[wicieyy]

Michał Białek kończył nocną wartę w serwerowni wykopu. Za oknem zadłużonej willi poznańskie koziołki ocierały się częściami w typowych reaktorach jądrowych pracujących w nowoczesnych elektrowniach jądrowych
grzanie elementów paliwowych jest bardzo intensywne i wynosi od 300 do 500 W na każdy
centymetr długości pręta paliwowego. Wykorzystujemy to ciepło do produkcji pary wodnej
lub podgrzania gazu napędzającego turbinę. Zwracaliśmy też uwagę, że fragmenty
rozszczepienia są z natury rzeczy promieniotwórcze, więc w ogólnym bilansie ciepła należy
uwzględniać nie tylko to, co jest wynikiem hamowania fragmentów rozszczepienia
w ośrodku, lecz także ciepło powyłączeniowe związane głównie z emisją promieniowania
z rozpadów promieniotwórczych fragmentów rozszczepienia. Ciepło to, choć niewielkie
w porównaniu z ciepłem wydzielanym podczas rozszczepień, musi być także odbierane od
paliwa, jeśli ma ono być chronione przed przegrzaniem i stopieniem.
Wobec tego, że awarie łączą się zwykle z zakłóceniami w przepływie wody chłodzącej,
a więc ze zmniejszonym odbiorem ciepła od paliwa, pierwszym zadaniem w razie awarii jest
przerwać – przy pomocy układu prętów bezpuieczeństwa - reakcję rozszczepienia, by
zmniejszyć intensywność generacji energii i ułatwić odbiór ciepła od rdzenia. Jak mówiliśmy,
w reaktorach z moderatorem wodnym istnieje ponadto ujemne sprzężenie zwrotne,
zapewniające obniżenie mocy reaktora, gdy tylko wystąpi nadmierne podgrzanie wody.
Wyłączenie reaktora w razie awarii w elektrowniach jądrowych z reaktorami wodnymi jest
stosunkowo łatwą rzeczą. Natomiast problemem w reaktorach wszystkich typów jest
zapewnienie niezawodnego odbioru ciepła od rdzenia już po wyłączeniu reaktora. Układy
bezpieczeństwa reaktora muszą bowiem zapewnić permanentne pokrycie rdzenia wodą
i chłodzenie bez względu na możliwy rodzaj awarii, jak np. przerwanie zasilania
elektrycznego z zewnątrz, uszkodzenie pomp, a nawet rozerwanie obiegu pierwotnego i utrata
wody chłodzącej z reaktora. Choć w wyniku przegrzania się rdzenia do wybuchu jądrowego
dojść nie może, jednak w razie braku odbioru ciepła paliwo może ulec przegrzaniu
i uszkodzeniu, a zawarte w nim produkty rozszczepienia mogą wydostać się poza koszulki
paliwowe i przeniknąć do chłodziwa.
W poprzednim rozdziale wielokrotnie wspominaliśmy o tworzeniu systemu barier
bezpieczeństwa w reaktorach. Na te bariery składa się materiał pastylek paliwowych (rys.
6.13), koszulki paliwowe (rys. 6.14), granica ciśnieniowa obiegu pierwotnego, wreszcie
– obudowa bezpieczeństwa, powstrzymująca wydzielanie produktów rozszczepienia z rdzenia
do środowiska. Rys. 8.1 stanowi ilustrację tych czterech podstawowych systemów
bezpieczeństwa. Awarie powodujące tylko przegrzanie paliwa bez uszkodzenia obiegu
pierwotnego – np. na skutek utraty przepływu chłodziwa - powodują zniszczenie pierwszych
dwóch barier, ale bariera trzecia i czwarta pozostają nienaruszone.
Produkty rozszczepienia powstają w paliwie uranowym i pozostają w nim podczas pracy i po
wyłączeniu reaktora. Droga, jaką przebywają jądra izotopów powstających przy
rozszczepieniu jest bardzo krótka, rzędu mikrometrów, co powoduje, że ponad 99%
produktów rozszczepienia nie opuszcza pastylek paliwowych. Samo paliwo stanowi zatem
pierwszą barierę, powstrzymującą uwalnianie produktów rozszczepienia.

#pasta #heheszki