s lyos zemzavar pakson l.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
Súlyos üzemzavar Pakson PowerPoint Presentation
Download Presentation
Súlyos üzemzavar Pakson

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 33

Súlyos üzemzavar Pakson - PowerPoint PPT Presentation


  • 182 Views
  • Uploaded on

Súlyos üzemzavar Pakson. Dr. Sükösd Csaba Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Nukleáris Technika Tanszék. Tartalomjegyzék. Maghasadás, neutronsokszorozás, láncreakció Atomerőmű felépítése Primer kör felépítése, fűtőelemek, kazetták Energiatermelési kampány, átrakás

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Súlyos üzemzavar Pakson' - elewa


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
s lyos zemzavar pakson

Súlyos üzemzavar Pakson

Dr. Sükösd Csaba

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Nukleáris Technika Tanszék

tartalomjegyz k
Tartalomjegyzék
  • Maghasadás, neutronsokszorozás, láncreakció
  • Atomerőmű felépítése
  • Primer kör felépítése, fűtőelemek, kazetták
  • Energiatermelési kampány, átrakás
  • Fűtőelemek tisztítása
  • Mi történt 2003 április 10-11-én?
  • Radioaktív kibocsátás mérhetősége, egészségügyi hatásai
  • Mi történt 2003 május 3-án? Egy kis kémia.
  • A helyreállítással kapcsolatos főbb feladatok
maghasad s neutronsokszoroz s l ncreakci i
Maghasadás, neutronsokszorozás, láncreakció I.
  • Természetes urán: 0,71% 235U, 99,29%238U.
  • Urán atommagok hasadása: 235U+n hasadványok + 2,4 n + energia
  • Urán atommagok neutron elnyelése:235U+n236U+ (gamma-sugárzás)238U+n239U+
  • A hasadványok erősen radioaktívak (bomlanak, energia szabadul fel).
maghasad s neutronsokszoroz s l ncreakci ii
Maghasadás, neutronsokszorozás, láncreakció II.
  • Láncreakció fenntartása: neutronokkal
  • „Neutronháztartás”:óraütések: 1, 2, 3,… i, i+1,…

2,4

Kiszökés

Elnyelődés

Ni

Újabb hasadás Ni+1

Láncreakció sokszorozási tényezője:

Ni+1

keff > 1 növekvő (szuperkritikus állapot)

keff = 1 állandó (kritikus állapot)

keff < 1 csökkenő (szubkritikus állapot)

keff=

Ni

Ni+1 = keff Nimértani sorozat (exponenciális)

maghasad s neutronsokszoroz s l ncreakci iii
Maghasadás, neutronsokszorozás, láncreakció III.
  • Láncreakció elősegítésének módjai:
    • Kiszökés csökkentése : nagyobb méret („kritikus tömeg” fogalma)
    • Elnyelés csökkentése:
      • Dúsítás ( 235U/238U arányának növelése)
      • Kis neutronelnyelésű anyagok használata (pl. nehézvíz)
    • Hasadás valószínűségének növelése:
      • Dúsítás ( 235U/238U arányának növelése)
      • neutronok lelassítása, moderátor.
  • Láncreakció fékezése (szabályozása):n-elnyeléssel
    • Szabályozó rudak
    • Moderátorban (vízben) oldott bórsav (H3BO3)
maghasad s neutronsokszoroz s l ncreakci iv
Maghasadás, neutronsokszorozás, láncreakció IV.
  • Láncreakció beindítása: amíg keff <1, segéd- neutronforrással

Ni+1 = keff Ni + S

S: a forrás által időegység alatt kibocsátott neutronok száma

Ha keff < 1, a neutronszám egyensúlyi értékre áll be: Ni+1=Ni = N

Azaz : N = keff N + S, amiből

1

N=

S

1-keff

Ez egy neutronerősítő !

Az „erősítési tényező” mérhető, és

ebből lehet tudni, hogy mekkora éppen a keff.

primer k r fel p t se kiseg t berendez sek i
Primer kör felépítése, kisegítő berendezések I.
  • Az enyhén dúsított urán oxidját kerámiaszerű pasztillákba préselik.
  • A pasztillákat hermetikusan lezárt cirkónium-nióbium ötvözetből készült csövekbe zárják (ü.anyag-pálcák)
primer k r fel p t se kiseg t berendez sek ii
Primer kör felépítése, kisegítő berendezések II.

A fűtőelem-pálcákat a könnyebb kezelhetőség érdekében kazettákba rendezik.

prim r k r fel p t se kiseg t berendez sek iv
Primér kör felépítése, kisegítő berendezések IV.

Az aktív zóna a reaktortartályban helyezkedik el.

A reaktortartály falán jól megfigyelhetők a hűtővíz ki- és bevezetésére szolgáló csonkok.

prim r k r fel p t se kiseg t berendez sek v
Primér kör felépítése, kisegítő berendezések V.

A reaktortartály a reaktorépület vastag falú, hermetikusan lezárható betonbunkerében van.

prim r k r fel p t se kiseg t berendez sek vi
Primér kör felépítése, kisegítő berendezések VI.

A reaktortartály mellett van a pihentető medence

(ötszögletű nyílás a képen), valamint az „1-es akna”

energiatermel si kamp ny trak s i
Energiatermelési kampány, átrakás I.
  • Üzem közben a fűtőelem-kazettákból fogy az urán – csökken a dúsítás foka. Ezért időnként szükséges új kazetták behelyezése, a régiek eltávolítása.
  • Egy energiatermelési kampány kb. 11 hónapig tart. Utána leállítják a reaktort, kinyitják, kiveszik az elhasználódott (kiégett) kazettákat, s beteszik az újakat. Átrendezik a zónát. Ez az átrakás művelete.
  • Az átrakás idejét használják fel a blokk egyéb karbantartási feladatainak ellátására is.
  • A kiégett fűtőelemekben felhalmozott radioaktivitás hőt fejleszt, ami nem kikapcsolható (a láncreakció leállítható). Ezért folyamatos hűtésre van szükség, különben a kazetták túlmelegednek és tönkremennek. Hűtésre az átrakás alatt is szükség van !
energiatermel si kamp ny trak s ii
Energiatermelési kampány, átrakás II.
  • Az átrakógép a reaktorakna és a pihentető medence között mozog, és a pihentető medencében elhelyezi a kazettákat. Az átrakás idejére a két medence közös víztérben van, közöttük a zsilipet megnyitják, a kazetták végig víz alatt mozognak.
f t elemek tiszt t sa i
Fűtőelemek tisztítása I.
  • Az elmúlt években végrehajtott egyes üzemviteli változtatások következtében a fűtőelem-pálcák felszínére vékony vasoxid-réteg (magnetit) rakódott le.
slide17

átrakógép

fóliasátor

reaktor

tisztító technológia

szerelőakna

tisztító

tartály

Fűtőelemek tisztítása II.

slide19

Tisztítási üzemmód

Clean-up Bypass

T

B üzemmód

Búvár szivattyús hűtés

P3 20 t/h

az zemanyag kazett k h t se a b zemm dban
Az üzemanyag kazetták hűtése a „B” üzemmódban
  • Térfogatáram: 20 m3/óra
  • Belépő hűtővíz hőmérséklet: 30 °C
  • Felmelegedés: 10 °C
  • Megfelelő hűtővíz eloszlásnál a hűtés nagy tartalékkal biztosított.
  • Problémát az jelentett, hogy a hűtővíz egy része nem haladt keresztül az üzemanyag kazettákon, hanem azokat elkerülte.
slide21

A megkerülő áramlás lehetséges okai

a/ a kazettapalást furatain

b/ a kazetta rossz pozicionálása miatt

mi t rt nt 2003 pr 10 11 n i

Események az üzemzavar során

Radioaktív nemesgáz kibocsátás, MBq/10 perc

Tisztítás befejezve 16:00

Fedél kiemelés sikertelen 04:20

Búvár hűtőszivattyú indítva 16:40

Pih.med. környezetében 12 mSv/h 02:45

A mosató kör ürítése 16:56

A fedél zár kinyitva, nagy buborék ki 02:15

Pihentető medence szint megemelkedett 19:20

Szellőző ventillátorok indítva 23:45

A tisztító rendszerben KR-85 aktivitás növekedés 21:50

Az ÜM elrendelte a csarnok elhagyását 23:30

Mi történt 2003 ápr. 10-11-én?. (I)
mi t rt nt 2003 pr 10 11 n ii
Mi történt 2003. ápr. 10-11-én ? (II)
  • A kisebb teljesítményű búvárszivattyú által szállított víz a megkerülő úton kijutott a tartályból, anélkül, hogy a kazettákat teljes hosszukban végigjárta és hűtötte volna.
  • A kazetták felső része túlmelegedett, a víz elforrt, fent gőzpárna alakult ki.
  • Ez tovább nyomta lefelé a vízszintet (vízszint megemelkedése a medencében),
  • a kazetták egyre nagyobb része maradt hűtés nélkül, túlmelegedtek (800-900 C).
  • A pálcák falain lévő mikrorepedések megnőttek (hőtágulás), a radioaktív kripton elkezdett szivárogni.
  • Ezt észlelve megpróbálták kinyitni a tartály tetejét
  • A csavarok meglazítása után a gőz lefeszítette és deformálta a tetőt. Beakadt, mozdíthatatlanná vált
  • A radioaktív gázokat is tartalmazó gőz nagy buborék formájában kijött
  • Helyére a medencéből hideg víz ömlött a 800-900 fokos fütőelemekre. A hirtelen felszabaduló gőz nyomása és a nagy hőmérsékletkülönbség tönkretette a kazettákat.
mi t rt nt 2003 pr 10 11 n v
Mi történt 2003. ápr. 10-11-én ? (V)
  • A kazetták felnyílása és széttörése csak 5 nappal később lett ismert, amikorra végre a deformálódott fedelet le tudták venni, és bele lehetett nézni a tartályba.
  • Ekkor minősítették át az üzemzavart súlyos üzemzavarra (3. fokozat a nemzetközi nukleáris esemény skálán)
az esem ny sor n kibocs tott radioaktivit s okozta t bblet lakoss gi d zis paksra sz m tva
Az esemény során kibocsátott radioaktivitás okozta többlet lakossági dózis (Paksra számítva)

A kibocsátás okozta többlet dózis 0,13 mikroSv

Hatósági éves dózismegszorítás az atomerőműre90,00 mikroSv

Mellkas átvilágítás 200,00 mikroSv

Egy főre eső éves orvosi alkalmazás átlaga300,00 mikroSv

Egy évi természetes sugárterhelés2400,00 mikroSv

slide28

Az üzemzavar oka: tervezési hibák a FRAMATOME mosótartályában

  • Az üzemanyag sérülés közvetlen oka a nem kielégítő hűtés, ami tervezési hibára vezethető vissza.
  • A terv nem biztosította a hűtést az összes lehetséges esetben.
  • Nem szerencsés megoldás, hogy a tartályba a hűtővíz be- és kilépés alul van kialakítva.
  • A terv biztonsági elemzése nem tartalmazta a tisztító tartályon belüli áramlási eloszlást (pl. a lehetséges megkerülő áramlást) a segédszivattyús hűtési üzemmódra.
  • A tartály nem volt kellő mérésekkel ellátva a hűtési elégtelenség felismeréséhez.
mi t rt nt 2003 m jus 3 n egy kis k mia i
Mi történt 2003 május 3-án? Egy kis kémia. (I)
  • Az egyik veszélyes radioaktív elem, ami kiszabadulhat, a 131I (jód). Felezési ideje: 8 nap. A pajzsmirigyben felhalmozódhat, és ott nagy lehet a lokális dózis.
  • Az összetört fűtőelemek geometriai elrendezése ismeretlen, kaotikus. Pasztillák kihullhattak, összegyűlhettek az alján. Annak érdekében, hogy nehogy keff >1 alakuljon ki, a vizet erősen felbórozták. De a bórsav savassá teszi a vizet, a felnyílt pasztillákból több mindent ki tud oldani.
  • MEGOLDÁS: olyan anyagot kell beletölteni, ami lúgos, és ami még a jódot is megköti: HIDRAZIN (N2H4)

Lúgos: N2H4 + H2O  N2H5++ OH-Jód megkötése: 2N2H4 + I2 2NH3 + 2 HI (oldatban marad)

mi t rt nt 2003 m jus 3 n egy kis k mia ii
Mi történt 2003 május 3-án? Egy kis kémia. (II)
  • A hidrazint azonban – szabálytalanul – közvetlenül az 1.-es aknába öntötték, ahonnan a búvárszivattyú egyenesen a tartályba továbbította.
  • A tartályban erős pezsgés indult meg (ld. korábbi reakciók)S ezzel egy időben rövid időre a n-számlálók is megnövekedett intenzitást mutattak. Kb. 1 óra alatt minden visszaállt az eredeti szintre.

MI LEHETETT AZ OK ?

  • A kiégett üzemanyagban vannak transzurán elemek is, amelyek a reaktor üzeme során keletkeznek. Ezek spontán hasadásából folyamatosan vannak neutronok. Ez egy neutronforrás (S).
  • A víz (moderátor) és az üzemanyag együtt szubkritikus rendszert képez, amely neutronerősítőként működik. A pezsgés és a hidrazin időlegesen meváltoztatta keff-et.

1

Ha változik keff, változik az erősítés is, változik a neutronszám.

N=

S

1-keff

a helyre ll t ssal kapcsolatos f bb feladatok
A helyreállítással kapcsolatos főbb feladatok
  • Szervezeti intézkedések:- Helyreállítási Projekt megalapítása (megtörtént)
  • Műszaki feladatok:- Helyreállítási koncepció terv elkészítése- Karbantartó akna technológiai leválasztása / hűtés / vízkezelés / szellőzés- AMDA berendezés elbontása- Műszaki helyreállítási feladatterv elkészítése