RBMK Reaktorer: Design og Sikkerhed

RBMK er en type atomreaktor designet i Sovjetunionen. Den bruger grafitit som moderator og køles med vand. Vandet koger i brændstofkanalerne, producerer damp, der driver turbiner til at generere elektricitet.

RBMK-reaktorer har individuelle brændstofkanaler, hvor brændstofstænger er placeret. Disse kanaler er fyldt med vand, der koger under tryk, hvilket skaber damp til kraftproduktion.

En vigtig forskel fra andre reaktorer: grafit som moderator i kombination med vandkøling. Denne unikke kombination var central i Tjernobyl-ulykken.

Grapitit er et materiale, der bruges i RBMK-reaktorer til at bremse neutroner. Dette sikrer, at de kan sætte flere fissioner i gang og opretholde kædereaktionen.

For at styre kædereaktionen i RBMK-reaktorer anvendes kontrolstænger med borcarbid. De absorberer neutroner og reducerer dermed fissionens hastighed.

En positiv tomrumskvotient betyder, at når vandet koger i brændstofkanalerne, øges fissionen i stedet for at falde. Dette var en af ​​de faktorer, der bidrog til Tjernobyl-ulykken.

Efter Tjernobyl-ulykken blev der foretaget betydelige designændringer af RBMK-reaktorer for at forbedre sikkerheden. Det omfattede kontrolstænger, tomrumskvotienten og andre designmæssige ændringer.

I en RBMK kan brændstofstænger udskiftes uden at slukke for reaktoren. Dette er en fordel, der gør RBMK-reaktorer mere effektive.

En grafit 'fortrænger' er fastgjort til hver ende af absorberen på hver styrestang (undtagen 12 styrestænger, der bruges til automatisk styring). Den nederste fortrænger forhindrer kølevand i at komme ind i det rum, der frigøres, når stangen trækkes tilbage, hvilket forøger styrestangens reaktivitetsværdi.

For at forhindre en 'positiv scram'-effekt blev styrestængerne i RBMK-reaktorer modificeret, så der ikke ville være et område med vand i bunden af ​​reaktoren, når stængerne var trukket helt tilbage.

FAEP-systemet blev designet til at indsætte mindst 2ß negativ reaktivitet på under 2,5 sekunder ved hjælp af 24 nødstyrestænger.

De oprindelige RBMK-reaktorer var i tre generationer, og hver generation havde væsentlige forskelle i sikkerhedsdesign.

Rosatom, Ruslands førende nukleare kraftværk, undersøgte at forlænge levetiden af ​​deres RBMK-reaktorer og øge deres effekt.

Efter Tsjernobyl-ulykken har RBMK-reaktorer undergået betydelige designændringer, der forbedrer deres sikkerhed.

RBMK-reaktorer er trykvandreaktorer, der er designet til at producere elektrisk energi.

Efter Tsjernobyl-ulykken blev der implementeret forskellige sikkerhedsforbedringer i RBMK-reaktorer, der var baserede på resultaterne af ulykken.

MKER-1000 reaktoren er en nyere modifikation af RBMK-designet, der inkluderer forbedret afstand mellem grafitgitteret i kernen og passive sikkerhedssystemer.

Forlængelse af driftstiden for en RBMK-reaktor er afhængig af godkendelse fra de relevante myndigheder.

Kontrolstænger i en RBMK-reaktor indsættes fra toppen og ned, der giver automatisk, manuel eller nødkontrol.

Disse stænger styres af feedback fra detektorer inde i reaktoren.

Hvis der er en afvigelse fra normale driftsparametre (f.eks. øget reaktoreffekt), kan stængerne sænkes ned i kernen for at reducere eller stoppe reaktorsaktiviteten.

To separate vandkølesløjfer, hver med fire pumper, cirkulerer vand gennem trykrørene for at fjerne det meste af varmen fra fission.

Der findes også et nødkølesystem, der er designet til at træde i kraft, hvis en af ​​kølesystemerne afbrydes.

Hver af de to sløjfer har to damptromler, eller separatorer, hvor damp fra det opvarmede kølevand føres til turbinen for at producere elektricitet i generatoren (hver sløjfe har en turbogenerator forbundet med den). Dammen kondenseres derefter og føres tilbage til det cirkulerende kølevand.

Reakorkernen er placeret i en forstærket betonforet hulrum, der fungerer som en stråleskjold.

Et positivt tomrumskvotient er et fænomen, der kan føre til en ukontrolleret stigning i reaktoreffekten.

Udtrykket 'positivt tomrumskvotient' forbindes ofte med RBMK-reaktorer.

Forholdet mellem disse ændringer kaldes tomrumskvotienten til reaktivitet.

Når tomrumskvotienten er negativ, vil en stigning i dampen føre til et fald i reaktiviteten. I de reaktorer, hvor den samme vandkredsløb fungerer som både moderator og kølevæske, reducerer overskydende dampgenerering nedbremsningen af ​​neutroner, der er nødvendige for at opretholde den nukleare kædereaktion.

ORM er i det væsentlige antallet af 'ækvivalente' kontrolstænger med nominel værdi, der forbliver i reakorkernen.

Operatørerne i ​​Tjernobyl syntes at tro, at sikkerhedskriterierne ville blive opfyldt, så længe den nedre grænse for ORM på 15 ækvivalente stænger blev overholdt, uanset ​​den faktiske konfiguration af kernen.

ORM kunne have en ekstrem effekt på tomrumskvotienten til reaktivitet, som det var tilfældet for kernen i Tjernobyl 4.

Efter ulykken i Tjernobyl blev der truffet flere foranstaltninger for at forbedre sikkerheden af ​​RBMKpladser.