1 / 42

Csernobili katasztrófa

Csernobili katasztrófa. Tények – képek – adatok (gyűjtemény). 1986. április 26., csernoboili erőmű, 4-es blokk. nagyobb volt a sugárzás, mint a hirosimai és a nagaszaki atombombánál

sibyl
Download Presentation

Csernobili katasztrófa

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Csernobili katasztrófa Tények – képek – adatok (gyűjtemény)

  2. 1986. április 26., csernoboili erőmű, 4-es blokk. nagyobb volt a sugárzás, mint a hirosimai és a nagaszaki atombombánál Nem indokolatlan atomcsapásról beszélni: a robbanás okozta radioaktív sugárzás több százszorosan haladta meg a Hirosimára és Nagaszakira dobott amerikai atombombák által keltett sugárzásét. A XX. század legsúlyosabb nukleáris balesetét az erőmű mérnökei idézték elő, akik egy igencsak rosszul sikerült kísérlet során azt próbálták modellezni az ukrajnai Csernobilben, a működő 4-es reaktoron, hogy áramkimaradás esetén a tartalékrendszer képes-e hűteni a blokkot. A kezelőszemélyzet elveszítette az irányítást a kísérlet felett, és a reaktor vészesen felmelegedett. A reaktormag leolvadt, és a hűtőrendszer vize bejutott az aktív zónába. Az emiatt bekövetkezett robbanásledobta a reaktor tetejét, szétszórta az izzó maradványokat és félig romba döntötte az épületet.

  3. A Csernobil 4-es blokk a katasztrófa után

  4. RBMK típusú reaktorok a FÁK területén

  5. Diagram of an RBMK-1000 of the same type as reactor no. 4 in Chernobyl.

  6. RBMK technológia áttekintése A reaktor aktív zónája 25*25 cm-es grafit-tömbökből áll, közöttük függőlegesen helyezkednek el a nagy nyomás alatt tartott csövek. Ezek magukba foglalják a fűtőelemeket és a közöttük áramló hűtőközeget. Az aktív zónából víz-gőz keverék lép ki (tehát a reaktor forralóvizes), amit a cseppleválasztóban szeparálnak. Az itt elválaszott gőz kerül a turbinára, majd kondenzáció és előmelegítés után vissza a reaktorba.  

  7. Az RBMK rövid reaktorfizikai -  technológiai ismertetése Az RBMK-1000 reaktor lelke egy grafittömbökből felépített álló henger, amely hatalmas méretű: magassága 11,8 m, átmérője 13,8 m. Ezt függőleges irányban szabályos rendben csatornák járják át. 1693 csatornában felfele 81 bar nyomás alatti víz áramlik. A csatornák belsejében 7 m hosszban vannak fűtőelemek, amelyekben a maghasadások energiája hővé alakul, felfűtve és részben elforralva a vizet. Minden csatornához egy-egy vizet hozzávezető és egy-egy gőz-víz keveréket elvezető, bontható cső csatlakozik. A sok-sok csatornától összegyűjtött gőzt kazándob szerű szeparátorokban leválasztják és a turbinákhoz vezetik. A turbinákban a gőz munkát végez, majd a kondenzátorban lecsapódik. A csapadékvíz a tápvíz rendszeren keresztül a dobok vízterébe kerül. Innen ejtőcsöveken megy a keringtető szivattyúkra, amelyek a reaktor alján újra benyomják a csatornákba. További 179 csatornában nem fűtőelem van, hanem mozgatható szabályozó rudak és a reaktor vészleállítására szolgáló biztonságvédelmi rudak. Ha ezek a neutron-elnyelő anyagot tartalmazó rudak mélyebben, vagy teljesen a reaktorba kerülnek, a láncreakció csillapodik és a reaktor által termelt hő csökken, vagy a reaktor leáll. A szabályozó rudakat feljebb húzva a teljesítmény növelhető. A nagy reaktor fizikai szempontból egymáshoz lazán kapcsolódó részekből áll, a szinte külön életet élő részek teljesítményét külön szabályozók hangolják össze és egyenlítik ki.

  8. Az RBMK reaktorok tervezési hibája miatt a szabályozórudak alsó és felső szakasza grafittartalmú. A szabályzat szerint álló reaktorban a szabályozórúd D helyzetben van. Üzem közben a C helyzetet foglalja el, amikor is a neutronelnyelő bóracél helyett grafit helyezkedik el az aktív zónában. Most azonban a felszaporodott reaktormérgek miatt az automatika a nem megengedett A magasságig emelte ki a szabályozórudakat. Így a reaktorzónában a szabályozórúd helyét grafit helyett víz foglalta el. Ha ebben az állapotban a teljesítmény csökkentése céljából a rudakat beljebb tolják, a neutronokat gyengén nyelő víz helyét a neutronokat egyáltalán nem fogyasztó grafit foglalja el, tehát átmenetileg a teljesítmény növekedése következik be. Erről azonban a reaktoroperátorok nem voltak tájékoztatva, ezért úgy döntöttek, nem veszik figyelembe a szabályozórudak kihúzásának mértékét korlátozó szabályzatot. A reaktor ekkor dinamikailag más volt, mint amilyen-nek az operátorok ismerték. További konstrukciós hibának kell tekintenünk azt is, hogy a szabályozó-rudakat mozgató szerkezet kialakítása egyáltalán lehetővé tette a rudak túlzott mértékű kihúzását.     Diatlov mégis kiadta az utasítást a kísérlet meg-kezdésére. A kivitelezők maguk kívánták irányítani a reaktort a fantáziátlan automatika helyett. A zóna üzemzavari hűtőrendszert - szabálytalanul - már pénteken 14.00 órakor kiiktatták. 26-án hajnalban pedig Diatlov engedélyével kikapcsolták azt az automatikát is, amelyik a hatalmas méretű reaktor teljesítmény-sűrűségének egyenletességét szabályozta.

  9. 1986. április 26. szombat hajnali 0:28 óra • : Hogy biztosak legyenek, a megengedett érték fölé növelték a hűtővíz keringetési sebességét. Emiatt a víz lehűlt és csökkent a reaktorban termelődő gőz mennyisége. Mikor azután az 1,6 GW teljesítményt a tervezett 0,7 GW-ra kezdték csökkenteni, a reaktor pozitív üregtényezője miatt a teljesítmény a vártnál nagyobb mértékben csökkent: 0,03 GW-ra esett vissza. Egy napot kellet volna várni, hogy a felhalmozódott 135I és 135Xe elbomoljon, és elmúljon a xenonmérgezés okozta instabilitás. • 1:07. Alexej Akinov és Leonid Toptunov, a két operátor a szabályzatra hivatkozva habozott, de Diatlov rájuk parancsolt, hogy a szabályozórudakat még jobban húzzák ki. Így a reaktorteljesítményt 0,2 GW értéken sikerült stabilizálni. (A szabályzat tiltja a reaktor üzemeltetését 0,7 GW hőteljesítmény alatt.) Az alacsony hőteljesítményre gondolva lecsökkentették a hűtővíz keringetésének sebességét. • 1:22. A számítógép által utolsóként kinyomtatott adat: 0,2 GW. • 1:23. Végre elkezdődött az igazi kísérlet. Az operátor kiiktatja a SCRAM (biztonságvédelmi) automatikát is, ami a neutronszám gyors növekedése esetén magától leállítaná a reaktort. (Ez a művelet is messzemenően szabálytalan volt. Egy korszerű erőmű esetében ez fizikailag is lehetetlen.) Ezután kikapcsolják a második turbina generátorát is, hiszen a kísérlet célja az volt, hogy áramkimaradás esetén is biztosítsák a reaktor hűtését. • 1:23:20. Alig telik el 20 másodperc, a turbina gőzfelvételének kiesése miatt a hűtővíz hőmérséklete emelkedik, következésképp a szabályozórudak automatikusan megindulnak lefelé. Ez azonban azt eredményezi, hogy a rudak csatornájában a víz helyét grafit foglalja el (B helyzet), ami a reaktor teljesítményét több százalékkal megnöveli. • 1:23:40. A pozitív visszacsatolású reaktor hőteljesítménye 20 másodperc alatt 0,20 GW-ról 0,32 GW-ra ugrik. Ezt látva Akimov operátor megnyomja a vészleállás gombját. • 1:23:43. A hőteljesítmény eléri az 1,4 GW értéket. A reaktor helyenként szuperkritikussá válik prompt neutronokra is, ezáltal szabályozhatatlan lesz. A hirtelen túlhevülés miatt fellépő hőtágulás elgörbíti a szabályozórudak fémcsatornáit, így a süllyedő szabályozórudak félúton elakadnak. • 1:23:45. A hőteljesítmény már 3 GW. A hűtővíz egyre nagyobb mennyisége forr el. Bekövetkezik, aminek a lehetőségét Tellerék már az ötvenes években megjósolták: pozitív üregtényező miatt a láncreakció az egész reaktorban megszalad. • 1:23:47. Az egyenlőtlen hőtágulás miatt felnyílnak a fűtőelempálcák. • 1:23:49. A fűtőelemek hődeformálódása eltöri a hűtőközeg csöveit. A hirtelen fejlődött gőz nyomása gőzrobbanást idéz elő, föltépve a reaktor fedelét. • 1:24:00. A víz 1100 °C felett hidrogéntermelő kémiai reakcióba lép az uránrudakat burkoló cirkónium-ötvözettel. A törések miatt a víz érintkezésbe kerül a grafittal is, ami szintén éghető szén-monoxid és hidrogén gáz fejlődéséhez vezet: • Zr + 2 H2O = ZrO2 + 2 H2, • C + H2O = CO + H2.

  10.   A gyúlékony H2 és CO a külső levegő oxigénjével érintkezve felrobban. Ez a második, kémiai robbanás lesodorja az épület tetejét is. A grafit a levegőn meggyullad, füstje radioaktivitással szennyezi be az épületet, és annak egyre nagyobb környékét. Valerij Komjencsuk technikus a tető beomlása, Vladimir Sasenok villamosmérnök a robbanás következtében támadt tűz miatt azonnal meghalt.     A reaktor belsejében a hőmérséklet elérte a 3000 °C-ot. A hasadási termékek az üzemanyagból az égő grafitba diffundáltak, onnan pedig a levegőbe jutottak: az összes radioaktív nemesgáz (85Kr, 135Xe), továbbá a mozgékony alkálifém-ionoknak (137Cs) és az illékony jódnak (131I) mintegy 20 %-a. A többi nehézkesen diffundáló radioaktív fémeknek (89Sr, 90Sr, 239Pu) csak 4 %-a jut ki a környezetbe. (Sajnos, az állati-emberi szervezet nem tesz különbséget Cs és K között. A Ca-tól azonban megkülönbözteti a Sr-ot: a szervezetbe beépülő Sr/Ca arány a táplálékban mérhető Sr/Ca aránynak csak 20 %-a volt.)  A grafittűz 10 napon át égett, ezután sikerült bórozott homokkal és ólommal elfojtani. A bór célja a neutronok elnyelése, az ólom pedig megolvadva a levegőt zárja el a reaktortól. Ezalatt 4 EBq (4·1018 Bq) aktivitás szabadult ki a légkörbe, ami 400-szorosa volt a hirosimai atombomba által a levegőbe juttatott radioaktivitásnak, és megközelítette egy nagy hidrogénbomba kísérleti robbantásakor a légkörbe kerülő aktivitás nagyságát.

  11. Csernobil és a szarkofág

  12. RBMK reaktorcsarnok Ignalina Atomerőmű, Litvániaindult 1987/08/20

  13. A Cs-137 földfelszíni lerakódása Európa területén a csernobili baleset következtében (De Cort et al., 1998) Forrás:http://www.reak.bme.hu/csernobil/index.htm?konf20

  14. Cézium-137 kihullás Európára 1986. április 26-án

  15. A radioaktív anyagok két nagyobb hullámban jutottak ki a reaktorból. 1)Az első nagyobb kibocsátás közvetlenül a robbanás után volt észlelhető, ebben a szétszóródott üzemanyag, és a nemesgázok domináltak. 2)A második hullámot a baleset utáni 7-10. napokon tapasztalták, amelynek a reaktorban fellépő magas hőmérséklet volt az oka. A 10. napon a reaktorzóna átolvasztotta maga alatt a betont, emiatt más anyagokkal is érintkezhetett. Ennek következtében a zóna hőmérséklete, és ezzel a radioaktív anyagok kibocsátásának mértéke is lecsökkent.    A légkörbe került radioaktív anyagok vagy egyszerűen lesüllyedve, vagy a lehulló csapadékkal együtt kerültek a földfelszínre. A talaj szennyezett-ségét általában a cézium-137 négyzetméterenkénti aktivitásával adják meg,ez az izotóp ugyanis könnyen mérhető és nagy a felezési ideje. Ez alapján a legszennyezetteb területek: az oroszországi Byransk, és a fehérorosz Gomel és Mogilev régiók. Ezekben a körzetekben néhány faluban a cézium-137 aktivitáskoncentrációja az 5000 kBq/m2-t is elérte. (Összehasonlításképp: Portugáliában 0.02 kBq/m2-t mértek a csernobili baleset hatásaként.)

  16. A balesetet követően kezdetben délkeleti szél fújt, azaz a légkörben levő radioaktív izotópok, az ún. "radioaktív felhő" északnyugati irányba indult, ezáltal szennyeződött el Skandinávia, Hollandia, Belgium és Nagy-Britannia. Ezután megfordult a szél iránya, és a felhőt Dél- és Közép-Európa fölé fújta. A radioaktív izotópok koncentrációja azokon a helyeken nőtt meg jelentősen, ahol a felhő átvonulása csapadékkal párosult. Ez történt Ausztriában, Svájcban, Magyarországon az Észak-Dunántúlon, Németország és Skandinávia egyes részein. Ausztriában például egyes vidékeken 30-60 kBq/m2 volt a cézium-137 aktivitáskoncentrációja. Európa legkevésbé szennyezett országai Spanyolország, Franciaország és Portugália voltak. Európán kívül Japánban és Észak-Amerikában lehetett a balesettel összefüggő, csekély radioaktivitás-növekedést mérni. A déli féltekén nem lehetett kimutatni a baleset hatását.

  17. Sugárzás mértékéről A sugárdózis alapegysége az 1 Gy (Gray), ami az a sugárdózis, amelyet 1 kg tömegű anyag elnyel, ha vele állandó intenzitású sugárzás útján 1 J energiát közlünk. (Valamilyen anyagot ért sugárzás mértékét az ún. elnyelt dózissal jellemezzük: ez az adott anyagban elnyelt energia, és a besugárzott tömeg hányadosa. Mértékegysége a J/kg, amit Gray-nek (Gy) nevezünk. A nukleáris medicina azonban az ún. effektív dózissal számol - mértékegysége 1 Sv (Sievert) - ami a sugárzás fajtájának és a besugárzott terület anyagminőségének függvényében mutatja meg az adott dózis biológiai hatását. A háttérsugárzásból az emberi szervezetet érő effektív dózis évente mintegy 2 mSv (miliSv). (A különböző szervek is másképp reagálnak adott besugárzásra: a csont velőt például jóval kisebb dózis is károsíthatja, mint például a csontfelszínt. Ezt minden szervre egy-egy súlyozó tényező fejezi ki. Az adott szervben az egyenérték dózist és az említett súlyozó tényezőt öszeszorozva, és valamennyi szervre összeadva az effektív dózisegyenértéket kapjuk, amely már képes kifejezni a teljes szervezet várható károsodását. Az effektív dózisegyenérték mértéegysége szintén a J/kg, neve Sievert (Sv). )

  18. A levegőben főként a cézium-134, cézium-137, jód-131, jód-132 radioaktív izotópokat lehetett észlelni. A felsorolt izotópokat a friss növényekben lehetett kimutatni, majd később az állati ételekben (tej, hús) is. Magyarországot a radioaktív felhő április 29-én érte el, északkeleti irányból. A felhő elvonulását néhol csapadék is kísérte, emiatt az országon belül is jelentős eltérések voltak tapasztalhatók a szennyezettségben. Hazánkban a legszennyezettebb területek az Észak-Dunántúl, és a főváros környéke. Ezeken a területeken a cézium-137 aktivitáskoncentrációját a talajon a 2-5 kBq/m2 körüli értéknek mérték. A lakosság sugárterhelését egyrészt a talajra és a növényekre kihullott szennyeződés által okozott külső terhelés, másrészt ugyanezen anyagok táplálékláncba kerülése miatti belső terhelés adta. (Eleinte a jód-131, később a cézium dominált.) A belégzés miatti belső sugárterhelés igen csekély volt.

  19. Hazánkban nem észlelték a daganatos megbetegedések számának a csernobili eredetű sugárterheléssel összefüggő növekedését. Nem mutatható ki sem a gyermekkori pajzsmirigy-rák, sem a gyermekkori leukémiás megbetege-dések számának emiatti növekedése.   A csernobili baleset következményeként az átlag magyar lakos várhatóan egész élete során összesen 0.23 mSv külső és 0.09 mSv belső terhelésből származó effektív egyenértékdózist kap. Ez összesen 0.3-0.4 mSv-et jelent. (Összhasonlításként: a természetes sugárzás miatt évente átlagosan 2-3 mSv dózis éri szervezetünket.) Európai viszonylatban ez egyébként a "középmezőnyt jelenti": Jelenlegi tudásunk szerint tehát Magyarországon nem mutatható ki a csernobili atomerőműbaleset káros egészségügyi hatása.

  20. Ezeken az utakon érte sugárzás az embert radioaktív anyagok környezeti kibocsátásából:(1) Külső sugárzás közvetlenül a felhőkből (2) Belső dózis a levegőben található radioaktív anyagok belégzéséből (3) Külső dózis közvetlenül a talajra lerakódott radioaktív anyagokból (4) Belső dózis az elfogyasztott táplálékban lévő radioaktív anyagokból (5) Belső dózis tengeri pára és homok belégzéséből

More Related