- •9 Курс «бжд: Защита в чс и го»
- •«Аварии на роо». Часть 2: Опасность радиационных аварий. Ядерная реакция.
- •Ядерный топливный цикл. Радиационно-опасные объекты (роо).
- •Реактор и его работа.
- •Зоны в период нормального функционирования реактора.
- •Аварии на роо: причины, классификация, стадии, состав выброса. Риск и причины аварий.
- •Классификация аварий.
- •Радиационная опасность аварии.
- •Стадии аварии.
- •Состав выброса и воздействие излучений по стадиям аварии.
- •Международная шкала оценки аварий (шкала магатэ)
- •Авария на чаэс.
Реактор и его работа.
Основным объектом опасности АС является атомный реактор.
Ядерные реакторы по назначению делятся на:
- исследовательтские,
- для производства исскуственных изотопов,
- энергетические (производство электрической или тепловой энергии),
- для транспортных систем,
- для медицинских целей,
- для разработки новых технологий.
На атомных станциях в нашей стране эксплуатируются реакторы типов ВВЭР (водо-водяной энергетический реактор) и водо-графитовые реакторы типа РБМК (реактор большой мощности канальный), в которых топливом служит уран-238, обогащенный несколькими процентами урана-235. Ядерное топливо в виде цилиндрических таблеток размещается в тепловыделяющих элементах (ТВЭЛах) - цилиндрах из циркониевых сплавов. ТВЭЛы объединяются в тепловыделяющие сборки (ТВС), которые помещаются в специальные вертикальные технологические каналы графитовой кладки реактора. По ним же циркулирует и теплоноситель (в реакторах ВВЭР и РБМК в качестве теплоносителя используется вода). Объем, занимаемый ТВС и графитовой кладкой, являющейся замедлителем нейтронов, называется активной зоной, так как в нем происходит цепная ядерная реакция.
Реактор размещается в бетонной шахте, которая создает биологическую защиту от ионизирующих излучений.
Реактор работает длительное время и значительная часть изотопов с малым периодом полураспада превращается в стабильные элементы. Одновременно накапливаются изотопы с большим периодом полураспада. Таким образом, чем дольше эксплуатируется реактор, тем больше в нем будет накоплено радиоактивных продуктов деления, причем преобладать в них будут изотопы с большим периодом полураспада.
Начальная загрузка топлива в реактор ВВЭР-440 составляет 42 тонны, в которых содержится 3,3% (около 1,4 т) делящегося урана-235. После цикла отработки (примерно 3 года) остаточное количество урана-235 в ТВЭЛах составляет около 1% (400 кг), т.е. за время работы реактора 1 тонна урана-235 превращается в продукты деления.
Суммарная активность всех ТВЭЛов после цикла их отработки в реакторе ВВЭР-440 составляет около 2 ·1019Бк.
Наряду с делением ядер урана-235, в реакторе, под воздействием потока нейтронов, происходит превращение урана-238 в плутоний-239. За полный цикл эксплуатации ТВЭЛов в реакторе ВВЭР-440 образуется 10 кг плутония на одну исходную тонну ядерного горючего (т.е. урана-238). Кроме плутония, образуются и другие трансурановые элементы: америций-241, нептуний-237, кюрий-242.
Под воздействием нейтронов стабильные изотопы некоторых химических элементов становятся радиоактивными, например, железо-59, церий-60, магний-54, кобальт-60. Это так называемая наведенная активность. Аналогичные процессы происходят и в реакторе типа РБМК.
Как уже упоминалось, при работе реакторов АС в их активной зоне идет непрерывный процесс накопления радиоактивных продуктов деления ядерного топлива, представляющих смесь 200 изотопов 35 химических элементов, изотопов наведенной активности и трансурановых элементов.
Основную опасность при аварии представляют продукты деления ядерного топлива в случае выхода их за пределы биологической защиты реактора.