Tschernobyl: Teil 1. Beschreibung des KKW Tschernobyl mit RBMK-1000-Reaktoren.

Informationen über den Unfall von Tschernobyl und seine Folgen für die IAEA-Bericht vorbereitet №1 (INSAG-1)


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0. Einleitung
1. Beschreibung des Kernkraftwerks Tschernobyl mit RBMK-1000 - Reaktoren.
2. Chronologie des Unfalls.
3. Analyse des Entwicklungsprozesses des Unfalls auf einem mathematischen Modell.
4. Die Gründe für den Unfall.
5. Prävention von Unfällen und deren Folgen zu reduzieren.
6. Überwachung der radioaktiven Kontamination der Umwelt und der öffentlichen Gesundheit.
7. Empfehlungen für die Sicherheit von Kernkraft zu verbessern.





1. BESCHREIBUNG DES CHERNOBYL NPP mit RBMK-1000

1.1. Konstruktionsdaten
1.2. Beschreibung des vierten Reaktoranlage Einheit Tschernobyl
1.3. Die wichtigsten physikalischen Eigenschaften des Reaktor
1.4. Security Systems
1.5. Beschreibung des KKW Tschernobyl-Website und das Gebiet seiner Lage


1.1. Konstruktionsdaten
Die Kapazität von 6 GW von Tschernobyl, am 1. Januar 1986 vier Triebwerke des KKW 4 GW.

1.2. Beschreibung des vierten Reaktoranlage Einheit Tschernobyl
Die wichtigsten Strukturmerkmale der RBMK Reaktoren sind:
- Vertikale Kanäle mit Kraftstoff und Kühlmittel, so dass vor Ort in den Reaktor während des Betriebs Tanken;
- Treibstoff in Form von Bündeln von zylindrischen Brennstäbe aus Urandioxid in Zirkoniumrohren, Muscheln;
- Graphitmoderator zwischen den Kanälen;
- Kochen Licht Kühlwasser in mehreren Zwangsumlaufkreis (MCC) mit Direkteinspritzung von Dampf in die Turbine.

(. Abbildung 1) RBMK-1000 thermischen Reaktorleistung von 3200 MW ist mit zwei identischen Schleifen von Kühl ausgestattet; jede Schleife wird auf 840 parallele vertikale Kanäle mit TVS verbunden. Loop-Kühlung hat vier parallele Hauptzirkulationspumpe (MCP): drei unter 7000 t / h Wasser mit einem Druck von etwa 1,5 MPa und ein Backup abgelegt arbeiten.

Kontroll- und Schutzsystem (CPS) des Reaktors auf die Bewegung der Stäbe 211 Fest Absorber in dedizierten Kanälen, Kühl Stand-alone-Kreislaufwasser basiert. Das System bietet eine automatische Wartung einer bestimmten Ebene der Macht; der rasche Rückgang der Kraftstäbe automatische Steuerungen (AP) und manuelle Kontrollen (RR) auf die Signale des Hauptausfälle; Kettenreaktion Stangen Notfallschutz (A3), die Dynamik der gefährlichen Abweichungen blockieren Parameter oder Geräteausfälle abbrechen; Kompensation Reaktivitätsänderungen beim Erhitzen und Ausgang auf die Leistung; Regulierung der Energie im Kern.
RBMK haben eine große Anzahl von unabhängigen Kontrollen, die bei Auslösung AZ in den Kern von 0,4 m / s bei einer Geschwindigkeit eingeführt. Kleine Geschwindigkeitsregler Bewegung durch ihre Anzahl kompensiert.

CPS enthält die lokale automatische Steuerung Subsystem (LAR) und lokale Notfallschutz (LAZ). Beide arbeiten auf Signale Kern Ionisationskammern. LAR stabilisiert automatisch die grundlegenden harmonischen Radial azimutalen Stromverteilung und LAZ liefert A3 Reaktor Brennelemente aus einer vorgegebenen Leistung in einigen seiner Bereiche zu überschreiten. Zum Einstellen der Höhe Felder vorgesehen sind kürzere Stangen Absorber im Bodenbereich eingegeben (24 Stk.).

Zusätzlich zu den CPS in der RBMK-1000 verfügt über die folgenden Hauptkontrollsysteme:
- Physikalische Kontrolle des Energiefeldes auf Radius (über 100 Kanäle) und Höhe (12 Kanäle) mit Direktaufladung von Sensoren;
- Triggersteuerung (Reaktimeter, Start der abnehmbare Kamera);
- Flusskontrolle für jeden Kanal Ball Durchflußmesser;
- Steuerverkleidungen Enge kurzlebige Aktivität flüchtiger Spaltprodukte in den Spuren Dampf jeden Kanal austritt; Aktivität nachgewiesen nacheinander in jeden Kanal in jeweils optimalen Energiebereiche ( "Fenster") Photomultiplier spezielle trolley beweglich von einer Kommunikation zu einem anderen;
- Rohrintegritätsüberwachung Kanäle für Feuchte und Temperatur des Gases, um die Kanäle zu waschen.

Alle Daten werden in EVM. Informationen für die Betreiber in Form von Signalabweichungen Hinweise ausgegeben (Gespräch) und Datenlogger.
Einheiten PBMK 1000 vor allem im Grundmodus (konstante Leistung) arbeiten. Wegen der großen Block der Macht komplette automatische Abschaltung des Reaktors erfolgt nur dann, wenn die Ausgangsparameter der Leistungsstufen, Druck oder Wasser-Abscheider für Ränder, in der Regel stromlos, Trennen von zwei Turbinengeneratoren oder zwei MCPs, Speisewasserstrom fallen mehr als 2 mal, den vollen Querschnitt zu brechen MCP Druckkopf 900 mm im Durchmesser.


Fig. 1. Abschnitt des Hauptkörpers des KKW mit RBMK-1000, einschließlich der Lokalisierungszone.
Die Liste der Grundausstattung des Hauptkernkörper


1.3. Die wichtigsten physikalischen Eigenschaften des Reaktor
Kernkraftreaktoren der RBMK-1000-Reaktor ist eine heterogene Kanal auf thermische Neutronen, bei dem der Kraftstoff leicht in 235U Urandioxid als Moderator angereichert ist - Graphit und als Kühlmittel - kochendem Wasser Licht.
Im folgenden werden die Hauptmerkmale des Reaktors:

Thermische Leistung, MW .............................................. ......................................... 3200
Die Anreicherung von Kraftstoff,% .............................................. ............................................. 2.0
Gewicht Uran in Brennelementen kg ............................................ ................................................. 114,7
Anzahl / Durchmesser der Brennstäbe im Brennelement, mm .......................................... ............................... 18 / 13.6
Die Tiefe der Kraftstoff Abbrand, MWd / kg ......................................... ..................... 20
Verhältnis der Ungleichförmigkeit der Energie:
radial .................................................................................... ..1.48
Höhe ....................................................................................... 1.4
Maximale geschätzten Kanalleistung, kW ............................................ ............. 3250
Void Koeffizient p im Arbeitspunkt, -1 Vol-% Dampf ... 2.0-10-4
Schnelle Leistungskoeffizient der Reaktivität AW am Arbeitspunkt, MW-1 ..- 0,5 10-6
Temperaturkoeffizient von Kraftstoff AT, C -1 .......................................... ..........- 1.2 10 -4
Temperaturkoeffizient von Graphit Al, C -1 .......................................... ........... 10. Juni -5
Die Mindesteffizienz von Steuerstäben, ................................. ....... 10,5%
Effizienz-Stäbe PP% ......................................................... ..7.5
Substitutionseffekt (im Durchschnitt) verbrannten Brennelemente spätestens, 0,02% ........................


Eine wichtige physikalische Eigenschaft in Bezug auf die Reaktorsteuerung und Sicherheit einer Menge genannte Betriebs Reaktivität Rand, dh. E. Eine bestimmte Anzahl von in die Kernsteuerstäbe eingebettet, die in hohen Differenzeffizienz sind. Es basiert auf den vollständig eingetaucht Steuerstangen bestimmt. Reaktivität Spanne für den RBMK-1000 wird angenommen, 30 Stäbe PP sein. Die Rate der negativen Reaktivität Eingang, wenn A3 ausgelöst ist in / s (- Fraktion von verzögerten Neutronen), die für die Auswirkungen der positive Reaktivität zu kompensieren ausreicht.

Der effektive Multiplikationsfaktor der Kühlmitteldichte im RBMK wird durch die Anwesenheit in dem Kern von verschiedenen Arten von Absorbern weitgehend bestimmt. Beim Booten des Kerns, die ~ 240 Bor zusätzliche Absorber, Austrocknung führt zu einem negativen Effekt Reaktivität enthält. Zur gleichen Zeit wird eine leichte Zunahme der Wasserdampfgehalt bei der Nennkapazität bei 30 bar Reaktionsspanne führt zu einer Erhöhung der Reaktivität (p = 2,10 40 Vol% Wasserdampf -1).

Für die Siedewasser-Graphit-Reaktor wichtigsten Parameter, die ihre Effizienz und Sicherheit in Bezug auf teplotehnicheskom bestimmen, sind: Brennstab-Temperatur, Wärmezufuhr auf die Krise und Graphittemperatur.

Für RBMK entwickelt eine Reihe von Programmen, die einen Computer zur Station ermöglicht Berechnungen auszuführen, um die Betriebssicherheit der Wärmetechnik Gerät im Dauerbetrieb an einer Zapfsäule jede Position Schließ- und Steuerventile am Eingang jedes Kanals zu gewährleisten. Somit ist es möglich, die thermischen Parameter des Reaktors bei unterschiedlichen Frequenzsteuerung pro Kanal Kosten verschiedener Steuergesetzen (wie der Ausgang des Dampfgehalts oder Lager auf eine kritische Leistung) sowie unterschiedliche Grade der vorge Drosselung des Kerns zu bestimmen.

Bereich der Energie für den Reaktorkern Ablesungen verwendet physikalischen Steuersystem, basierend auf der in-core Messung des Neutronenflusses entlang dem Radius und der Höhe des Kerns zu bestimmen. Zusammen mit dem Zeugnis des Systems der physischen Kontrolle in Stanzione Computer und geben Sie Daten, die die Zusammensetzung des Kerns, die Energieproduktion der einzelnen TC, die Position der Steuerstäbe, die Verteilung von Wasser durch die Kanäle der Kernkosten sowie Hinweise auf Druckmessgeräte und Temperatur des Kühlmittels.
Betriebserfahrungen RBMK den Betrieb zeigt, dass mit den bestehenden Reaktoren auf diese Mittel zur Steuerung und Regelung der Temperatur zu halten Kraftstoff-Modus, das Graphit und das Lager vor der Krise der Wärmeübertragung auf einem akzeptablen Niveau ist einfach.


1.4. Sicherheitssysteme (Abb. 2)
1.4.1. Schutzsicherheit.
Notkühlung System (ECCS) ist ein Schutzsicherheitssystem und ist so konzipiert, Nachwärmeabfuhr durch die rechtzeitige Vorlage der erforderlichen Menge Wasser in den Reaktorkanäle bei Unfällen, um sicherzustellen, Verletzungen der Kernkühlung beteiligt sind. Solche Unfälle sind: Pipeline bricht MFCC bolsho¬go Durchmesser, Dampf- und Wasserleitungen versorgen.
Das System zum Schutz gegen Überdruck in dem Kühlmittelkreislauf wird in erster Linie bestimmt annehmbaren Druckwert in der Schaltung zu schaffen, durch ein Paar in einem Pool-Gasspüler für seine Kondensations entfernen.
Reaktorraum-Schutzsystem ist entworfen, um den Druck darin auf einem Niveau nicht höher als zulässigen unter der Notsituation einer Unterbrechung des TC zu halten, indem das Dampf-Gas-Gemisch aus dem Reaktorraum in der Kabine Gasdampfentladungs-Bubbler-Pool und in den Pool-Bubbler während Abschrecken A3 mittels Kettenreaktion . ECCS und Kühlsystem des Reaktorraums können für die Einführung von geeigneten Neutronenabsorber (Borsalze und 3He) verwendet werden.

1.4.2. Lokalisieren von Sicherheitssystemen.
Unfall Lokalisierungssystem (ALS), auf dem vierten Block des Kernkraftwerks Tschernobyl umgesetzt, die auf radioaktive Emissionen bei Unfällen mit Dekompression jeder Pipeline Reaktorkühlkreislauf, zusätzlich enthalten Kommunikation zu Dampf, die oberen Flächen des TC und der Teil der Falleitung, die im Raum FV und Pipelines von Dampf- und Gasentladungen der Reaktorraum.
Die Hauptkomponente des ALS-System ist leckdichte Abteilungen, darunter die folgenden Räumlichkeiten Reaktorraum:
- Prochnoplotnye Boxen, angeordnet symmetrisch bezüglich der Reaktorachse und für einen Überdruck von 0,45 MPa ausgelegt;
- Räumlichkeiten Abgabe Gruppe von Sammlern und Unterwasserkommunikation (diese Räumlichkeiten unter den Bedingungen der Stärke der Reaktor-Design-Elemente nicht den übermäßigen Druckanstieg über 0,08 MPa erlauben und werden für diesen Wert ausgelegt).
Räumlichkeiten prochnoplotnyh Boxen und Dampfverteilung Gang zum Wasservolumen des Blasenkondensationsanlage von Dampf-Kanälen verbunden.
Das System Absperr- und Dichtungsventil ist so konzipiert, durch Kommunikation abzuschneiden Leck Unfall Lokalisierungszone zur Verfügung zu stellen, verbindet hermetischen und nicht hermetischen Räumen.
Bubble-Kondensationsvorrichtung ist so konzipiert, um den Dampf in dem Reaktorunfall Dekompressionsschaltung erzeugt zu kondensieren, wenn der Hauptsicherheitsventile und Leckagen durch sie im Normalbetrieb aktiviert.

1.4.3. Die Gewährleistung von Sicherheit. NPP Elektrizität.
Stromverbraucher in Kernkraftwerken, abhängig von den Anforderungen an die Zuverlässigkeit der Stromversorgung, in drei Gruppen unterteilt:
- Die Verbraucher auf dem Betriebs keine Unterbrechung der Zufuhr von einer Sekunde bis zu einigen Sekunden in einem beliebigen Modus, einschließlich der vollständigen Verschwinden der Modus-Wechselspannung ermöglichen und Hilfstransformatoren im Standby-Modus und erfordert zwingend Ernährung nach A3 Reaktorbetrieb;
- Die Verbraucher in den gleichen Modi brechen die Macht von zehn Sekunden bis zehn Minuten und erfordert zwingend Ernährung nach der Operation A3 Reaktor sind erlaubt;
keine Stromversorgungsspannung in dem Verschwinden von Arbeitsweisen und Standby Hilfstransformatoren und blockieren den normalen Betriebsmodus benötigen Verbraucher eine Pause zum Zeitpunkt der Leistungsübertragung von der Arbeit in den Reservehilfstransformator ermöglicht -.

1.4.4. Steuersystemsicherheit.
Steuerung Sicherheitssysteme sind entworfen, um automatisch auf Schutzeinrichtungen wenden, lokalisierende und die Gewährleistung der Sicherheit und Kontrolle über ihre Arbeit.

1.4.5. Radiation Monitoring System.
NPP Radiation Monitoring System ist ein integraler Bestandteil (Subsystem) automatisierte Kernkontrollsysteme und ist für die Erfassung, Verarbeitung und Präsentation von Informationen über die Strahlensituation in den Kernkraftwerksgelände und in der äußeren Umgebung, den Stand der technologischen Umgebungen und Konturen des Personals Belichtungsdosen in Übereinstimmung mit den geltenden Vorschriften entworfen und Gesetzgebung.

1.4.6. Kernkraftwerk Kontrollraum.
KKW wird auf zwei Ebenen gesteuert: dem Bahnhof und einem Block. Alle Sicherheitseinrichtungen NPP werden auf Blockebene verwaltet.


1.5. Beschreibung des KKW Tschernobyl - Website und das Gebiet seiner Lage
1.5.1. Das Kernkraftwerk Tschernobyl liegt im östlichen Teil einer großen Region, die belarussisch-ukrainischen Polesie, auf der Bank bezeichnet. Pripyat, die in den Dnjepr fließt.
Zu Beginn des Jahres 1986 die Gesamtbevölkerung in der 30-Kilometer-Zone rund um die Pflanze war etwa 100 Tausend. Menschen, davon 49 Tausend. In der Stadt Pripyat gelebt hat, befindet sich drei Kilometer westlich der Hygieneschutzzone des AKW und 12.500. - in der Stadt Tschernobyl, 15 km südöstlich von der Anlage entfernt.


Fig. 2. Abschnitt des Reaktors Fach NPP mit RBMK-1000 umfasste die Lokalisierungszone (Bezugszeichen zu sehen. Abb. 1)


1.5.2. Beschreibung des Kernkraftwerks und den Bau.
Die erste Stufe des KKW Tschernobyl (zwei Netzteile mit RBMK-1000) wurde in 1970-1977gg. Bis zum Ende des Jahres 1983 gebaut. der Bau von zwei Krafteinheiten der zweiten Stufe wurde auf dem gleichen Gelände abgeschlossen. 1,5 km südöstlich von diesem Bereich im Jahr 1981. Bau von zwei Krafteinheiten mit dem gleichen Reaktor (die dritte Stufe des NPP) gestartet wurde.
Um im Südosten des AKW Standort direkt im Tal. Pripyat wurde Einlass Abklingbecken Fläche von 22 km2, gebaut, die Kühlturbine Kondensatoren und andere Wärmetauscher der ersten vier Einheiten zur Verfügung stellt. Normaler Wasserstand im Teich-Kühler von 3,5 m unter dem Werksgelände Layout übernommen.

1.5.3. Daten über die Anzahl von Personen am Standort der Anlage während des Unfalls.
In der Nacht vom 25. am 26. April 1986 pa Ort der ersten und der zweiten Stufe von Tschernobyl waren 176 Menschen - Betriebspersonal im Dienst, sowie Mitarbeiter der verschiedenen Abteilungen und Reparaturdienstleistungen.
Darüber hinaus arbeitete in der dritten Stufe des KKW Standort in der Nachtschicht 268 Bauer und Installateure.

1.5.4. Informationen über die Ausrüstung vor Ort, in Verbindung mit dem beschädigten Reaktor handelt, und das Gerät in den Prozess der Liquidation des Unfalls verwendet.
Jede Runde besteht aus dem Kernkraftwerk Tschernobyl aus zwei Einheiten mit gemeinsamen speziellen Wasseraufbereitungsanlagen und Hilfseinrichtungen im Industriegelände, die Folgendes umfassen: Lagerung von flüssigen und festen radioaktiven Abfälle; Freiluft-Schaltanlagen; Gasversorgung; Backup-Diesel-Generator Strom; Wasserwerke und andere Einrichtungen.

Lagerung von flüssigen radioaktiven Abfällen, gebaut als Teil eines zweiten Kernkraftwerk Linie ist für den Empfang und die vorübergehende Lagerung von flüssigen radioaktiven Abfälle, die bei der dritten und vierten Blöcke sowie Vorfluter Spülvorgang und bringt sie zum Recycling erzeugt entworfen. Flüssige radioaktive Abfälle stammt aus dem Hauptkörper durch auf der unteren Klasse Racks und feste radioaktive Abfälle gelegt Pipelines in den Tresor auf dem oberen Flur Überführung Elektroautos zugeführt wird.

Backup-Diesel-Power (RDES) ist eine in sich geschlossene Notfall Quelle elektrischer Systeme wichtig, um die Sicherheit eines jeden Blocks. Jede Rdes die dritten und vierten Einheiten auf den drei Dieselgeneratoren mit einer Einheitskapazität von 5,5 MW installiert sind. RDES vorgesehen Zwischen- und Grund Vorräte an Dieselkraftstoffpumpe Pump Kraftstoff, der versehentliche Entladung von Kraftstoff- und Öltanks zu betreiben.

Für die industrielle Wasser verantwortlich Verbraucher ununterbrochene Versorgung mit Wasser fordern, gibt es separate Pumpstationen der dritten und vierten Blocks des Backup-Stromversorgung von Dieselgeneratoren.

25. April 1986 alle vier Einheiten der ersten und zweiten Leitungen und im Zusammenhang mit ihrer normalen Betriebsunterstützungssysteme und Einrichtungen Industriestandort zu arbeiten.