Bezpieczeństwo w elektrowni z reaktorem AP 1000

04-12-2017

W przypadku różnego typu awarii, w obecnie eksploatowanych elektrowniach jądrowych, wyłączenie reaktora wydaje się być rzeczą stosunkowo łatwą. Istotnym problem staje się natomiast niezawodny i skuteczny odbiór ciepła od rdzenia już po wyłączeniu samego reaktora. Jak powszechnie wiadomo, procesy związane z rozpadem jąder atomowych cechują się pewną bezwładnością. Samo wygaszenie reakcji łańcuchowej nie może ich przerwać, w związku z czym przemiany pierwiastków, doprowadzające do ich rozpadu i uwalniania energii cieplnej, przebiegają nieprzerwanie. Powoduje to generację tak zwanego ciepła powyłączeniowego, które doprowadza do nagrzewania się reaktora, nawet po jego wyłączeniu. W związku z tym, bardzo istotnym problemem jest zagwarantowanie odbioru ciepła powyłączeniowego, bez względu na rodzaj awarii, jak np. rozerwanie rurociągów obiegu chłodzenia, zniszczenie pomp cyrkulacyjnych czy brak zasilania elektrycznego. Wybuch reaktora jądrowego, ze względu na ujemny temperaturowy współczynnik reaktywności (wskutek podgrzania lub odparowania ilość wody w rdzeniu zmaleje, przez co neutrony będą gorzej spowalniane), jest niemożliwy, aczkolwiek brak odbioru ciepła z rdzenia może doprowadzić do jego przegrzania i stopienia, co mogłoby doprowadzić do wydostania się produktów rozszczepienia poza pastylki i koszulki paliwowe. Kolejnymi barierami uniemożliwiającymi przedostanie się produktów rozszczepienia do otoczenia są ściany obiegu pierwotnego oraz szczelna obudowa bezpieczeństwa, wykonana w postaci kopuły ze zbrojonego betonu.

Poniższa praca przedstawia opis systemów bezpieczeństwa stosowanych w elektrowniach jądrowych na przykładzie elektrowni z reaktorem AP1000. Szczególną uwagę poświęcono pasywnym systemom bezpieczeństwa oraz sposobom, dzięki którym możliwy jest odbiór ciepła powyłączeniowego i przeciwdziałanie nadmiernemu wzrostowi temperatury w rdzeniu.