Основные характеристики АЭС с реакторами типа РБМК

 

Параметр	Реактор РБМК- 1000
Электрическая мощность, МВт	1000
Давление в барабанах-сепараторах, МПа	7,0
Расход воды, циркулирующей в реакторе, т/ч	37500
Высота активной зоны, м	7,0
Условный (эквивалентный) диаметр активной зоны, м	11,8
Число испарительных каналов, шт.	1693
Диаметр оболочки ТВЭЛов, мм	13,6
Среднее обогащение топлива, %	2,4
Средняя глубина выгорания, МВт-сут/кг	18,1

Основными достоинствами реакторов типа РБМК являются отсутствие трудоемкого в изготовлении прочного корпуса, а также сложного и дорогостоящего парогенератора. Возможность проведения локанального контроля режима работы и состояния ТВЭЛов позволяет осуществлять отключение канала и замену TBC, т.е. проводить перегрузку топлива без остановки реактора, что обеспечивает гибкость топливного цикла. Используется менее обогащенное топливо. Поскольку канальный реактор состоит из унифицированных и стандартизованных узлов, упрощается создание реакторов большой единичной мощности без коренной перестройки машиностроительного производства.

Вместе с тем канальные уран-графитовые реакторы обладают рядом специфических особенностей, которые требуют более высокой квалификации и большей предосторожности при эксплуатации, а также принципиально новых решений при разработке средств повышения их безопасности, в частности, возможность при аварии роста реактивности в связи с нарушением циркуляции теплоносителя через активную зону. Ввиду больших габаритов реактора значительное количество тепловой энергии аккумулируется в графитовой кладке и металлоконструкциях, что замедляет спад тепловой мощности реактора после срабатывания аварийной защиты. Наличие большого парового объема в контуре охлаждения существенно замедляет темп падения давления теплоносителя при аварийном разрыве трубопровода.

После аварии на Чернобыльской АЭС были предприняты и осуществлены необходимые меры по повышению надежности и безопасности уже действующих реакторных установок типа РБМК. В первую очередь были разработаны и внедрены мероприятия, направленные на устранение коренных причин произошедшей аварии:

• обеспечено снижение положительного парового коэффициента реактивности за счет снижения содержания графита в активной зоне и повышения обогащения топлива нуклидом ²³⁵U до 2,4%. Увеличено число поглощающих нейтроны регулирующих стержней, постоянно находящихся в активной зоне реактора с 30 до 70 — 80, что также существенно снижает реактивность реактора при увеличении паросодержания. Эта мера повышает эффективность аварийной защиты и устраняет возможность повышения размножения нейтронов в нижней части активной зоны за время движения регулирующего стержня из верхнего положения вниз. (Коэффициент реактивности доведен до величины 1.0);

• повышена эффективность и быстродействие аварийных зашит реактора, за счет замены конструкции приводов. Время срабатывания защиты сокращено с18 — 20 до 10 — 12с. С 1989 г. на всех действующих энергоблоках с канальными реакторами внедрена быстродействующая аварийная защита, обеспечивающая ввод в активную зону стержней-поглотителей за 2 — 2,5с;

• исключен положительный выбег реактивности при вводе стержней СУЗ, путем модернизации стержней СУЗ;

• установлены дополнительные сигнализаторы режима работы главных циркуляционных насосов, автоматизированы системы расчета запаса реактивности и аварийной остановки реактора, существенно увеличена пожарная безопасность и т.д.

Таким образом, организационные и технические мероприятия, выполненные на действующих РБМК, полностью исключают возможность быстрого не контролируемого разгона реактора.

 

ГЛABA 2

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ

С ВЕЩЕСТВОМ

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Ионизирующим излучением называется любое излучение, взаимодействие которого с веществом приводит к образованию в этом веществе ионов разных знаков.

Ионизирующее излучение способно выбивать электроны из атомов. При этом, видимый свет, ультразвук, ультрафиолетовое, лазерное, Черенковское, микроволновое излучения к ионизирующему излучению не относятся.

Ионизирующее излучение делится на непосредственное и косвенное.

Непосредственное ионизирующее излучение состоит из заряженных частиц, например, из электронов, протонов, α-частиц, имеющих кинетическую энергию, достаточную для ионизации при столкновении, которые выбивают орбитальные электроны из атомов прямо при кулоновском взаимодействии.

Косвенное ионизирующее излучение состоит из незаряженных частиц, например, из нейтронов или фотонов, создающих непосредственно ионизирующее излучение и (или) вызывающих ядерные превращения. Энергия этих частиц передается вначале заряженной частице (электрону или протону), а затем эти вторичные частицы уже производят ионизацию атомов и (или) вызывают ядерные превращения.

Термин "ионизирующее излучение" впервые в 1896 г. ввели Томсон и Резерфорд, описывая свойства рентгеновских лучей.

К фотонному ионизирующему излучению относятся: γ -излучение, возникающее при изменении энергетического состояния атомных ядер, при ядерных превращениях или при аннигиляции частиц; тормозное излучение с непрерывным энергетическим спектром, возникающее при уменьшении кинетической энергии заряженных частиц; характеристическое излучение с дискретным энергетическим спектром, возникающее при изменении энергетического состояния электронов атома; рентгеновское излучение, состоящее из тормозного и (или) характеристического излучений.

К корпускулярному излучению относится ионизирующее излучение, состоящее из частиц с массой, отличной от нуля, т.е. α-и β-частицы, нейтроны, протоны, мезоны и др.

Частицы корпускулярного ионизирующего излучения или фотоны принято называть ионизирующими частицами.

Ионизирующее излучение, состоящее из частиц различного вида или частиц и фотонов, называется смешанным ионизирующим излучением.

Различают моноэнергетическое и немоноэнергетическое ионизирующее излучение.

Под моноэнергетическим понимается ионизирующее излучение, состоящее из фотонов одинаковой энергии или частиц одного вида с одинаковой кинетической энергией.

Немоноэнергетическое излучение имеет фотоны разной энергии или частицы одного вида с разной кинетической энергией.

Принято различать первичное и вторичное ионизирующее излучение.

Под первичным понимается ионизирующее излучение, которое в рассматриваемом процессе взаимодействия со средой является или принимается за исходное.

Вторичное ионизирующее излучение возникает в результате взаимодействия первичного ионизирующего излучения с данной средой.

Законы взаимодействия ионизирующего излучения с веществом являются теоретической и практической основой радиационной защиты, на них базируются методы расчета защиты и методы регистрации ионизирующего излучения.

Ионизирующее излучение, в зависимости от массы и заряда, можно подразделить на четыре группы:

•Тяжелые заряженные частицы, к ним относятся α-частицы, протоны и др.

• Легкие заряженные частицы: электроны и позитроны.

• Фотонное излучение: рентгеновское и γ-излучение.

• Нейтронное излучение: нейтроны различных энергий.