig fra de fleste lysvannreaktorer, som er standarden for de fleste vestlige land.

Lysvannreaktorer består av et stort fartøy.under trykk, som inneholder kjernefysisk materiale (kjernen eller kjernen), som avkjøles av en sirkulerende vannkilde. Ved atomfission blir atomer (i dette tilfellet uran) delt, noe som fører til generering av en stor mengde varme og frie nøytroner. Sistnevnte slo andre atomer, noe som førte til henfall, noe som fører til frigjøring av en enda større mengde varme og nøytroner. Varme omdanner vannet som sirkulerer til reaktoren i damp som gjør turbiner som produserer strøm.

I lette vannreaktorer brukes vann isom en moderator som bidrar til å kontrollere kontinuerlig atomfission i den aktive sonen. Vann bremser bevegelsen av frie neutroner, slik at de er mer sannsynlige å fortsette fissjonsreaksjonen, og dermed øke effektiviteten. Når reaktoren varmes opp, blir mer vann til damp og mindre blir tilgjengelig for denne moderatorrollen. Som et resultat avtar kjernefysisk fisjon. Dette prinsippet om negativ tilbakemelding er et viktig sikkerhetsaspekt som forhindrer reaktorer av denne typen fra overoppheting.

RBMK-1000 reaktorer er forskjellige. De ble laget spesielt for arbeid på mindre beriket drivstoff. Reaktorer av denne typen bruker også vann som kjølemiddel, men grafittblokker brukes som moderator. På grunn av denne separasjonen av rollene til kjølevæsken og moderatoren virket prinsippet om negativ tilbakemelding "mer damp mindre reaktivitet" ikke i RBMK. I stedet brukte RBMK-reaktorer prinsippet om ugyldig reaktivitetskoeffisient.

En del av kjølevæsken i reaktoren kan fordampedanner dampbobler (hulrom i kjølevæsken). En økning i dampinnholdet kan føre til både økning i reaktivitet (en positiv dampkoeffisient) og en reduksjon i reaktivitet (en negativ dampkoeffisient), dette avhenger av nøytronens fysiske egenskaper. Med en positiv nøytonkoeffisient blir oppdraget med å flytte til en grafitt moderator lettere, sier kjernefysik fra Sverige, Lars-Erik de Geer.

Derfor vokser roten til katastrofen, sier DeGeer. Når reaktiviteten øker, oppvarmer reaktoren opp, mer vann blir til damp, noe som ytterligere øker reaktiviteten. Prosessen går videre og videre.

Hva var årsaken til katastrofen ved Tsjernobyl-atomkraftverket?

Da Tsjernobyl kjernekraftverk var fullt operativt,det var ikke et stort problem, sier Lyman. Ved høye temperaturer absorberer uranbrensel, som driver atomfission, mer nøytroner, noe som gjør det mindre reaktivt. Men når RBMK-1000-reaktorene drives med redusert effekt, blir de meget ustabile.

På stasjonen 26. april 1986 gikkplanlagt forebyggende vedlikehold. Og hver slik reparasjon av en RBMK-type reaktor inkluderte tester av forskjellige utstyr, både rutinemessig og ikke-standard, utført i henhold til separate programmer. Denne stoppen innebar testing av den såkalte "nedturmodusen til turbogeneratorrotoren", foreslått av den generelle designeren (Institutt Hydroproject) som et ekstra nødstrømforsyningssystem.

"Til slutt var dette en av grunnene til det som skjedde," sier De Geer

Før den planlagte nedleggelsen opererte reaktoren på50 prosent strøm over 9 timer. Da operatørens operatør fikk tillatelse til å redusere kraften, kunne xenonabsorberende nøytroner (xenonforgiftning) akkumuleres i reaktoren på grunn av spalting av uran, slik at det ikke kunne opprettholdes det rette nivået av reaktivitet i den. Når kjernen til rektoren er i full drift, blir xenon brent før det kan begynne å skape problemer. Men siden rektoren jobbet bare i en halv time i 9 timer, så brann xenon ikke ut. Med den planlagte gradvise nedgangen var det kortsiktig strømbrudd nesten til null. Stasjonens personell bestemte seg for å gjenopprette reaktorkraften ved å ekstrahere absorpsjonsstengene til reaktoren (sammensatt av nøytronabsorberende borkarbid), som brukes til å senke fissionsreaksjonen. I tillegg, på grunn av reduksjonen i hastigheten til pumpene forbundet med "utløp" -generatoren, øker problemet med en positiv dampreaktivitetskoeffisient. I løpet av sekunder har reaktorkraften økt dramatisk og overstiger nivået med 100 ganger.

Etter å ha forstått faren for situasjonen, skiftveilederenStrømforsyningen instruerte seniorreaktorkontrollingeniør til å trykke nødstoppknappen for A3-5-reaktoren. Ved signalet til denne knappen skal nødbeskyttelsesstenger settes inn i den aktive sonen. På grunn av reaktorens konstruksjonsfeil kunne disse stengene imidlertid ikke senkes helt - damptrykket i reaktoren holdt dem i en høyde på 2 meter (reaktorens høyde var 7 meter). Termisk kraft fortsatte å vokse raskt, reaktoren begynte å akselerere seg selv. To kraftige eksplosjoner oppstod, som følge av at reaktoren til den fjerde kraftenheten ble fullstendig ødelagt. Veggene og takene på maskinrommet ble også ødelagt, og branner oppstod. Ansatte begynte å forlate jobber.

Forskere fremdeles argumenterer for hva som kan tjeneårsak til hver eksplosjon. Ifølge enkelte meninger kan begge eksplosjonene være damp og forårsaket av en kraftig økning i trykk i sirkulasjonssystemet. Ifølge en annen versjon kan en eksplosjon være damp. Og som et resultat av det andre hydrogenet eksploderte under kjemiske reaksjoner inne i sammenfallsreaktoren. Men definisjonen etter eksplosjonen av xenon isotoper i Cherepovets, som ligger 370 kilometer fra Moskva, antyder, ifølge De Geer, at den første eksplosjonen faktisk var en utslipp av radioaktiv gass som hadde fyret flere kilometer i atmosfæren.

Hva endret seg i RBMK-reaktorene etter Tjernobyl-katastrofen?

Tjernobyl katastrofe var et reelt slag motSovjetunionen, sa Jonathan Coopersmith, en teknologhistoriker fra Texas A & M University, som var i Moskva i 1986. Samfunnet visste ikke umiddelbart om den virkelige omfanget av hendelsen på grunn av myndighetens langsommelighet og også uaktsomheten på bakken.

Sovjetiske medier rapporterte ikke umiddelbart en katastrofe. Den første informasjonen om eksplosjonens konsekvenser dukket opp i det svenske media etter at en radioaktiv sky ble vist over hele landet. I mangel av pålitelig informasjon og forståelige kommentarer fra myndighetene begynte utenlandske publikasjoner å formidle uverifiserte data basert på rykter. Som svar påtalte sovjetiske aviser "visse sirkler" i utlandet for å prøve å eskalere situasjonen.

Mikhail Gorbatsjov appellerte kun til sovjetiske borgere 14. mai, nesten tre uker etter katastrofen.

"Det gjorde publisitet ekte," sier Coopersmith, noe som betyr at denne hendelsen lagde grunnlaget for den nye åpenhetspolitikken i Sovjetunionen.

I tillegg markerte det begynnelsen på en ny epokeinternasjonalt atomsikkerhetssamarbeid. I august 1986 arrangerte Det internasjonale atomenergibyrået en konferanse i Wien, hvor sovjetiske forskere viste et uovertruffen nivå av åpenhet på den tiden, og ga opplysninger om hendelsen, sa De Geer, som også deltok på konferansen.

"Det er fortsatt overraskende at de fortalte oss så mye," sier den svenske forskeren.

Etter en forferdelig ulykke i design av arbeidEndringer ble gjort til RBMK-1000: mer beriket drivstoff ble brukt, antall kontrollstenger ble økt, ytterligere inhibitorer ble introdusert for å unngå tap av kontroll over reaktoren ved lave kapasiteter.

De tre gjenværende reaktorene i Tsjernobyl kjernekraftverkvar i drift frem til 2000. Den 15. desember 2000 ble reaktoren til den siste tredje kraften stengt permanent. I Litauen ble to RBMK også igjen, som senere ble stengt etter behov etter at landet ble medlem av EU. Til nå er fire av de operative RBMKene i Kursk, tre i Smolensk og en annen tre i St. Petersburg (den fjerde ble stengt i desember 2018).

"Disse reaktorene er ikke like gode som de europeiske, selv om de er blitt mindre farlige," bemerker De Geer.

"Det er grunnleggende egenskaper til designetRBMK-1000, som ikke kan løses. Det er neppe mulig å øke sikkerheten til RBMK som helhet til det nivået som kan forventes fra en lignende vestlig reaktor, sier Edwin Lyman.

I tillegg til dette, bemerker De Geer at dissereaktorene sørger ikke for tilstedeværelse av fulle inneslutningsbeskyttelsessystemer som er tilgjengelige for Western-type reaktorer. Disse systemene er skjold av bly og stål og er designet for å holde radioaktiv gass eller damp fra utslipp til atmosfæren i tilfelle en ulykke.

Strammere kontroller trengs

Til tross for de potensielle konsekvensene av et atomulykkeFor hele verdenssamfunnet er det fortsatt ingen internasjonale avtaler som tydeliggjør hva som kan betraktes som et "trygt" atomkraftverk, sier Lyman.

Han bemerker at konvensjonen om nuklear sikkerhetDet krever at landene blir helt gjennomsiktige med hensyn til tiltakene som er truffet for å sikre sikkerheten til atomkraftverk og muliggjør ekspertvurdering av disse systemene, men det finnes ingen lovgivningsmessige håndhevingsmekanismer eller sanksjoner for å oppfylle disse kravene. Individuelle land har sine egne uavhengige tilsynsorganer, men deres uavhengighet er begrenset av hvor mye de er gitt av lokale myndigheter, sier Lyman.

"Hvordan kan vi forvente at en uavhengig tilsynsorgan kan fungere som kompetent i land med utviklet korrupsjon og mangel på god regjering?", Spurte Lyman.

Til tross for det faktum at foruten Sovjetunionen ingen andrebygget RBMK-1000 type reaktorer, i enkelte land har det vært foreslått nye reaktorteknikker, der de også har en ugyldig reaktivitetskoeffisient. For eksempel brukes dette prinsippet i raske neutronoppdretterreaktorer (RRBN), hvor mer fissilt materiale produseres som kraften vokser. Slike reaktorer er bygget, for eksempel i Kina, Russland, India og Japan. Selv om det i sistnevnte tilfelle ikke virker reaktoren, og det er planlagt å bli helt nedlagt. India er 10 år bak sin oppstartskjema. I Canada er det også reaktorer som bruker effekten av en liten positiv tomrumskoeffisient.

"Designerne hevder at hvis du tar alt inn ioppmerksomhet, så generelt er slike reaktorer trygge, så det spiller ingen rolle. Men disse designerne overvurderer deres systemer for mye, sier Lyman.

"Slike tanker førte til slutt Sovjetunionen til problemer. Og vi kan også være i trøbbel hvis vi behandler med uaktsomhet det vi ikke vet eller ikke forstår. "

Abonner på vår Yandex. Dzen. Hver dag er det publisert materiale som faller på hovedstedet.