Što se dogodilo u reaktoru Fukushima I-1

Detalji

Nedjelja, 13 Ožujak 2011 08:48

Autor: Administrator

Iako informacije ni približno još nisu kompletne, a dijelom su i kontradiktorne, vrijeme je da pokušamo sumirati što se dogodilo u NE Fukushima I-1 u Japanu i kakav razvoj događaja možemo očekivati. Sumiranje se temelji na informacijama dobivenim od Američkog nuklearnog društva (ANS) i našem vlastitom razmišljanju. Potrebno je reći da je problem kojeg sad imaju u Japanu u osnovi zajednički svim nuklearnim elektranama, ali je u jednom svom značajnom dijelu specifičan za tip reaktora s kipućom vodom (BWR), i isto je tako u svom značajnom dijelu vezan za konkretnu izvedbu nuklearne elektrane u pitanju, oštećenja koja je inicijalno pretrpjela i način kako je vođena sanacija.

Razmatranje je napravljeno po principu sekvence događaja što je uobičajen pristup kad su u pitanju nesreće:

(Nastavak sadrži detaljnije informacije o dosadašnjem razvoju situacije. Dva dodatka prikazuju princip rada BWR reaktora i kretanje generirane zaostale topline u reaktoru Fukushima I-1 nakon potresa.)

• Elektrana je automatski zaustavljena kad je potres pogodio lokaciju i svi su automatski sustavi radili kako je predviđeno.
• Nakon obustave snaga se (elektrana je prije potresa radila na nominalnoj snazi od 439 MWe, GE BWR-3) svela na nivo ostatne topline (inicijalno oko 6% nominalne termičke od 1380 MW) i nastavila se postupno smanjivati (eksponencijalno prema radioaktivnom raspadu fisijskih produkata). Da bi odveli tu toplinu potreban je hladilac unutar reaktora, raspoloživ sustav za pomoćno hlađenje (i električno napajanje) i konačni ponor topline.
• Sve vanjsko napajanje je bilo izgubljeno za vrijeme potresa i nakon djelovanja tsunamija uništeni su i dalekovodi koji povezuju elektranu s mrežom.
• Dizel generatori koji osiguravaju napajanje za bitne sustave na lokaciji elektrane su startali i pomoćni sustavi za hlađenje su bili funkcionalni.
• Nakon približno sata rada dizel generatori su prestali raditi kao posljedica oštećenja izazvanog tsunamijem (pretpostavlja se na tankove s gorivom).
• Odvođenje ostatne topline je nastavljeno preko tzv. izolacijskog kondenzatora.
• Pretpostavlja se da je nekako u to vrijeme elektrana imala ograničeni gubitak rashladnog sredstva kroz neki od pomoćnih sustava pa je to uzrokovalo inicijalni porast radioaktivnosti u okolini (od normalne radioaktivnosti u krugu reaktora).
• Sigurnosne pumpe za hlađenje jezgre (Reactor Core Isolation Cooling, RCIC), koje za pogon koriste paru proizvedenu u reaktoru, korištene su za dodavanja vode u reaktorsku posudu da se nadoknadi gubitak hladioca. Kontrolni ventili za regulaciju protoka su upravljani strujom iz baterija.
• Nakon otprilike 8 sati elektrana je ostala i bez tog napajanja jer su se baterije istrošile.
• U satima poslije došlo je do nekog oblika pregrijanja i oštećenja goriva i do ograničene reakcije cirkonija (metal u košuljici goriva) s vodenom parom te oslobađanja radioaktivnog inventara iz zazora goriva. Stupanj oštećenja nije poznat i ovisio je o raspoloživoj količini vode, iznosu gubitka hladioca i internom strujanju unutar posude.
• U međuvremenu su na lokaciju dopremljeni prenosni dizel agregati i uspostavljeno je napajanje za sigurnosne sustave koji su trebali nadoknaditi gubitak vode iz reaktorske posude i uspostaviti odvođenje ostatne topline.
• Tlak unutar primarnog kontejnmenta BWR reaktora (GE Mark 1) je za to vrijeme rastao usljed ispuštanja pare iz posude. Dio te pare se kondenzirao u bazenu za prigušenje porasta tlaka ali je ukupni tlak unutar relativno malog kontejnmenta nastavio rasti.
• Da se ograniči daljnji porast tlaka dio sadržaja kontejnmenta je ispušten unutar reaktorske zgrade koja okružuje primarni kontejnment. Očito je tada u ispuštenom fluidu bila prisutna i stanovita količina vodika proizvedena tijekom pregrijavanja jezgre.
• Došlo je do eksplozije vodika unutar reaktorske zgrade ili neke od zgrada koje su povezane s njom što je izazvalo rušenje dijela gornje strukture reaktorske zgrade i vanjskih zidova. Primarni kontejnment oko samog reaktora nije oštećen, a uzevši u obzir strukturu gornjeg dijela on je i napravljen tako da osigura odušak porasta tlaka bez oštećenja donjih betonskih dijelova strukture. Isto je tako moguće kao što su govorili službeni izvještaji, da je do eksplozije došlo tijekom korištenja nekog od sigurnosnih sustava za hlađenje s istom pozadinom (vodik).
• Trenutno elektrana vjerojatno ima osigurano napajanje i djelomičnu funkcionalnost sigurnosnih sustava ali nema mogućnost, ili je ona značajno ograničena, za direktno dodavanje vode u reaktorsku posudu. Morska voda s dodatkom bora (da se osigura potkritičnost) se upumpava vjerojatno i u posudu i u donji dio kontejnmenta. Na taj način se nastoji ograničiti taljenje jezgre (koje je sigurno prisutno ali nije jasno u kojem postotku) i integritet reaktorske posude ako dođe do većeg taljenja jezgre. Dodavanje morske vode je dio predviđenog krajnjeg plana za hlađenje u ovakvim situacijama.
• Pozitivno je to što je kontejnment vjerojatno i dalje netaknut ali će se morati raditi od vremena do vremena kontrolirano ispuštanje pare i pratećih plinovitih radioaktivnih produkata dok se reaktor ne ohladi dovoljno cirkuliranjem vode.
• Ako ne bi bilo daljnjih značajnih komplikacija ispuštanje radioaktivnosti bi trebalo biti ograničene naravi i uz značajno oštećenje elektrane i jezgre reaktora.
• Nesreća ni u kom slučaju ne može imati potencijal širenja radioaktivnosti koji je bio prisutan za vrijeme Černobilskog akcidenta iz više razloga.
• Već je sad jasno da su neovisno o razornosti inicijalnog potresa bili prisutni propusti vezani za procjenu utjecaja tsunamija na električne sigurnosne sustave elektrane. Definitivno postoji i problem, bilo projektne ili proceduralne naravi, za uspostavljanje hlađenja nakon dugotrajnog perioda gubitka hlađenja jezgre. To je vjerojatno i razlog problema s drugim reaktorom na lokaciji Fukushima I Daiichi 3 snage 760 MWe (Toshiba BWR-4). Propagacija sličnog scenarija je tamo sporija i za očekivati je da će stečena iskustva s reaktorom bloka 1 biti dovoljna da se ne ponove ozbiljne posljedice tamo prisutne.

Privitci:

Fukushima-daiichi akcident	[Prikazi sustava BWR elektrane i kontejnmenta]	958 Kb
Zaostala toplina u reaktoru Fukushima I-1	[Prikaz opadanja generirane zaostale topline u jezgri reaktora nakon obustave]	26 Kb

Komentari:

• < «
• » >