Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Elektronik

Russisk beskydning forårsagede en brand på et ukrainsk atomkraftværk. Hvor tæt kom vi egentlig på en katastrofe?

Zaporizhzhia Nuclear Power Plant, det største atomkraftværk i Europa, omkring 50 km fra Zaporozhye i Ukraine, 2009. To køletårne ​​(det ene stort set skjult af det andet) til venstre og 6 VVER-reaktorbygninger. Foto fra "Nikopol"-bredden af ​​floden Dnepr. De to høje skorstene er ved en kulfyret kraftværksstation omkring 3 km efter atomkraftværket. Kredit:Ralf1969/Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0

Det lyder som et mareridt, der går i opfyldelse. Under en militæroffensiv som led i Ruslands invasion af Ukraine udbrød der brand i Europas største atomkraftværk, Zaporizhzhia kraftværket i den sydlige by Enerhodar.

Efter hvad vi forstår af situationen, beskyde russiske tropper området under en kamp om kontrol over anlægget, som leverer 25 % af Ukraines elektricitet.

Anlægget har seks store 950 megawatt-reaktorer, bygget mellem 1980 og 1986 - afgørende for et andet design end det berygtede og nu nedlagte Tjernobyl-kraftværk.

Branden brød åbenbart ud i en træningsbygning i flere etager, men er siden angiveligt blevet slukket.

Var der en reel risiko for nuklear forurening?

Hændelsen rejste forståeligt nok spøgelsen for Tjernobyl-katastrofen i 1986. Men det er vigtigt at huske, at det er to forskellige typer reaktorer. Tjernobyl brugte reaktorer af RBMK-typen, et sovjetisk design fra 1970'erne, der aldrig blev bygget i Vesten på grund af iboende sikkerhedsmangler.

Kraftværket Zaporizhzhia har russisk-designede VVER-reaktorer, som stort set bruger det samme design som Pressurized Water Reactor (PWR), det mest populære reaktordesign, der bruges på verdensplan, og også den type, der bruges i atomdrevne ubåde.

En PWR har et selvstændigt primært kølevandssystem til at overføre varme fra reaktorkernen til en dampgenerator. Dette system holdes under tryk, så vandet ikke koger - deraf navnet. En anden, separat vandsløjfe overfører dampen produceret i dampgeneratoren til turbinen, der producerer elektriciteten.

En anden afgørende kontrast til Tjernobyl er det faktum, at VVER- og PWR-reaktorer har en massiv betonindeslutning omkring reaktoren for at stoppe enhver radioaktiv udslip. Dette omgiver fuldstændigt reaktoren og dampgeneratorerne, hvilket sikrer, at alt vand, der potentielt kan være radioaktivt, er inden for indeslutningen.

Indeslutningen er typisk konstrueret af forspændt beton med en stålforing. I modsætning hertil var reaktoren af ​​Tjernobyl-typen fysisk meget stor, hvilket betyder, at en lignende indeslutning til at omslutte dette system ville have været meget dyr.

Udover de normale kølesystemer har VVER-reaktorer nødkernekølesystemer, der består af fire "hydroakkumulatorer" - beholdere, der er under tryk med gas og fyldt med vand, der automatisk kan frigives i reaktoren for at køle den. Disse kaldes "passive" systemer, fordi de kun er afhængige af gastryk for at injicere vandet, snarere end pumper, der ville kræve elektrisk strøm.

De har også flere systemer, der bruger pumper til at sprøjte vand ind i reaktoren for at forhindre en kernenedsmeltning, hvis de normale kølesystemer ikke er tilgængelige, for eksempel som følge af tab af elektrisk strøm.

Hvis forbindelsen til nettet mistes, kan standby-dieselgeneratorer levere elektriske forsyninger til vigtige anlæg. Dette backup-anlæg har flere "tog" - identiske og uafhængige sæt af anlæg, der er fysisk adskilt og udfører den samme sikkerhedsfunktion. For eksempel har denne VVER tre tog med højtryksvandindsprøjtning og tre tog med lavtryksinjektion.

De fire tog med passive hydroakkumulatorer behøver ikke dieselforsyninger og vil stadig give den nødvendige køling.

Tidligere katastrofer

I 1979 led en af ​​PWR'erne på Three Mile Island i den amerikanske stat Pennsylvania en kernenedsmeltning, men der var praktisk talt ingen radioaktiv udledning til miljøet på grund af betonindeslutningssystemet.

Efter Fukushima-katastrofen i Japan i 2011 undersøgte Ukraines nukleare regulator sine atomkraftværkers evne til at modstå ekstreme begivenheder, så alle atomkraftværker er bedre forberedt til at klare disse situationer. Dette førte til installationen af ​​mobile dieseldrevne pumper, der kan tilsluttes reaktorens kølesystem for at give vand i en nødsituation.

Zaporizhzhia-værket leverer 25% af Ukraines elektricitet, og Rusland ønskede formodentlig at få kontrol over det for at kontrollere elektricitetsforsyningen. På trods af den indlysende hensynsløshed ved at kæmpe i nærheden af ​​et atomkraftværk, ville det ikke være i Ruslands interesse at forårsage et radioaktivt udslip, fordi dette øjeblikkeligt ville påvirke dets hærpersonel i nærheden og også potentielt få en radioaktiv sky til at sprede sig over det vestlige Rusland og især den annekterede region Krim, lige syd for planten.

Varme artikler