Awarie siłowni nuklearnych

Elektrownie Atomowe
Łukasz Osiński i Aleksandra Prażuch
Budowa atomu
Czym jest elektrownia atomowa?
Historia elektrowni atomowych
Schemat elektrowni atomowych
Zasada działania elektrowni atomowych
Działające elektrownie atomowe
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Argentyna
Chiny
Francja
Finlandia
Indie
Japonia
Kanada
Korea Południowa
Pakistan
Rosja
Stany Zjednoczone
Słowacja
Elektrownia atomowa w Polsce
• W Polsce nie ma elektrowni jądrowych. Jedynym działającym reaktorem
jądrowym jest badawczy reaktor Maria, zarządzany obecnie przez Instytut Energii
Atomowej. W latach 80. XX wieku rozpoczęto budowę elektrowni Żarnowiec w
woj. pomorskim. Prace przerwano na początku lat 90., głównie pod naciskiem
protestów przeciwników energetyki jądrowej. Zakończono tylko inwestycję
towarzyszącą - elektrownię szczytowo-pompową.
• 9 listopada 2008 w Gdańsku, premier Donald Tusk zapowiedział budowę co
najmniej dwóch elektrowni jądrowych w północno-wschodniej Polsce.
Prawdopodobne lokacje to Żarnowiec na Pomorzu, oraz tereny Podlasia.
Awarie siłowni nuklearnych
Czarnobyl
- Reaktor typu RBMK-1000 (moc docelowa 1000 MW).
Reaktor typu wojskowego, z możliwością produkcji
plutonu do bomb termojądrowych. Nie spełnia norm
bezpieczeństwa obowiązujących w państwach
zachodnich – używany tylko w ZSRR.
- Odrzucono możliwość instalacji reaktorów typu
WWER (brak możliwości produkcji plutonu).
- Zainstalowano 4 reaktory (docelowo 6), pierwsza
awaria w reaktorze nr I nastąpiła już 9.09.82 r. w
wyniku niechlujności konstrukcji/błędu ludzkiego.
- Awaria w reaktorze nr IV 26.04.86 r. spowodowana
testami układów bezpieczeństwa (!) na wojskowym
reaktorze pozbawionym pasywnych (cywilnych
układów zabezpieczeń).
Awarie siłowni nuklearnych
Czarnobyl
- Wybuch reaktora nr IV był wybuchem
spowodowanym ciśnieniem pary, w jego wyniku
nastąpiła emisja grafitu/elementów rdzenia,
promieniowanie sięgnęło 20 000 Rtg/g. (śmiertelna
dawka 500 Rtg/g.). Większość strażaków i ratowników
zginęła (otrzymała śmiertelną dawkę) w ciągu kilku
minut.
- Oficjalnie zginęło 62 osoby, 120 000 zostało
przesiedlonych (głównie z miasta Prypeć).
Prawdopodobnie lista ofiar jest dużo dłuższa, np.
brakuje potwierdzenia przyczyn śmierci 600 pilotów
helikopterów gaszących reaktor.
Awarie siłowni nuklearnych
Czarnobyl
Główne problemy reaktorów RBMK:
- W przypadku odparowania części wody z rdzenia,
zachodnie reaktory spowalniają reakcję (same się
wygaszają), RBMK przyspiesza.
- Reaktor przy mocy poniżej 200 MW staje się bardzo
niestabilny (wchodzi w reakcję łańcuchową).
- Układ awaryjnego chłodzenia musi być włączany
ręcznie.
- Sterownie reaktorem jest bardzo skomplikowane 912
osobnych sekcji).
Na potrzeby testu 26.04.86 r. wyłączono całkowicie układ
awaryjnego chłodzenia i usunięto wszystkie pręty
kontrolne, oraz odcięto chłodziwo....
Planowany test powinien być wykonany przed oddaniem
reaktora do eksploatacji, ale wtedy nie zostałby
dotrzymany termin....
Awarie siłowni nuklearnych
Czarnobyl
Główne przyczyny awarii:
- Zastosowanie wojskowej technologii „tymczasowo”
przystosowanej do celów cywilnych.
- Niskie standardy projektowania – uwzględniania
bezpieczeństwa (reaktor wojskowy).
- Niskie standardy wykonawstwa.
- Niskie standardy, brak wiedzy i lekceważenie procedur
bezpieczeństwa przez nadzór i pracowników.
Awarie siłowni nuklearnych
Fukushima
- Reaktory typu BWR (wrzące wysokociśnieniowe,
cywilne).
- Wiek elektrowni – 40 lat.
- Konstrukcja zabezpieczona wielostopniowo – w razie
awarii reaktora chłodzenie zapewniane przez cztery
niezależne systemy:
1.
2.
3.
4.
Dopływ energii do pomp z sieci zewnętrznej.
Zestaw akumulatorów.
Zestaw agregatów prądotwórczych.
Specjalna pompa zasilana bezpośrednio parą z
rdzenia reaktora.
Awarie siłowni nuklearnych
Fukushima
- 11.03.2011 r. nastąpiło trzęsienie ziemi o sile 9 st. W
skali Richtera (najwyższy stopień w skali).
- W wyniku tsunami reaktory nie zostały uszkodzone.
Nastąpiło ich automatyczne wyłączenie (zgodnie z
procedurami bezpieczeństwa).
- Konieczne jest chłodzenie reaktora przez około 100
dni w celu odprowadzenia ciepła powyłączeniowego.
Na skutek awarii, według WHO, wzrost zachorowalności
na raka będzie tak mały, że niezauważalny, a
prawdopodobieństwo, że obecne dzieci w Japonii będą
chore na raka wzrosło o 1%.
Tsunami, które spowodowało awarię w Fukushimie
zabiło 26 tys. osób, podczas gdy w wyniku samej awarii
nie zginęła ani jedna
Awarie siłowni nuklearnych
Fukushima
Z czterech systemów zapewnienia zasilania pomp
chłodzących reaktor:
1. Zasilanie zewnętrzne było niemożliwe z powodu
zniszczenia sieci i wyłączenia wszystkich reaktorów w
wyniku trzęsienia ziemi i tsunami.
2. Agregaty prądotwórcze uruchomiły się prawidłowo,
zatrzymały się po ok. 1 g. ponieważ tsunami zniszczyło
ich zbiorniki z paliwem.
3. Baterie akumulatorów podtrzymały chłodzenie
zgodnie z planem przez 8 g.
4. Awaryjna pompa zasilana para z rdzenia nie dała się
włączyć w wyniku pęknięcia rurociągów chłodzenia.
Awarie siłowni nuklearnych
Fukushima
Podobnie jak w Czarnobylu nastąpiło przegrzanie się
rdzenia i w następstwie rozgrzewania się reaktorów na
skutek ciepła powyłączeniowego:
- parowanie wody i wzrost ciśnienia pary;
- odsłanianie koszulek prętów paliwowych i produkcja
wodoru w reakcji pary wodnej z zircaloyem (stopem,
z którego są wykonane koszulki).
Kolejne zdarzenia (kontrolowane wypuszczanie pary w
celu zmniejszenia ciśnienia, wybuchy wodoru) są
następstwem powyższych zdarzeń.
Awarie siłowni nuklearnych
Fukushima
Główne przyczyny awarii:
- Błąd projektowy: zaprojektowano osłony dla fali
tsunami o wysokości 6,1 m (statystycznej), fala miała
14 m...
- Błąd projektowy – agregaty prądotwórcze
umieszczono w piwnicach...
- Z oszczędności zbudowano elektrownię 20 m niżej niż
pierwotnie planowano.
- Elektrownia ma 40 lat (miała być wyłączona kilka lat
wcześniej), nie posiada układów zabezpieczeń przed
wybuchem wodoru montowanych w nowych
elektrowniach od połowy lat 90-tych.
Awarie innych instalacji
Fabryka Union Carbide Bhopal (pestycydy)
- 03.12.1984 r. zbiornik zawierający 43 tony gazowego
izocyjanianu metylu (MIC) uległ rozszczelnieniu,
uwalniając toksyczny i cięższy od powietrza gaz, który
rozprzestrzenił się po podłożu na sąsiednie rejony.
- 3 tys. osób zmarłych natychmiast i 15 tys. w wyniku
powikłań po kontakcie z uwolnioną substancją.
- 120 tysięcy doznało szkód na zdrowiu, takich jak
zaburzenia oddychania, nowotwory, uszkodzenia
płodów, oślepienie i inne.
- Ponad 50 tys. osób stało się niezdolnych do
wykonywania zawodu z powodu powikłań.