Bazen istrošenog goriva - Spent fuel pool - Wikipedia

Od Wikipedia, Slobodna Enciklopedija

Pin
Send
Share
Send

Primjer bazena istrošenog goriva nakon gašenja Nuklearna elektrana Caorso. Ovaj bazen ne sadrži velike količine materijala.

Bazeni istrošenog goriva (SFP) su bazeni za pohranu (ili "ribnjaci" - u Velikoj Britaniji) za istrošeno gorivo iz nuklearni reaktori. Tipično su duboki 12 ili više stopa (12 m), a donjih 4,3 m opremljeni su policama za skladištenje dizajniranim za držanje sklopova goriva uklonjenih iz reaktora. Lokalni bazen reaktora posebno je dizajniran za reaktor u kojem je korišteno gorivo i nalazi se na mjestu reaktora. Takvi se bazeni koriste za trenutno "hlađenje" gorivnih cijevi, što omogućuje propadanju kratkotrajnih izotopa i na taj način smanjuje ionizirajuće zračenje proizlazeći iz šipki. Voda hladi gorivo i osigurava radiološka zaštita štiteći se od svojih radijacija.

Bazeni postoje i na mjestima udaljenim od reaktora, za dugoročno skladištenje, poput Neovisnog postrojenja za skladištenje istrošenog goriva (ISFSI), smještenog na Morrisova operacija, ili kao proizvodni tampon 10 do 20 godina prije nego što se pošalje po njega prerada ili suho skladište bačve.

Iako je potrebno samo oko 6 stopa vode za održavanje razine zračenja ispod prihvatljivih razina, dodatna dubina pruža sigurnosnu marginu i omogućuje manipulaciju sklopovima goriva bez posebnog štita kako bi se zaštitili operatori.

Operacija

Bazen istrošenog goriva

Otprilike četvrtina do trećine ukupnog goriva reaktora uklanja se iz jezgre svakih 12 do 24 mjeseca i zamjenjuje svježim gorivom. Potrošene gorivne šipke stvaraju jaku toplinu i opasno zračenje koje se mora zadržati. Gorivo se premješta iz reaktora i njime se u bazenu manipulira općenito automatiziranim sustavima rukovanja, iako su neki ručni sustavi još uvijek u uporabi. Snopovi goriva svježi iz jezgre obično se razdvajaju nekoliko mjeseci radi početnog hlađenja prije nego što se razvrstaju u druge dijelove bazena kako bi se pričekalo konačno odlaganje. Metalni nosači drže gorivo u kontroliranim položajima radi fizičke zaštite i radi lakšeg praćenja i preslagivanja. Stalci visoke gustoće također uključuju bor-10, često kao borov karbid (Metamički[1][2], Boraflex[2], Boral[3], Tetrabor i Carborundum[4])[5][6][2] ili drugi materijal koji apsorbira neutron osigurati podkritičnost. Kvaliteta vode strogo se kontrolira kako bi se spriječilo propadanje goriva ili njegove obloge. Trenutni propisi u Sjedinjenim Državama dopuštaju preuređivanje istrošenih šipki tako da se može postići maksimalna učinkovitost skladištenja.[5]

Radnik ispituje ribnjak za skladištenje istrošenih gorivnih šipki u nuklearnoj elektrani Lenjingrad u Sosnovom Boru.

Maksimalna temperatura snopova istrošenog goriva značajno se smanjuje između dvije i četiri godine, a manje s četiri na šest godina. Voda u bazenu s gorivom kontinuirano se hladi kako bi se uklonila toplina koju proizvode sklopovi istrošenog goriva. Pumpe cirkuliraju vodu iz bazena istrošenog goriva do izmjenjivači topline, a zatim natrag u bazen istrošenog goriva. Temperatura vode u normalnim radnim uvjetima održava se ispod 50 ° C (120 ° F).[7] Radioliza, disocijacija od molekule zračenjem, posebno zabrinjava u vlažnom skladištu, jer se voda može razdvojiti zaostalim zračenjem i vodik plin se može akumulirati povećavajući rizik od eksplozija. Zbog toga se zrak u sobi bazena, kao i voda, moraju neprestano nadzirati i tretirati.

Ostale moguće konfiguracije

Umjesto da upravljate zalihama bazena kako biste minimalizirali mogućnost nastavka fisija aktivnost, Kina gradi nuklearni reaktor snage 200 MWt za pogon na iskorišteno gorivo iz nuklearnih elektrana za proizvodnju procesne topline za daljinsko grijanje i desalinizacija. U osnovi SFP djelovao je kao dubok bazen reaktor; djelovat će u atmosferski pritisak, što će smanjiti tehničke zahtjeve za sigurnošću.[8]

Druga istraživanja predviđaju sličan reaktor male snage koji koristi istrošeno gorivo, umjesto da ograniči proizvodnju vodika radioliza, ohrabruje se dodavanjem katalizatori i ionski čistači do vode za hlađenje. Tada bi se taj vodik uklonio za upotrebu kao gorivo.[9]

Rizici

Primijećeno je da se materijali koji apsorbiraju neutrone u bazenima istrošenog goriva s vremenom jako razgrađuju, smanjujući sigurnosne granice održavanja podkritičnosti[4][5][10][2][6]; uz to, pokazano je da tehnika mjerenja na mjestu koja se koristi za procjenu tih apsorbera neutrona (Mjerač gustoće bora za procjenu stalaka ili BADGER) ima nepoznati stupanj nesigurnosti.[6]

Ako postoji duži prekid hlađenja zbog izvanrednih situacija, voda u bazenima istrošenog goriva može proključati, što može rezultirati ispuštanjem radioaktivnih elemenata u atmosferu.[11]

U potresu magnitude 9 koji je pogodio Nuklearne elektrane Fukushima u ožujku 2011. godine, tri bazena s istrošenim gorivom bila su u zgradama koje su izgubile krov i za koje se vidjelo da emitiraju vodenu paru. Američki NRC pogrešno je izjavio da je bazen u reaktoru 4 prokuhao[12]—To su Japanci u to vrijeme demantirali i utvrdili da je netočno u naknadnoj inspekciji i ispitivanju podataka.[13]

Prema stručnjacima za sigurnost nuklearnih elektrana, šanse za kritičnost u bazenu istrošenog goriva su vrlo male, obično se izbjegavaju raspršivanjem sklopova goriva, uključivanjem neutronskog apsorbera u skladišne ​​police i sveukupno činjenicom da istrošeno gorivo ima previše nisko an razina obogaćivanja za samoodržavanje reakcije cijepanja. Također navode da ako voda koja prekriva istrošeno gorivo ispari, nema elementa koji bi omogućio lančanu reakciju moderiranje neutronima.[14][15][16]

Prema dr. Kevinu Crowleyu iz Odbora za nuklearne i radijacijske studije, "mogući su uspješni teroristički napadi na bazene s istrošenim gorivom, iako su teški. Ako napad dovede do širenja požara u presvlačenju cirkonija, to bi moglo rezultirati oslobađanjem velikih količina radioaktivni materijal ".[17] Nakon što Napadi 11. rujna 2001. godine the Komisija za nuklearnu regulaciju zahtijevale su američka nuklearna postrojenja "s velikom sigurnošću" od specifičnih prijetnji koje uključuju određeni broj i sposobnosti napadača. Od biljaka se također tražilo da "povećaju broj službenika osiguranja" i poboljšaju "kontrolu pristupa objektima".[17]

Vidi također

Reference

  1. ^ "Neutronski apsorber Arhivirano 2019-03-21 u Povratni stroj", Holtec International
  2. ^ a b c d Skladištenje istrošenog goriva; Materijali za upijanje neutrona, "Priručnik za nuklearno inženjerstvo", priredio Kenneth D. Kok, str. 302
  3. ^ "3M ™ neutronski upijajući kompozit (prije poznat kao Boral® kompozit) Arhivirano 2018-02-14 u Povratni stroj"
  4. ^ a b "Praćenje razgradnje neutronskih apsorbera na bazi fenolne smole u istrošenim bazenima nuklearnog goriva Arhivirano 07.05.2017 u Povratni stroj", Matthew A. Hiser, April L. Pulvirenti i Mohamad Al-Sheikhly, Američka nuklearna regulatorna komisija Ured za nuklearna regulatorna istraživanja, lipanj 2013
  5. ^ a b c "NRC: Bazeni s istrošenim gorivom". Arhivirano od izvornika 12. ožujka 2016. Preuzeto 18. ožujka 2016.
  6. ^ a b c "Početna procjena nesigurnosti povezanih s BADGER metodologijom Arhivirano 2019-06-22 u Povratni stroj", J. A. Chapman i J. M. Scaglione, Nacionalni laboratorij Oak Ridge, Rujan, 2012
  7. ^ "Članovi - SAD - Savez za komunalne usluge". Arhivirano od izvornika 4. ožujka 2016. Preuzeto 18. ožujka 2016.
  8. ^ "UIC - bilten 5/02". Arhivirano iz Izvorna 13. listopada 2007. Preuzeto 18. ožujka 2016.
  9. ^ "Radiolitičko cijepanje vode: demonstracija u reaktoru Pm3-a". Arhivirano od izvornika 4. veljače 2012. Preuzeto 18. ožujka 2016.
  10. ^ "Rješavanje problema generičke sigurnosti: Izdanje 196: Razgradnja borala (NUREG-0933, glavno izvješće s dodacima 1–34)", Američka nuklearna regulatorna komisija
  11. ^ "Česta pitanja o nuklearnoj krizi u Japanu". Sindikat zabrinutih znanstvenika. Arhivirano od izvornika 20. 04. 2011. Preuzeto 2011-04-19.
  12. ^ "Nema vode u bazenu za istrošeno gorivo u japanskoj tvornici: SAD". CTV vijesti. 16. ožujka 2011.
  13. ^ "SAD: Bazen istrošenog goriva nikada nije presušio u potresu u Japanu". Associated Press. 15. lipnja 2011. Arhivirano od izvornika 29. listopada 2013. Preuzeto 24. listopada 2013.
  14. ^ Sigurnost kritičnosti u gospodarenju otpadom istrošenim gorivom iz NE, Robert Kilger Arhivirano 2011-05-11 u Povratni stroj
  15. ^ "Nerazorno ispitivanje nuklearnih goriva s niskim obogaćenim uranom za prijavu kredita". Arhivirano od izvornika 3. svibnja 2011. Preuzeto 18. ožujka 2016.
  16. ^ Gospodarenje radioaktivnim otpadom / istrošenim nuklearnim gorivom
  17. ^ a b "Jesu li bazeni s istrošenim gorivom sigurni?" Vijeće za vanjske odnose, 7. lipnja 2003 "Arhivirana kopija". Arhivirano iz Izvorna dana 12.04.2011. Preuzeto 2011-04-05.CS1 maint: arhivirana kopija kao naslov (veza)

vanjske poveznice

Pin
Send
Share
Send