26. Принцип действия ядерного реактора. Устройство реактора рбмк – 1000

Я́дерный реа́ктор — это устройство, в котором осуществляется управляемая цепная ядерная реакция, сопровождающаяся выделением энергии. Любой ядерный реактор состоит из следующих частей:Активная зона с ядерным топливом и замедлителем;Отражатель нейтронов, окружающий активную зону;Теплоноситель;Система регулирования цепной реакции, в том числе аварийная защита;Радиационная защита;Система дистанционного управления. Осуществление УПРАВЛЯЕМОЙ цепной реакции деления ядра возможно при определенных условиях. В процессе деления ядер топлива возникают мгновенные нейтроны, образующиеся непосредственно в момент деления ядра, и запаздывающие нейтроны, испускаемые осколками деления в процессе их радиоактивного распада. Время жизни мгновенных нейтронов очень мало, поэтому даже современные системы и средства управления реактором не могут поддерживать необходимый коэффициент размножения нейтронов только за счет мгновенных нейтронов. Время жизни запаздывающих нейтронов составляет от 0,1 до 10 секунд. За счет значительного времени жизни запаздывающих нейтронов система управления успевает переместить стержни-поглотители, поддерживая тем самым необходимый коэффициент размножения нейтронов(реактивность). Отношение числа запаздывающих нейтронов, вызвавших реакцию деления в данном поколении, ко всему числу нейтронов, вызвавших реакцию деления в данном поколении, называется эффективной долей запаздывающих нейтронов.

Реактор Большой Мощности Канальный (РБМК) — серия энергетических ядерных реакторов, разработанных в Советском Союзе. Реактор РБМК канальный, гетерогенный, графито-водный, кипящего типа, на тепловых нейтронах. Теплоноситель — кипящая вода. Топливо – двуокись урана.

27. Реакторы на медленных и быстрых нейтронах

Реактор на быстрых нейтронах — ядерный реактор, использующий для поддержания цепной ядерной реакции нейтроны с энергией > 105 эВ. В активную зону и отражатель реактора на быстрых нейтронах входят в основном тяжёлые материалы. Замедляющие ядра вводят в активную зону в составе ядерного топлива (карбид урана UC, двуокись плутония PuO2 и пр.) и теплоносителя. Концентрацию замедлителя в активной зоне стремятся уменьшить до минимума, так как лёгкие ядра смягчают энергетический спектр нейтронов. Прежде чем поглотиться, нейтроны деления успевают замедлиться в результате неупругих столкновений с тяжёлыми ядрами лишь до энергий 0,1—0,4 МэВ. Мощность реактора регулируется подвижными тепловыделяющими сборками, ТВЭЛами со стержнями из природного урана или тория. В небольших реакторах более эффективен как регулятор подвижный отражатель: ходом цепной реакции управляют, изменяя утечку нейтронов. Если слой отражателя удалять из реактора, то утечка нейтронов увеличивается, вследствие чего тормозится развитие цепного процесса, и наоборот. Наиболее эффективны подвижные слои отражателя на границе с активной зоной.

Реа́ктор на тепловы́х нейтро́нах — ядерный реактор, использующий для поддержания цепной ядерной реакции нейтроны тепловой части спектра энергии — «теплового спектра» . Использование нейтронов теплового спектра выгодно потому, что сечение взаимодействия ядер урана-235 с нейтронами, участвующими в цепной реакции, растёт по мере снижения энергии нейтронов, а ядер урана-238 остаётся при низких энергиях постоянным. В результате, самоподдерживающаяся реакция при использовании природного урана, в котором делящегося изотопа 235U всего 0,7%, невозможна на быстрых нейтронах (спектра деления) и возможна на медленных (тепловых).Активная зона реактора на тепловых нейтронах состоит из замедлителя, ядерного топлива, теплоносителя и конструкционных материалов. Для уменьшения загрузки ядерного топлива в реакторах на тепловых нейтронах применяют конструкционные материалы с малым сечением радиационного захвата нейтронов. К ним относятся алюминий, магний, цирконий и др. Небольшие потери нейтронов в замедлителе и конструкционных материалах дают возможность использовать в качестве ядерного топлива для реакторов на тепловых нейтронах природный и слабообогащённый уран.

28.Главной причиной катастрофического характера аварии явилась нестабильность реактора РБМК-1000, обусловленная недостатками его

конструкции. Активная зона спроектирована таким образом, что в некоторых эксплуатационных состояниях рост паросодержания в реакторе

приводит к дальнейшему росту мощности, а не ее уменьшению, как это

требует принцип саморегулируемости. Увеличение мощности могло достичь разрушительных уровней.

Ядерная авария на четвертом блоке ЧАЭС, катастрофическая динамика ее развития обусловлены в первую очередь нарушением в проекте РБМК-1000 правил ядерной безопасности в конструкции активной зоны, системы управления и защиты реактора.

На период аварии система управления аварийной защитой аппарата РБМК-1000 не обеспечивала быстрого и надежного гашения цепной реакции в аварийном режиме, не обладала достаточным быстродействием исполнительных органов аварийной защиты, при отсутствии системы быстрой аварийной защиты.

В реакторах РБМК время ввода всех стержней в активную зону было одинаковым и равным 18–21 с. Деление стержней на стержни регулирования и стержни автоматической защиты было чисто условным.

Практически защита для нестабильных состояний реактора и аварийных ситуаций отсутствовала. Быстродействие в 18–21 с оказалось катастрофически недостаточным для остановки реактора. Конструктивным

недостатком системы управления, явившимся первопричиной аварии, оказалась длина стержней. Длина поглотителей стержней системы управления и защиты 5 м при длине активной зоны 7 м, следовательно,

даже при полностью погруженных стержнях не предотвращалось образование локальных критических масс в нижней части активной зоны

реактора.

Наслоение неверных эксплуатационных решений, усугубленных некоторыми конструктивными недостатками РБМК, в том числе и нестабильностью работы реактора на низких уровнях мощности, привело к

резкому высвобождению ядерной энергии, разогреву активной зоны реактора и теплоносителя, что и обусловило паровой взрыв. В результате была сдвинута тысячетонная крышка реактора. Из активной зоны были выброшены графит и радионуклиды, соответствующие по своему составу продуктам деления в отработанном топливе.

В результате мощного взрыва газо-аэрозольное облако, содержащее радиоактивные вещества, достигло высоты 1,8 км и начало перемещаться воздушными потоками в северо-западном и северном направлении через

западные и центральные районы Беларуси. Повреждение реактора вызвало

приток воздуха, что привело к возгоранию графита. С потоком горячего

воздуха и продуктами горения выбрасывалось большое количество радионуклидов. Интенсивный процесс выбросов радиоактивных веществ изреактора продолжался в течение 10 сут.

Четырехдневный период увеличения выброса (2–5 мая) вплоть до заглушения реактора соответствует стадии саморазогрева топливной массы до 2000°С за счет остаточного тепловыделения и нарушения теплосъема при засыпке реактора с вертолета различными материалами

(песок, бор, свинец), максимум выбросов приходится на 5 мая 1986 года.

При высокой температуре начали испаряться и тугоплавкие радионуклиды:

цирконий, барий, стронций и др. Благодаря принятым мерам по снижению

температуры активной зоны реактора выбросы после 5 мая снизились и

полностью прекратились после завершения строительства "саркофага".

29.Ущерб, нанесенный республике чернобыльской катастрофой в расчете на 30-летний период ее преодоления, оценивается в 235 млрд. долларов США, что равно 32 бюджетам республики 1985 года. Сюда включены потери, связанные с ухудшением здоровья населения, ущербом, нанесенным промышленности и социальной сфере, сельскому хозяйству, строительному комплексу, транспорту и связи, жилищно-коммунальному

хозяйству, загрязнением минерально-сырьевых, земельных, водных, лесных и других ресурсов, а также дополнительные затраты, связанные с осуществлением мер по ликвидации и минимизации последствий катастрофы и обеспечением безопасных условий жизнедеятельности населения.

Здоровье населения. Самые большие убытки в результате катастрофы на ЧАЭС – ухудшение здоровья людей, увеличение заболеваний, инвалидности и смертности. Наблюдается тенденция роста таких заболеваний как: рак щитовидной железы, заболевания эндокринной системы, расстройства пищеварения, нарушение обмена веществ и иммунитета, сахарный диабет, заболевания нервной системы и органов

чувств, заболевания системы кровообращения, гипертоническая болезнь,

злокачественные новообразования и т.д.

Социальная защита населения. Самые большие средства страна направляет на создание нормальных социальных условий для населения, как на загрязненных территориях, так и на новых местах жительства

переселенцев. Только за 1986–1990 годы бюджетные расходы на оплату льгот и компенсаций населению, которое пострадало от катастрофы на

ЧАЭС, составили 564 млн. долларов.

На осуществление существующего закона "О социальной защите граждан, которые пострадали от катастрофы на Чернобыльской АЭС", в

1986–2015 годы необходимо 86,32 млрд. долларов.

30. С целью обеспечения радиационной безопасности населения, в основе которой лежит предупреждение отрицательного воздействия ионизирующих излучений, были приняты законы "О социальной защите

граждан, которые пострадали от катастрофы на Чернобыльской АЭС", "О

правовом режиме территорий, подвергшихся радиоактивному загрязнению

в результате катастрофы на ЧАЭС" и закон "О радиационной безопасности

населения". Эти законы и другие нормативные акты определяют политику

государства, ориентированную на защиту здоровья пострадавших людей, обеспечение условий жизнедеятельности населения, проживающего на загрязненных территориях, на снижение и преодоление социально-психологических, экономических и экологических последствий катастрофы. Закон "О социальной защите граждан, которые пострадали от катастрофы на Чернобыльской АЭС" установил защиту прав и интересов

граждан, принимавших участие в ликвидации последствий катастрофы,

отселенных и выехавших на новое место жительства с территорий радиоактивного загрязнения, постоянно проживающих в настоящее время

на указанных территориях, а также граждан, участвовавших в ликвидации

или пострадавших от аварии и ее последствий на других объектах

гражданского или военного назначения.

Закон Республики Беларусь "О правовом режиме территорий,

подвергшихся радиоактивному загрязнению в результате катастрофы на

Чернобыльской АЭС" устанавливает правовой режим территорий

Республики Беларусь, подвергшихся радиоактивному загрязнению в

результате чернобыльской катастрофы.

Закон "О радиационной безопасности населения", направлен на создание условий, обеспечивающих охрану жизни и здоровья людей от вредного воздействия ионизирующих излучений.