Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Elektronik

Atomreaktorer med en nyligt foreslået barriere kunne have modstået Tjernobyl og Fukushima

I december 2017 'Tjernobyl-likvidatorerne' -monumentet af Andrei Kovalchuk blev ceremonielt afsløret på Poklonnaya-bakken i Moskvas Victory Park for at hylde de mennesker, der deltog i oprydningsoperationer efter eksplosionen ved atomkraftværket i Tjernobyl den 26. april, 1986. Kredit:Rosatoms land

I kølvandet på de berygtede ulykker i atomenergiens historie på Three Mile Island (1979), Tjernobyl (1986) og Fukushima (2011), hvor alle tre er blevet til ødelæggende katastrofer på grund af nedsmeltning i en reaktors kerne, hvilket igen fører til frigivelse af stråling til miljøet, mange lande rundt om i verden har allerede lovet en udfasning af atomkraft.

Imidlertid, mens aktioner mod lukning af alle atomkraftværker i løbet af få årtier allerede er godt i gang, de alternative energikilder, der i øjeblikket er i drift, har nogle store ulemper:de er hovedsageligt afhængige af ikke-vedvarende ressourcer, producere væsentligt mindre energi sammenlignet med atomkraftværker og, mest vigtigt, anses for at være blandt de vigtigste bidragydere til kulstofemissioner og, derved, den klimakrise, som menneskeheden nu skal kæmpe mod.

Alligevel, en fremtid drevet af atomenergi er måske hverken en tabt sag, ej heller et spil "russisk roulette", ifølge forskerholdet fra Francesco D'Auria (University of Pisa, Italien), Nenad Debrecin (University of Zagreb, Kroatien) og Horst Glaeser (Global Research for Safety, Tyskland). I en nylig artikel, offentliggjort i open-access peer-reviewed journal Atomenergi og teknologi og resultatet af 30-40 års samarbejde, de foreslår en ny sikkerhedsbarriere, der skal implementeres i store letvandsreaktorer rundt om i verden. Kommer til en brøkdel af prisen på den allerede forældede, som den er ved at erstatte, denne barriere forventes at reducere sandsynligheden for kernesmeltning til, at en stor meteorit rammer stedet.

Med deres nye teknologiske løsning, disse videnskabsmænd sigter mod at samle forskningsresultater fra de sidste par årtier, mest i forhold til ulykkesanalysekapaciteter og ydeevne af nukleart brændsel, samt begreberne hos de meget pionerer, der udviklede atomteknologien i det sidste århundrede. Forslaget er baseret på undersøgelser og diskussioner fra den 11. videnskabelige og tekniske konference "Safety Assurance of NPP with VVER" (Rusland, maj 2019) og den internationale konference om atomkraftværker, Strukturer, Risiko og nedlukning, NUPP2019 (Storbritannien, Juni 2019). Som resultat, de håber at genvinde offentlighedens tillid til atomkraft - en effektiv og bæredygtig kilde til vedvarende energi, samt bygge bro over den gabende kløft mellem det, vi har lært gennem årene om atomenergi og teknologi, og det, der bliver implementeret i praksis.

Blandt de ajourførte forskningsresultater og viden, der skal implementeres i den nye teknologiske løsning, er den nyligt opdagede strukturelle svaghed ved atombrændstof, samt en mere detaljeret udvidet sikkerhedsmarginopdagelse (E-SMD), som muliggør en nødstop af en reaktor, følger selv begivenheder med lav og meget lav sandsynlighed. Det giver også forhåndsinformation til operatørerne om de nødvendige handlinger for at forhindre eller afbøde mulige skader. Rekruttering af et nødredningshold (ERT) foreslås også at bestå af en gruppe højtuddannede og specialiserede redningsfolk, som vil være i besiddelse af passende maskiner og udstyr, samt adgang til hver atomreaktor installeret inden for en tildelt geografisk region, og som vil kunne nå et hvilket som helst af lokaliteterne inden for en time eller udføre en fjernlukning af reaktoren.

I deres undersøgelse, forskerne forklarer videre, hvordan og hvorfor netop disse funktioner ville have forhindret kernesmeltning og de eventuelle atomkatastrofer ved hvert af de tre berygtede atomkraftværker.

I tilfældet med Three Mile Island-ulykken:den mest ødelæggende ulykke i USAs kommercielle atomkraftværks historie, anses for at være resultatet af en ret typisk kombineret fiasko, en alarm fra E-SMD-detektorer ville have udløst nødslukningen af ​​enheden i god tid før hændelsen.

I Tjernobyl, hvor kritiske menneskelige fejl viser sig at have ført til ulykken, et indgreb fra ERT:en fjernstyret nedlukning og måske indsættelsen af ​​militæret ville have forhindret den deraf følgende katastrofe.

Udvidet kerneskade på Fukushima -enhederne 1 til 3 ville også have været forhindret takket være kombinationen af ​​nødalarmer og hurtig handling fra ERT.

Forskerne bemærker også, at på trods af berygtelsen af ​​de tre atomkatastrofer, der har været omkring 500 sikkert drevne atomkraftværksenheder siden demonstrationen af ​​evnen til at kontrollere fissionsreaktionen i 1942 og tilslutningen af ​​nuklear fissionsdrevet elgenerator til elnettet i 1954. Oven i det, der har været et par tusinde ulykkesfrie reaktorer brugt til andre formål end elproduktion, herunder forskning, produktion og skibsfremdrift.

"Industrien og/eller regeringen i ansvarlige lande, hvor det er relevant, blive hovedaktørerne for den mulige implementering af ideerne i dette papir, " skriver forskerne afslutningsvis. "Der er behov for en strategi i den forbindelse:Akademiker og forskningsinstitutter, der er villige til at engagere sig i praktiske anvendelser af den nukleare teknologi, bør blive aktører."