5
edycji
Zmiany
brak opisu edycji
Operatywny zapas reaktywności – to dodatnia reaktywność, którą reaktor by posiadał w sytuacji całkowitego wyciągnięcia SUZ.
Jak w każdym normalnym reaktorze, tak i w reaktorze RBMK zapas reaktywności jest konieczny do operowania mocą. Jeszcze po awarii w pierwszym bloku leningradzkiej AES, która zdarzyła się w 1975 roku, dla RBMK był określony minimalny zapas reaktywności w postaci 15 trzonów prętów z konieczności regulacji eksploatacyjnej w strefie aktywnej. A po czarnobylskiej katastrofie znaleziono doskonałą dzikość, absurd – przy małym zapasie AZ nie głuszyło, a rozpędzało moc reaktora. Im mniejsza reaktywność tym, większe niebezpieczeństwo nuklearne RBMK? U nas jak zwykle!... My nie jesteśmy jak reszta. Jeszcze reaktorów z takimi właściwościami nie znaleziono. Można zrozumieć, że AZ nie uciszyło reaktora, ale by samo rozpędziło reaktor – coś takiego się w najczarniejszych snach nie śniło.
Tak jak i OZR, tak w książce często będzie wspominany parowy efekt reaktywności i współczynnik reaktywności mocy. Wyjaśnijmy pojęcia.
Załóżmy, że reaktor pracuje na danej mocy przy stałym przepływie termoprzekaźnika. W kanałach woda nagrzewa się i pojawia się para. W miarę przepływu coraz większej ilości wody, ciepło zostaje zabrane przy produkcji pary. Więc w układzie statycznym mamy w granicach obiegu stałą ilość wody. Teraz będziemy powiększać moc. Ilość ciepła rośnie, więc w aktywnej strefie będzie coraz więcej pary. W jaki sposób zadziała to na reaktywność aktywnej strefy – zmniejszy czy zwiększy – zależy od współzależności w strefie jąder spowalniacza i paliwa. Woda, tak jak grafit, także jest spowalniaczem neutronów i w związku ze zwiększeniem ilość pary, maleje ilość wody w stanie ciekłym. Projektanci, zapewne wychodząc z ekonomicznych założeń, opracowali współzależność jąder spowalniacza i paliwa w RBMK w taki sposób, aby pełna zamiana wody w parę zwiększyła reaktywność o 5/6 β.
Czym to groziło? Na przykład, przy zerwaniu rozerwaniu rury termoprzekaźnika o średnicy 800 mm, następuje „odwodnienie” obiegu i wolnodziałająca AZ nie uporała by się z takim wzrostem reaktywności, powodując eksplozję taką jak 26 kwietnia. To nie wszystko. Przy zwiększeniu mocy temperatura paliwa zawsze rośnie co prowadzi do zmniejszenia reaktywności. W reaktorze RBMK przy zmianie mocy, w zasadzie, dwa czynniki wpływają głównie na reaktywność: negatywny efekt temperaturowy paliwa i dodatni efekt parowy. One to składają się na współczynnik reaktywności mocy – zmianę reaktywności przy zmianie mocy o jeden megawat (opcjonalnie kilowat). Inne efekty zmiany reaktywności zależące od mocy to temperatura topnienia grafitu i zatrucie ksenonowe, aczkolwiek mają one niewielki wpływ, okazuje się teraz, i nie wpływają na dynamikę reaktora. W poprawnie skonstruowanym reaktorze współczynnik mocy powinien być ujemny. To oznacza, że przy jakimkolwiek zaburzeniu rośnie reaktywność, co towarzyszy wzrostowi mocy, a to prowadzi do zmniejszenia reaktywności i moc stabilizuje się, ale na dużo wyższym poziomie. W reaktorze RBMK współczynnik mocy był dodatni w dużym diapazonie zakresie mocy – to naruszenie wymagań dokumentów normatywnych. To właśnie bezpośrednio wpłynęło na powstanie katastrofy 26 kwietnia.
