Bezpieczeństwo jądrowe

1. Bezpieczeństwo jądrowe • Bariery bezpieczeństwa; • Awaria reaktywnościowa; • Awaria związana z ucieczką chłodziwa – LOCA; • Obudowa bezpieczeństwa; • Ciepło powyłączeniowe paliwa; • Awaria TMI; • Awaria reaktora w Czernobylu; • Efekt zatrucia ksenonem – jama jodowa; • Ewolucja energetyki jądrowej; • Chłodzenie awaryjne obudowy bezpieczeństwa; • Chłodzenie awaryjne rdzenia reaktora. Energetyka jądrowa Luty – marzec 2006 Wykład 4/1

2. Bezpieczeństwo jądrowe • Bezpieczna eksploatacja reaktora jądrowego polega na utrzymaniu wysokoaktywnych produktów rozszczepienia w izolacji od środowiska i ludzi; • Sytuacje niebezpieczne pojawiają się w przypadku zniszczenia barier oddzielajacych produkty rozszczepienia od środowiska i ludzi; • Bariery te mogą ulec zniszczeniu jeśli pojawi się sytuacja, gdy wytworzona w paliwie energia cieplna nie będzie odebrana przez chłodziwo. Energetyka jądrowa Luty – marzec 2006 Wykład 4/2

3. Bariery bezpieczeństwa Energetyka jądrowa Luty – marzec 2006 Wykład 4/3

4. Uszkodzenie koszulki paliwa Gwałtowny wzrost mocy reaktora Produkty rozszczepienia Zr+2H2O>2H2+ZrO2 3UO2+2H2O>2H2+U3O8 Awaria reaktywnościowa -przyrost dodatniej reaktywności Wrzenie chłodziwa Pogorszenie odbioru ciepła Energetyka jądrowa Luty – marzec 2006 Wykład 4/4

5. Awaria reaktywnościowa Przeciwdziałanie: Reaktory LWR: Ujemny współczynnik reaktywność/moc; Wprowadzenie prętów bezpieczeństwa; Wtrysk wody z roztworem kwasu borowego; Reaktory RBMK: Dodatni współczynnik reaktywność/moc; Wprowadzenie prętów bezpieczeństwa. Energetyka jądrowa Luty – marzec 2006 Wykład 4/5

6. Awaria reaktywnościowa Energetyka jądrowa Luty – marzec 2006 Wykład 4/6

7. Awaria ucieczki chłodziwa-LOCA Energetyka jądrowa Luty – marzec 2006 Wykład 4/7

8. Awaria typu LOCA Spadek ciśnienia chłodziwa Produkty rozszczepienia Wytwarzanie wodoru! Zr+2H2O>2H2+ZrO2 3UO2+2H2O>2H2+U3O8 Energetyka jądrowa Luty – marzec 2006 Wykład 4/8

9. Obudowa bezpieczeństwa Wodór Katalityczne utleniacze wodoru; Kondensator lodowy; Zraszacze przestrzeni wewnątrz obudowy bezpieczeństwa. Wtrysk wody z kwasem borowym do przestrzeni zbiornika reaktora. Mieszanina parowo – wodna Energetyka jądrowa Luty – marzec 2006 Wykład 4/9

10. Ciepło powyłączeniowe paliwa Energetyka jądrowa Luty – marzec 2006 Wykład 4/10

11. Awaria TMI Energetyka jądrowa Luty – marzec 2006 Wykład 4/11

12. Awaria reaktora w Czernobylu Energetyka jądrowa Luty – marzec 2006 Wykład 4/12

13. . Awaria reaktora w Czernobylu • Zastosowanie grafitu jako moderatora i wody jako chłodziwa – w konsekwencji dodatni współczynnik reaktywnościowy mocy reaktora; usunięcie wody i dodatni efekt reaktywnościowy; • Specyficzna konstrukcja elementów regulacyjnych i bezpieczeństwa – obecność końcówek powodujących powstanie dodatniego efektu reaktywnościowego; • Sposób prowadzenia eksperymentu: długotrwała praca na małej (niedopuszczalnej) mocy reaktora powodujące „wpadnięcie reaktora w jamę jodową” a następnie wymuszenie wzrostu mocy reaktora. Energetyka jądrowa Luty – marzec 2006 Wykład 4/13

14. Awaria reaktora w Czernobylu Energetyka jądrowa Luty – marzec 2006 Wykład 4/14

15. Awaria reaktora w Czernobylu Energetyka jądrowa Luty – marzec 2006 Wykład 4/15

16. Awaria reaktora w Czernobylu Energetyka jądrowa Luty – marzec 2006 Wykład 4/16

17. Efekt zatrucia ksenonem 52Te135 > 53I135 > 54Xe135 > 55Cs135 > 56Ba135 2 106a 19,2 s 6,6 h 9,1 h Symulator Energetyka jądrowa Luty – marzec 2006 Wykład 4/17

18. Energetyka jądrowa Luty – marzec 2006 Wykład 4/18

19. Chłodzenie awaryjne obudowy bezpieczeństwa Energetyka jądrowa Luty – marzec 2006 Wykład 4/19

20. Chłodzenie awaryjne rdzenia Energetyka jądrowa Luty – marzec 2006 Wykład 4/20

21. Energetyka jądrowa Luty – marzec 2006 Wykład 4/

22. Energetyka jądrowa Luty – marzec 2006 Wykład 4/

23. Energetyka jądrowa Luty – marzec 2006 Wykład 4/