Реактор с графитовым замедлителем

Тип ядерного реактора

Схема ядерного реактора с графитом в качестве замедлителя

Сюда устремляется «Графитовый реактор». Чтобы узнать о графитовом реакторе в Национальной лаборатории Ок-Ридж, см. Графитовый реактор X-10 .

Реактор с графитовым замедлителем — это ядерный реактор , в котором в качестве замедлителя нейтронов используется углерод , что позволяет использовать природный уран в качестве ядерного топлива .

Первый искусственный ядерный реактор, Чикагский реактор Pile-1 , использовал в качестве замедлителя ядерный графит . Реакторы с графитовым замедлителем были вовлечены в две самые известные ядерные катастрофы: непроверенный процесс отжига графита способствовал пожару в Виндскейле (но сам графит не загорелся), а графитовый пожар во время чернобыльской катастрофы способствовал распространению радиоактивный материал.

Типы

Несколько типов ядерных реакторов с графитовым замедлителем использовались в коммерческом производстве электроэнергии :

• Газоохлаждаемые реакторы
  • Магнокс
  • Реактор УНГГ
  • Усовершенствованный газоохлаждаемый реактор (СГР)
• Реакторы с водяным охлаждением
  • РБМК
  • МКЭР
  • ЭГП-6
  • Хэнфордский N-реактор (двойного назначения)
• Высокотемпературные газоохлаждаемые реакторы (прошлое)
  • Реактор Дракона
  • АВР
  • Атомная электростанция «Пич-Боттом» , энергоблок 1
  • ТТТР-300
  • Электростанция Форт-Сент-Врайн
• Высокотемпературные газоохлаждаемые реакторы (в разработке или строительстве)
  • Реактор с галечным слоем
  • Очень высокотемпературный реактор
  • Призматический топливный реактор
  • UHTREX Эксперимент со сверхвысокотемпературным реактором
• Другой
  • Реактор расплавленной соли

Исследовательские реакторы

Был построен ряд исследовательских или испытательных реакторов, в которых в качестве замедлителя используется графит.

• Чикаго Пайл-1
• Чикаго Пайл-2
• Стенд для испытаний переходных реакторов (TREAT)
• Эксперимент с реактором на расплавленной соли (MSRE)

История

С.Р. Сапири, сенатор Альберт Гор-старший , сенатор Линдон Джонсон и доктор Джон Свартаут рассматривают модель графитового реактора в Национальной лаборатории Ок-Ридж , 19 октября 1958 года.

Первый искусственный ядерный реактор, «Чикаго Пайл-1» , устройство с графитовым замедлителем мощностью от 0,5 до 200 Вт, был построен командой под руководством Энрико Ферми в 1942 году. Строительство и испытания этого реактора (« атомного реактора ») ) был частью Манхэттенского проекта . Эта работа привела к строительству графитового реактора X-10 в Национальной лаборатории Ок-Ридж , который был первым ядерным реактором, спроектированным и построенным для непрерывной работы и начавшим работу в 1943 году.

Несчастные случаи

На реакторах с графитовым замедлителем произошло несколько крупных аварий , из которых, вероятно, наиболее известны пожар в Виндскейле и чернобыльская катастрофа .

При пожаре в Виндскейле использовался непроверенный процесс отжига графита, и это способствовало аварии, однако загорелось именно урановое топливо, а не графит в реакторе. Единственное повреждение графитового замедлителя оказалось локализовано вокруг горящих твэлов. ^{[1] [2]}

В Чернобыльской катастрофе графит стал одной из причин аварии. Из-за перегрева из-за отсутствия должного охлаждения твэлы начали приходить в негодность. После нажатия кнопки аварийного останова (AZ5) для остановки реактора стержни управления заклинило в середине активной зоны, что привело к возникновению положительной петли, так как ядерное топливо вступило в реакцию с графитом. Это было названо «последним триггером» событий перед разрывом. Графитовый пожар после основного события способствовал распространению радиоактивного материала. Масштабный скачок мощности в Чернобыле во время неудачного испытания привел к разрыву корпуса реактора и серии паровых взрывов, разрушивших здание реактора. Теперь, подвергнувшись воздействию воздуха и тепла активной зоны реактора, графитовый замедлитель в активной зоне реактора загорелся, и этот пожар вызвал шлейф высокорадиоактивных осадков в атмосферу и на обширную географическую территорию. ^[3]

Кроме того, крупные аварии произошли на французской атомной электростанции Сен-Лоран и испанской атомной электростанции Вандельос (оба реакторы UNGG с графитовым замедлителем на природном уране ). Особого внимания заслуживают частичное расплавление активной зоны 17 октября 1969 года и выброс тепла во время отжига графита 13 марта 1980 года в Сен-Лоране, которые оба были классифицированы как INES 4. АЭС Ванделос была повреждена 19 октября 1989 года, и рассматривалась возможность ее ремонта. неэкономично.

Рекомендации

1. «Встреча RG2 с командой проекта по выводу из эксплуатации сваи 1 Виндскейл» (PDF) . Консультативный комитет по ядерной безопасности. 29 сентября 2005 г. NuSAC(2005)P 18. Архивировано из оригинала (PDF) 19 октября 2020 г. Проверено 26 ноября 2008 г.
2. Марсден, Би Джей; Престон, Южная Дакота; Уикхэм, Эй-Джей (8–10 сентября 1997 г.). «Оценка проблем безопасности графита для британских производственных свай в Виндскейле». Технология АЭА . МАГАТЭ. МАГАТЭ-TECDOC—1043 . Проверено 13 ноября 2010 г.
3. «Часто задаваемые вопросы о Чернобыле» . Международное агентство по атомной энергии – Отдел общественной информации. Май 2005 г. Архивировано из оригинала 23 февраля 2011 г. Проверено 23 марта 2011 г.