Elektrownie Atomowe. Łukasz Osiński i Aleksandra Prażuch

Transkrypt

1 Elektrownie Atomowe Łukasz Osiński i Aleksandra Prażuch

2 Budowa atomu

3 Czym jest elektrownia atomowa?

4 Historia elektrowni atomowych

5 Schemat elektrowni atomowych

6 Zasada działania elektrowni atomowych

7 Argentyna Chiny Francja Finlandia Indie Japonia Kanada Korea Południowa Pakistan Rosja Stany Zjednoczone Słowacja Działające elektrownie atomowe

8 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.

9 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 r. w wyniku niechlujności konstrukcji/błędu ludzkiego. - Awaria w reaktorze nr IV r. spowodowana testami układów bezpieczeństwa (!) na wojskowym reaktorze pozbawionym pasywnych (cywilnych układów zabezpieczeń).

10 Awarie siłowni nuklearnych Czarnobyl - Wybuch reaktora nr IV był wybuchem spowodowanym ciśnieniem pary, w jego wyniku nastąpiła emisja grafitu/elementów rdzenia, promieniowanie sięgnęło Rtg/g. (śmiertelna dawka 500 Rtg/g.). Większość strażaków i ratowników zginęła (otrzymała śmiertelną dawkę) w ciągu kilku minut. - Oficjalnie zginęło 62 osoby, zostało przesiedlonych (głównie z miasta Prypeć). Prawdopodobnie lista ofiar jest dużo dłuższa, np. brakuje potwierdzenia przyczyn śmierci 600 pilotów helikopterów gaszących reaktor.

11 Na potrzeby testu 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 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).

12 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.

13 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. Dopływ energii do pomp z sieci zewnętrznej. 2. Zestaw akumulatorów. 3. Zestaw agregatów prądotwórczych. 4. Specjalna pompa zasilana bezpośrednio parą z rdzenia reaktora.

14 Awarie siłowni nuklearnych Fukushima 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

15 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.

16 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.

17 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.

18 Awarie innych instalacji Fabryka Union Carbide Bhopal (pestycydy) 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 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.