Energetyka Jądrowa. Zygmunt Szefliński Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów

Podobne dokumenty
Energetyka Jądrowa. Zygmunt Szefliński Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów Wykład 6, 4 kwietnia 2017

Awaria elektrowni atomowej w Fukushimie wywołana trzęsieniem ziemi i falą tsunami

Energetyka Jądrowa. źródło: Wszystko o energetyce jądrowej, AREVA

Energetyka konwencjonalna odnawialna i jądrowa

Energetyka konwencjonalna odnawialna i jądrowa

Reaktory Wodne Wrzące (BWR)

INSTYTUT FIZYKI JĄDROWEJ im. Henryka Niewodniczańskiego Polskiej Akademii Nauk

Skorzęcin Fukushima. Reminiscencje ze spotkania International Nuclear Workers' Unions' Network. Skorzęcin 2014 r. Grzegorz Jezierski

JAPOŃSKA ELEKTROWNIA JĄDROWA FUKUSHIMA 1

INSTYTUT FIZYKI JĄDROWEJ im. Henryka Niewodniczańskiego Polskiej Akademii Nauk

Energetyka Jądrowa. Zygmunt Szefliński Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów Wykład 13 6 czerwca 2017

8. TYPY REAKTORÓW JĄDROWYCH

Elektrownie Atomowe. Łukasz Osiński i Aleksandra Prażuch

PROJEKT MALY WIELKI ATOM

Energetyka Jądrowa. źródło: Wszystko o energetyce jądrowej, AREVA

Podstawy bezpieczeństwa energetyki jądrowej, Czarnobyl jak doszło do awarii

Energetyka Jądrowa. Wykład 9 9 maja Zygmunt Szefliński Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów

Energetyka Jądrowa. Wykład 10 5 maja Zygmunt Szefliński Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów szef@fuw.edu.pl

Energetyka Jądrowa. źródło: Wszystko o energetyce jądrowej, AREVA

Przebieg wydarzeń w Fukushima Dai-ichi

Energetyka Jądrowa. Wykład 11 maj Zygmunt Szefliński Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów

Bezpieczeństwo i ekonomika kształtują energetykę jądrową jutra

Analiza awarii bloku nr 3 Elektrowni Fukushima Daiichi przy użyciu programu MELCOR

Największe katastrofy jądrowe w historii

Gospodarka wypalonym paliwem jądrowym analiza opcji dla energetyki jądrowej w Polsce

Przewidywane skutki awarii elektrowni w Fukushimie. Paweł Olko Instytut Fizyki Jądrowej PAN

Doniesienia z katastrofy w elektrowni Fukushima I (Dai-ichi Japonia)

Reakcje rozszczepienia i energetyka jądrowa

Energetyka konwencjonalna odnawialna i jądrowa

CYKL PALIWOWY: OTWARTY CZY ZAMKNIĘTY CZY TO WYSTARCZY?

Energetyka jądrowa - reaktor

Typy konstrukcyjne reaktorów jądrowych

opracował: mgr inż. Piotr Marchel Symulacyjne badanie elektrowni jądrowej

WSPÓŁCZESNE TECHNOLOGIE JĄDROWE W ENERGETYCE 1

O bezpieczeństwo energetyczne Polski korzyści i ryzyko związane z budową i eksploatacją obiektów energetyki jądrowej oraz inwestycji towarzyszących

PRZYGOTOWANIE INFRASTRUKTURY DLA BUDOWY PIERWSZEJ ELEKTROWNI JĄDROWEJ W POLSCE

Nie bójmy się elektrowni jądrowych! Stanisław Kwieciński, Paweł Janowski Instytut Fizyki Jądrowej PAN w Krakowie

Czym fascynuje, a czym niepokoi energetyka jądrowa?

Do dyskusji. Czy potrafimy unieszkodliwiać odpady radioaktywne? Prof. dr inż. A. Strupczewski Narodowe Centrum Badań Jądrowych

Bezpieczeństwo Reaktorów Energetycznych

ELEKTROWNIE. Czyste energie Energetyka jądrowa. Damazy Laudyn Maciej Pawlik Franciszek Strzelczyk

ZCDN, Seabrook, New Hampshire, USA

Elektrownie jądrowe (J. Paska)

Elektrownia Jądrowa Loviisa (SF) I. Podział Reaktorów - kryteria

Reaktor jądrowy. Schemat. Podstawy fizyki jądrowej - B.Kamys

Wydział Fizyki UW Podstawy bezpieczeństwa energetyki jądrowej, Awaria w Fukushimie i jej skutki wg ocen międzynarodowych

Budowa układu wysokosprawnej kogeneracji w Opolu kontynuacją rozwoju kogeneracji w Grupie Kapitałowej ECO S.A. Poznań

Reaktory jądrowe generacji III/III+, czyli poprawa bezpieczeństwa, wydajności oraz zmniejszenie ilości odpadów

Wydział Elektryczny Katedra Elektroenergetyki. Analiza stanów pracy elektrowni jądrowej

PRODUKCJA I ZUŻYCIE ENERGII ELEKTRYCZNEJ W KRAJACH AMERYKI. Kasia Potrykus Klasa II Gdynia 2014r.

Czyste energie. Energetyka jądrowa. wykład 13. dr inż. Janusz Teneta. Wydział EAIiIB Katedra Automatyki i Inżynierii Biomedycznej

Rozwój energetyki jądrowej a poparcie społeczne

Dlaczego Energia Jądrowa?

Energetyka dział gospodarki obejmujący przetwarzanie, gromadzenie, przenoszenie i wykorzystanie energii

ROZDZIAŁ VII. Kierunki rozwoju energii jądrowej. Produkcja energii w reaktorach fuzji jądrowejj TECHNICAL UNIVERSITY OF CZĘSTOCHOWA

Bezpieczeństwo energetyki jądrowej j

ROZRUCH ELEKTROWNI JĄDROWEJ NA PRZYKŁADZIE SYMULATORA C-PWR

Updated Action Plan received from the competent authority on 4 May 2017

Promieniowanie jonizujące

Bezpieczeństwo, technologia budowy i ekonomiczność warunkami rozwoju elektrowni jądrowych.

Produkcja paliwa jądrowego, funkcjonowanie elektrowni jądrowej, systemy bezpieczeństwa elektrowni.

ROZDZIAŁ VIII. BEZPIECZEŃSTWO ELEKTROWNI JĄDROWYCH 1

ENERGETYKA JĄDROWA JAPONII PO KATASTROFIE W ELEKTROWNI FUKUSHIMA DAIICHI Nuclear Energy in Japan after the Fukushima Daiichi inicident

Has the heat wave frequency or intensity changed in Poland since 1950?

4. Wytwarzanie energii elektrycznej i cieplnej 4.1. Uwagi ogólne

POLITECHNIKA WARSZAWSKA

ENERGIA JĄDROWA DO CZEGO JEST POTRZEBNA? CZY JEST BEZPIECZNA?

Dr inż. Andrzej Tatarek. Siłownie cieplne

Klub Grzegorz Wrochna Instytut Problemów Jądrowych w Świerku

Spis treści 1 Przedsięwzięcie Lider przedsięwzięcia Cel i uzasadnienie przedsięwzięcia Lokalizacja i zapotrzebowanie terenu 13

Perspektywy udziału krajowego przemysłu spawalniczego w łańcuchu dostaw podczas budowy pierwszej elektrowni jądrowej w Polsce

W niedługim czasie polski rząd będzie musiał podjąć

Budowa EJ dźwignią rozwoju polskiego przemysłu

Ramowy program zajęć dydaktycznych studiów podyplomowych: ENERGETYKA JĄDROWA

Ochrona przed zagrożeniami po awariach w EJ. Biuletyn Miesięczny PSE, wrzesień 2005, s , Cykl: Energetyka atomowa

Technologia i doświadczenie firmy. dla polskiego programu energii jądrowej. Spotkanie z przedsiębiorstwami Pomorza Gdańsk, 20 kwietnia 2012 roku

Rozszczepienie (fission)

Ważniejsze symbole używane w schematach... xix

Ekonomiczno-techniczne aspekty wykorzystania gazu w energetyce

Energetyczna ocena efektywności pracy elektrociepłowni gazowo-parowej z organicznym układem binarnym

Elektrownie / Maciej Pawlik, Franciszek Strzelczyk. wyd. 7 zm., dodr. Warszawa, Spis treści

REAKTORY JĄDROWE MAŁEJ I ŚREDNIEJ MOCY

wodór, magneto hydro dynamikę i ogniowo paliwowe.

Postęp w dziedzinie bezpieczeństwa reaktorów jądrowych

SSW1.1, HFW Fry #20, Zeno #25 Benchmark: Qtr.1. Fry #65, Zeno #67. like

Czym jest elektrownia jądrowa? Fabryka prądu, gdzie źródłem ciepła jest reaktor jądrowy (zamiast kotła parowego). Ciepło to jest wynikiem

Reakcja rozszczepienia

Nie tylko prąd i ciepło lecz również odsalanie - nie tylko na ziemi, ale i na wodzie

Program polskiej energetyki jądrowej oraz stanowisko MG wobec technologii SMR

SPIS TREŚCI / INDEX OGRÓD GARDEN WYPOSAŻENIE DOMU HOUSEHOLD PRZECHOWYWANIE WINA WINE STORAGE SKRZYNKI BOXES

Energetyka Jądrowa. Wykład maja Zygmunt Szefliński Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów

Elektrownie jądrowe są dobrymi sąsiadami. Fukushima a energetyka jądrowa

ENERGETYKA JĄDROWA WYKŁAD 5

XLI Zjazd Fizykow Polskich, Lublin Seabrook, New Hampshire, USA

APARATURA BADAWCZA I DYDAKTYCZNA

Modułowe Reaktory Jądrowe

ELEKTROWNIA JĄDROWA, TO NIE BOMBA Jerzy Kubowski

PRACA DYPLOMOWA INŻYNIERSKA

Prace Departamentu Energii Jądrowej dla Reaktora Maria i Energetyki Jądrowej. Zuzanna Marcinkowska

Bezpieczeństwo jądrowe i ochrona radiologiczna w spółkach jądrowych PGE

Transkrypt:

Energetyka Jądrowa Wykład 6/7 12/19 kwietnia 2016 Zygmunt Szefliński Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów szef@fuw.edu.pl http://www.fuw.edu.pl/~szef/

Energetyka jądrowa Jądrowy blok energetyczny reaktor jądrowy z turbiną i generatorem (Nuclear power unit) Elektrownia jądrowa jeden lub kilka jądrowych bloków energetycznych (Nuclear power plant) umiejscowionych na wydzielonym obszarze z wspólną infrastrukturą techniczną. /7

Zasoby, tys. ton U3O8 Światowe rozpoznane zasoby uranu mln ton U 3 O 8 Wydobycie uranu <80 $/kgu <130 $/kgu Australia 1,074 1,910 Kazachstan 0,662 0,957 Kanada 0,439 0,532 Poł. Afryka 0,298 0,369 Namibia 0,213 0,287 Rosja 0,158 0,218 Brazylia 0,143 0,309 USA 0,102 0,355 Uzbekistan 0,093 0,153 Pozostali 0,480 0,526 Ogółem 3,622 5,834 6 000 4 000 2 000 0 40 80 130 Koszt wydobycia $/kg U

Wydobycie uranu Przy wydobyciu miedzi Australia Olimpic Dam; Przy wydobyciu złota Rep. Południowej Afryki; Kopalnie odkrywkowe 27%; Kopalnie głębokie ~ 50%; Ługowanie głębokie In Situ Leach (ISL) 20%

Przygotowanie do wzbogacenia Wydobyta ruda uranu jest rozdrabniana i przy pomocy kwasu azotowego jest wydobywany uran w postaci U 3 O 8 tzw. yellowcake. W tej postaci (stabilnej) uran jest transportowany do zakładów wzbogacania Cykl paliwowy

Kasety paliwowe Temperatura topnienia Cyrkonu T=1900 0 C Pręty paliwowe

Bariery bezpieczeństwa Zbiornik Zbiornik reaktora reaktora Koszulka Koszulka Obudowa bezpieczeństwa Paliwo Paliwo produkty produkty rozszcz. rozszcz.

Koniec 12.04

Zr+2H 2 O>2H 2 +ZrO 2 Gwałtowny wzrost mocy reaktora Wrzenie chłodziwa Pogorszenie odbioru ciepła Produkty rozszczepienia 3UO 2 +2H 2 O>2H 2 +U 3 O 8 Awaria reaktywnościowa -przyrost dodatniej reaktywności M T P T Uszkodzenie koszulki paliwa!

Elementy jądrowego bloku energetycznego (LWR Light Water Reactor) - Turbina parowa i generator; - Kondensator i układ chłodzenia obiegu wtórnego; - Układ zasilania kondensatem; - Jądrowy układ wytwarzania pary reaktor PWR; - Jądrowy układ wytwarzania pary reaktor BWR

Fukushima

Elementy jądrowego bloku energetycznego (LWR Light Water Reactor) - Turbina parowa i generator; - Kondensator i układ chłodzenia obiegu wtórnego; - Układ zasilania kondensatem; - Jądrowy układ wytwarzania pary reaktor PWR; - Jądrowy układ wytwarzania pary reaktor BWR

Fakt 12.03.2011 Atomowy strach przed chmurą

Atomowy strach przed chmurą

Fukushima Daiici przed trzęsieniem ziemi

Elektrownia atomowa Fukushima 1 Fukushima Daiichi, 6 reaktorów typu BWR, uruchamiane w latach 1970-79 Reaktor wodny wrzący, w skrócie BWR (ang. Boiling Water Reactor) reaktor moderowany i chłodzony wodą cyrkulującą w jednym obiegu pod ciśnieniem 7,6 Mpa (75 atm). Temperatura wrzenia 285 0 C. Lekka woda pełni jednocześnie funkcje moderatora i czynnika roboczego; wytworzona w reaktorze para jest kierowana do turbiny.

Reaktor BWR

Zbiornik reaktora 1.Podczas przejścia przez rdzeń odparowuje około 20% wody. 2.Para oddzielana jest od wody w separatorze. 3.Pozostała woda jest zawracana ponownie do rdzenia poprzez pompy strumieniowe

11 marca 2011 o 14.46 Trzęsienie ziemi o sile 9.0 w skali Richtera Wszystkie pracujące reaktory w Onagawa, Fukushima I (Daiici) i II (Daini) oraz Tokai Daini zostały wyłączone W przewidzianym czasie włączyły się siłownie dieslowskie i rozpoczęły zasilanie awaryjne systemów reaktora

11 marca o 15.42 Wszystkie źródła zasilania awaryjnego poza akumulatorami zostały utracone, co zostało zgodnie z procedurami określonymi ustawowo natychmiast przekazane Rządowi O 15.45 stwierdzono zmycie przez falę tsunami zbiorników z paliwem dieslowskim O 16.10 Komisja Bezpieczeństwa Jądrowego zwołała Zespół Doradztwa Technicznego na wypadek awarii jądrowej

Awaria utraty zasilania Zasilanie pochodzi z: Sieci elektroenergetycznej Generatorów diesla (2x) Akumulatorów (tylko najważniejsze systemy) Całkowita utrata zasilania stanowi jeden z najtrudniejszych scenariuszy!

Moc cieplna, % mocy początkowej Ciepło powyłączeniowe paliwa 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 0 10 20 30 Godzin po wyłączeniu

Ciepło powyłączeniowe 1. Po wyłączeniu w reaktorze nadal wydzielają się znaczne ilości ciepła 2. Konieczne jest zapewnienie jego odbioru

12 marca wybuch w bloku nr 1

Uszkodzenie koszulki paliwa Brak chłodzenia Zr+2H 2 O>2H 2 +ZrO 2 3UO 2 +2H 2 O>2H 2 +U 3 O 8 Produkty rozszczepienia M T P T Wrzenie chłodziwa Korozja koszulek Zr

Stan awarii:15 marca godz. 12:00 Wybuch wodoru w reaktorze nr 1-12 marca Wybuch wodoru w reaktorze nr 3-14 marca Wybuch wodoru w reaktorze nr 2-15 marca 0:36 Zapłon w składowisku paliwa przy reaktorze nr 4 * Moc dawki skutecznej 400 msv/h * ( * Tomasz Jackowski, kierownik Zespołu Analiz Reaktorowych Centrum Informatycznego IPJ w Świerku http://www.jaif.or.jp/english/index.php) Moc dawki naturalnej 0,3 Sv/h Dawka roczna: ~2,5 +1=3,5 msv/rok (Polska) ~ 30 msv/rok (Plaże Brazylii) ~300 msv/rok (Ramsar, Iran)

ESBWR pasywne chłodzenie 1. Działanie operatora sprowadza się do otwarcia pirozaworów; 2. Zapas wody w basenie wystarcza na 72h; 3. Analogiczny system służy chłodzeniu obudowy. ESBWR - Economic Simplified Boiling Water Reactor

Fukushima Daiichi parametry reaktorów Reaktor Typ Obudowa Moc Moc Rok cieplna elektr. Podł. [MWt] [MWe] do sieci Daiichi1 BWR-3 Mark-I 1380 460 1970 Daiichi2 BWR-4 Mark-I 2381 784 1973 Daiichi3 BWR-4 Mark-I 2381 784 1974 Daiichi4 BWR-4 Mark-I 2381 784 1978 Daiichi5 BWR-4 Mark-I 2381 784 1977 Daiichi6 BWR-5 Mark-II 3293 1100 1979

Obudowa typu MARK I Obudowa dzieli się na dwie części: Górną (drywell) Dolną w kształcie torusa (wetwell) Część dolna (torus) mieści zapas wody Reszta budynku pozostaje poza obudową

Tue Mar 15 2011, 13:02 hrs: 13:02 Promieniowanie w elektrowni Fukushima I jest zbyt silne, aby pracownicy mogli bezpiecznie przebywać w centrum kontroli - poinformowała agencja Kyodo. MAEA podaje, że poziom radiacji w okolicy elektrowni najprawdopodobniej spada. 13:00 Poziom promieniowania w Tokio jest 10 razy wyższy od standardowego - podały władze miasta i uspokoiły, że nie stanowi to zagrożenia dla zdrowia i życia ludzi.

Japan Atomic Industrial Forum (JAIF)

Japan Atomic Industrial Forum http://www.jaif.or.jp/en/ * People who live between 20km to 30km from the Fukushima Dai-ichi NPS are to stay indoors. NPS border: 490 μsv/h at 16:30, Mar. 15 NPS border: 6308 μsv/h at 23:35, Mar. 15 NPS border: 3391 μsv/h at 11:00, Mar. 16 NPS border: 1937 μsv/h at 14:30, Mar. 16 NPS border: 1472 μsv/h at 16:20, Mar. 16 NPS border: 646 μsv/h at 11:10, Mar. 17 The Main Gate: 287μSv/h at 12:00, Mar. 18 The Main Gate: 269.5μSv/h at 05:40, Mar. 20 The Main Gate: 226.8μSv/h at 11:10, Mar. 23 The Main Gate: 212.8μSv/h at 06:00, Mar. 24 The Main Gate: 121 μsv/h at16:00, Apr. 04 The Main Gate: 108 μsv/h at 09:00, Apr. 07 Moc dawki naturalnej 0,3 Sv/h - 30 Sv/h

Japan Atomic Industrial Forum http://www.jaif.or.jp/en/ On October 31, 2012, TEPCO released a monthly report of the occupational radiation exposure dose at the Fukushima Daiichi NPS. A total of 24,118 workers were there during the period from March 2011 to September 2012. The maximum cumulative dose was 678.80 msv and the average dose was 11.86mSv. A total of 5,513 workers were there in September, 397 of which were new workers. The maximum and average doses in September were 18.57mSv and 0.94mSv. Moc dawki naturalnej 0,3 Sv/h Dawka roczna ~2,5 +1=3,5 msv/rok (Polska) ~ 30 msv/rok (Plaże Brazylii) ~300 msv/rok (Ramsar, Iran)

TEPCO to Dismantle Building Cover at Fukushima Daichi 1 On March 16, the Tokyo Electric Power Co. (TEPCO) started preparatory work toward dismantling the reactor building cover at Unit 1 of the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station. The work will allow the eventual removal of spent fuel.

Ostatnia mapa (marzec 2015)

Safety enhancement after Fukushima accident

Current status of NPP in Japan-Jan. 2015 48 commercial nuclear power plants (24 BWRs and 24 PWRs, 44.264 GW) are operable 3 plants (4.14 GW) are under construction, 8 plants (11.1 GW) are under planning PWR Operable 24 Units PWR Under Construction 0 Unit PWR Planning 3 Units BWR Operable 24 Units BWR Under Construction 3 Units BWR Planning 5 Units Źródło: Takuya HATTORI, JAIF, www.jaif.or.jp/en

Current Status of NPP in Japan July 2014 All the NPPs (48plants, 44Gw) have been shut down since Sept. 2013 19 plants out of 48 plants are in the process of safety assessment by the regulatory body (NRA) based on the new regulation Restart of NPPs is expected later this year, but it is not clear when and how many units will restart Źródło: Takuya HATTORI, JAIF, www.jaif.or.jp/en

Co nowego? On March 18, 2015 Nuclear Regulation Authority (NRA) approved the construction plan by the Kyushu Electric Power Co. to change the installations at Sendai-1 Nuclear Power Plant (PWR, 890MWe). Two years ago, on July 8, 2013, and immediately after new regulatory standards came into effect, the power company initially filed its applications with the NRA for three related items: (a) permission to change reactor installations, (b) approval of the construction plan for the Sendai-1 and -2 NPPs, and (c) approval of changes to operational safety programs for the two units.