Принцип действия ядерного реактора.

Ядерные технологии для производства ядерного топлива и электрической энергии являются самыми опасными, непредсказуемыми и самыми дорогими технологиями, которые были когда-либо известны человечеству. Ядерные реакторы неустранимо высокорадиоактивны, т.к. наряду с выработкой энергии в них постоянно и в больших количествах образуются элементы, смертельно опасные для всего живого. Действие этих элементов продолжается сотни и тысячи лет.

Первый тип реактора: имеет 2 контура. В первом контуре вода нагревается под большим давлением в активной зоне и в пар не превращается ® в парогенератор, где отдаёт тепло воде второго контура ® пар ® на турбину, приводя её в движение. Такой тип реактора более надёжен, но строительство его дорого стоит.

Второй тип реактора: вода внутри реактора нагревается до температуры, близкой к кипению ® в пар в активной зоне ® на турбину, на валу которой находится электрический генератор.

Этот тип реактора (канальный) имеет положительные и негативные качества:

не имеет трудоёмкого для изготовления прочного корпуса,

нет дорогостоящего парогенератора,

позволяет производить перегрузку топлива без остановки реактора,

даёт возможность использовать менее обогащённое ядерное топливо,

менее надёжный в эксплуатации,

имеет положительную реактивность при нарушении циркуляции теплоносителя через активную зону,

требует высокой квалификации обслуживающего персонала и предосторожности при эксплуатации реактора,

аккумулирует в графитовой кладке и металлоконструкциях значительное количество тепловой энергии, что замедляет спад тепловой мощности реактора после срабатывания аварийной защиты,

большой паровой объём в контуре охлаждения замедляет темп падения давления теплоносителя при аварийном разрыве трубопровода.

Конструктивно РБМК(Реактор большой мощности канальный) представляет собой цилиндр высотой 7 м и диаметром 14 м. Размещается в бетонной шахте размером 21х21 м и высотой – 25 м. В качестве замедлителя используется графитовая кладка цилиндрической формы с вертикальными каналами (технологические каналы). В каждом канале размещается кассета с 2 тепловыделяющими сборками, в каждой из которых по 18 тепловыделяющих элементов (твэлов). Теплоноситель – обессоленная вода ® поднимается снизу вверх по технологическим каналам ® омывает твэлы ® нагревается ® частично испаряется ® кипящая вода в парогенератор ® пар отделяется от воды ® очищается от рн ® на турбину ® конденсат отработанного в турбине пара ® сепаратор ® реактор. Температура на выходе реактора = +280⁰ С. В состав активной зоны входят также управляющие графитовые стержни. Если стержни опущены, то реактор «заглушен», цепная реакция прекращена. Чтобы реактор начал работать стержни надо поднять. Система автоматики позволяет регулировать тепловой режим реактора. В реактор, как правило, загружают около 190 тонн ядерного топлива. В процессе работы оно постепенно распадается, а образующиеся рн остаются на твэлах. При этом больше всего образуется изотопов с номерами 80-105 (первый пик) и от 130 до 150 (второй пик). Большинство из них – с коротким периодом полураспада, но есть и долгоживущие (стронций-90, цезий-137 и др.). Короткоживущие распадаются, а долгоживущие – накапливаются. Накапливается их тем больше, чем больше «выгорает» топливо.

23. Авария на ЧАЭС и её непосредственные последствия.

События	Время
Начало снижения мощности реактора	25 апреля, I ч 00 мин
Отключение системы аварийного охлаждения реактора	25 апреля, 14 ч
Снижение мощности реактора продолжается	25 апреля, 23 ч 10 мин
Отключение системы локального автоматического регулирования реактора и падение его тепловой мощности ниже 30 МВт.
Стабилизация тепловой мощности реактора в условиях «ксенонового (¹³⁵Хе) отравления» на уровне 200 МВт за счёт подъёма поглощающих стержней и снижения в 2-3 раза запаса реактивности.	26 апреля, 1 ч 00 мин
Дополнительно к шести работавшим насосам подключены еще два: четыре насоса – для проведения испытаний, четыре – охлаждения активной зоны.	26 апреля, 1 ч 03 мин - 1 ч 07 мин
Заблокированы сигналы аварийной защиты остановки реактора.
Запас реактивности требовал немедленной остановки реактора.	26 апреля, 1 ч 22 мин 30 с
Заблокирована аварийная защита турбогенераторов.	26 апреля, 1 ч 23 мин 04 с
Медленное повышение мощности с 200 до 700-1000 МВт, требуемых для испытания турбогенератора.
По команде начальника смены энергоблока начался ввод в активную зону регулирующих стержней и стержней аварийной защиты. Раздались удары, стержни-поглотители остановились. Опустить стержни под действием собственной тяжести не удалось.	26 апреля, 1 ч 23 мин 40 с
Возникли два последовательных взрыва, над энергоблоком взлетели горящие куски и искры, они упали на крышу машинного зала и вызвали пожар. Мощность превысила в 100 раз обычную мощность. Высвободившаяся энергия сдвинула 1000-тонную плиту-крышку реактора. Воздух проник в реактор и привёл к горению графита.	26 апреля, 1 ч 24 мин
Возникло свыше 30 очагов горения вокруг III энергоблока.	26 апреля, 1 ч 30 мин
Борьба с пожаром.	26 апреля, 1 ч 30 мин– 5 ч

Отличия аварии на ЧАЭСот других ранее произошедших аварий.По шкале ИНЕС этой аварии присвоен 7 уровень, т.е. авария на Чернобыльской АЭС получила название «катастрофа».

• Аварию называют запроектной, глобальной, масштабной, уникальной.

• Следствием авария на ЧАЭС являются масштабный, неравномерный и «пятнистый» характер загрязнения. В результате аварии: большие дозы облучения получили значительные контингенты населения: участники ликвидации аварии на ЧАЭС; жители 30-км зоны, в последующем эвакуированные; лица, проживавшие или проживающие на загрязнённых радионуклидами территориях; в республике сложилась сложная и неоднородная радиационно-экологическая обстановка; радионуклиды чернобыльского выброса попали и облучили все компоненты экосистемы; радионуклиды были вовлечены в геохимические и трофические циклы миграции.

В процессе подготовки и проведения испытаний турбогенератора персонал отключил ряд технических средств защиты и нарушил регламент эксплуатации реактора в части безопасного ведения технологического процесса. Основным мотивом в поведении персонала было стремление быстрее закончить испытания.

Причины, приведшие к аварии на ЧАЭС. Авария произошла во время плановой остановки реактора IV энергоблока при проведении испытаний турбогенератора. Целью испытаний являлась проверка возможности использования механической энергии ротора для внутренних нужд энергоблока в условиях обесточивания. Однако программа испытаний не была должным образом подготовлена и согласована, в ней не предусматривались дополнительные меры безопасности и, более того, предписывалось отключение системы аварийного охлаждения реактора. В результате персонал оказался не готов к обеспечению безопасности проведения испытаний.