W elektrowniach jądrowych zarówno promieniotwórczość, jak i promieniowanie jonizujące są codziennością. W procesie przetwarzania energii jądrowej na energię elektryczną tworzą się ogromne ilości substancji promieniotwórczych, a promieniowanie jonizujące jest stale emitowane – jedno i drugie, może być niebezpieczne dla człowieka i dla środowiska. Substancje promieniotwórcze, które powstają w reaktorach muszą być „pod nadzorem” – nie można dopuszczać do ich niekontrolowanego rozproszenia. Podobnie promieniowanie jonizujące, gdy nie jest potrzebne, jest zatrzymywane przez osłony. Te podstawowe wymogi muszą być spełnione zarówno podczas normalnej pracy reaktora, jak i w czasie awarii.
Read More
Zapewnienie bezpieczeństwa jądrowego i ochrony radiologicznej (BJiOR) ludności mieszkającej w okolicy obiektów energetyki jądrowej i ich personelu, wraz z ochroną fizyczną tych obiektów, jest warunkiem koniecznym budowy energetyki jądrowej. Jego spełnienie wymaga zatem współpracy wszystkich instytucji odpowiedzialnych za BJiOR, w tym przede wszystkim Państwowej Agencji Atomistyki (pełniącej rolę dozoru jądrowego), inwestorów przyszłych obiektów energetyki jądrowej, ich operatorów oraz dostawców technologii jądrowych. Obszarami współpracy będą wszystkie kwestie związane z zapewnieniem odpowiedniego poziomu bezpieczeństwa jądrowego i ochrony obiektów energetyki i materiałów jądrowych.
Read More
W tym module przedstawimy niektóre urządzenia zapewniające bezpieczeństwo w elektrowniach jądrowych oraz opiszemy zasady ich działania. Wyjaśnimy, na czym polegają międzynarodowe ustalenia dotyczące definicji terminów „awaria” czy „incydent” w obiektach nuklearnych. Przyjęta terminologia, dotycząca zdarzeń w obiektach nuklearnych, różni się znacznie od potocznego rozumienia takich słów jak „incydent” czy „awaria”. Nie każde bowiem zdarzenie, określone jako „awaria” obiektu jądrowego, jest tak niebezpieczne, jak sugeruje to potoczne rozumienie słowa awaria. Poza tym przekonamy się, że elektrownia jądrowa to nie tylko ogromna ilość maszyn, ale również miejsce, w którym pracują ludzie. Badania nad ryzykiem występującym w elektrowniach jądrowych (mające na celu obniżenie zagrożenia występowania awarii) uwzględniają nie tylko stan techniczny obiektów, ale również „czynnik ludzki”, skupiając się na analizie przebiegu procesów i struktur decyzyjnych.
Read More
Obecnie eksploatowane reaktory zbiornikowe najczęściej spotykane w energetyce zawodowej to to reaktory wodne ciśnieniowe - Pressurized Water Reactor (PWR), reaktory z wodą wrzącą Boiling Water Reactor (BWR) i zaawansowane reaktory chłodzone gazem Advanced Gas Reactor (AGR). Natomiast do reaktorów kanałowych zaliczyć można kanadyjski reaktor pracujący na uranie naturalnym chłodzony i moderowany ciężką wodą Canadian Deuterium Uranium (CANDU) i wycofywany z eksploatacji reaktor kanałowy dużej mocy Rieaktor Bolszoj Moszcznosti Kanalnyj (RBMK). W reaktorze zbiornikowym rdzeń zamknięty jest w grubościennym stalowym zbiorniku, przystosowanym do wytrzymania odpowiednio wysokiego ciśnienia sięgającego od 7 do 16 MPa. Tak wysokie ciśnienie wymagane jest po to, aby chłodziwo wodne mogło osiągać wysoką temperaturę, co ma wpływ na sprawność wytwarzania energii elektrycznej. Reaktory tego typu charakteryzują się stosunkowo prostą konstrukcją rdzenia oraz niewielkimi rozmiarami. Wymiana paliwa odbywa się po zakończeniu kampanii paliwowej; niezbędne jest wówczas odstawienie/wyłączenie reaktora. Ta konstrukcja przeważa w świecie energetyki jądrowej. Natomiast reaktor typu kanałowego pozbawiony jest zbiornika, pod ciśnieniem są jedynie kanały o niewielkiej średnicy. Cechą charakterystyczną tych reaktorów jest fakt, iż wymiana paliwa może odbywać się w sposób ciągły, bez przerywania pracy.
Read More
Historia reaktorów energetycznych ma bolesny początek. Energię wytworzoną z rozszczepienia atomu wykorzystano na samym początku przy konstrukcji dwóch bomb atomowych, spuszczonych na Hiroszimę i Nagasaki. Dopiero po paru latach zainteresowano się pokojowym wykorzystaniem energii płynącej z rozszczepienia jąder atomu uranu. Do konstrukcji i badania prototypowych reaktorów jądrowych potrzebny był specjalnie skonstruowany do tego celu ośrodek badawczy. Amerykanie uruchomili w 1949 roku Idaho National Engineering and Environmental Laboratory (INEEL), w pobliżu Idaho Falls. Już dwa lata po budowie tego ośrodka po raz pierwszy na świecie reaktor jądrowy zasilił 4 żarówki - każda o mocy 200 W. Był to przełom w wykorzystaniu energii drzemiącej w uranie, gdyż zasygnalizowano w ten sposób odwrót od militarnego wykorzystania energii rozszczepienia. Na energetycznym horyzoncie pojawiła się możliwość wykorzystania nowego, wydajnego źródła energii do produkcji energii elektrycznej.
Read More
Zadaniem elektrowni jest wytwarzanie energii elektrycznej. Najczęściej wytwarza się najpierw ciepło, które ostatecznie zostaje częściowo przemienione w energię elektryczną. W elektrowni konwencjonalnej zasilanej paliwem kopalnym w olbrzymim, prawie stumetrowym kotle spala się węgiel, olej opałowy lub gaz ziemny. Wytworzone w tym procesie ciepło ogrzewa i odparowuje wodę. Para ta o ciśnieniu ok. 17 MPa i temperaturze ok. 53O °C jest doprowadzana do turbiny. Jest to duża maszyna z wałem z osadzonymi na nim łopatkami, na które przepływająca para wywiera nacisk. Jak skrzydła wiatraka pod wpływem wiatru, tak łopatki turbiny obracają się pod wpływem pary wodnej i wprawiają w ruch wielkie dynamo, zwane generatorem. Ten ostatni wytwarza prąd podobnie jak dynamo rowerowe, tyle tylko, że moc jego jest oczywiście znacznie większa - ok. 1000 megawatów, co wystarcza dla zaspokojenia potrzeb dużego miasta. Energia elektryczna z generatora trafia poprzez transformatory i przekaźniki do sieci energetycznej.
Read More
Reaktor jądrowy jest urządzeniem technicznym, w którym zachodzi kontrolowane rozszczepianie jąder atomowych. Energia uwolniona podczas rozszczepienia zostaje przekształcona w ciepło, a następnie za pomocą turbin i generatorów w energię elektryczną. W tym rozdziale znajdują się informacje na temat najważniejszych części składowych reaktorów jądrowych, jakimi są: paliwo, moderator, reflektor, chłodziwo, wlot i wylot wody chłodzącej, pręty sterujące i pręty bezpieczeństwa, zbiornik. Konstrukcja każdego z tych elementów stawia przed naukowcami i inżynierami projektującymi i wykonującymi reaktory trudne problemy. Złożoność problemu widać na poniższym rysunku, który pokazuje szczegóły przykładowego reaktora w elektrowni jądrowej.
Read More
Kasety paliwowe mogą być zazwyczaj używane w reaktorze jądrowym przez kilka lat, zanim zużyją się i zostaną wymienione. W tym czasie są kilkakrotnie przenoszone z jednej strefy w rdzeniu do innej, według ściśle wyznaczonego planu.
Read More
Zapewne wiele osób będzie zdziwionych – materiały promieniotwórcze są przesyłane zwykłymi środkami transportu: drogowym, kolejowym, wodnym lub powietrznym, z których wszyscy korzystamy. Większość transportowanych przesyłek zawiera bardzo małe ilości substancji promieniotwórczych. Zawsze jednak należy brać pod uwagę możliwość narażenia ludzi na zetknięcie się z nimi.
Read More
W elektrowni jądrowej, w reaktorze, energia wytwarzana jest w reakcji rozszczepienia jąder atomów uranu. W reaktorze przebiega kontrolowana reakcja łańcuchowa, podczas której rozszczepianych jest jedynie tyle jąder uranu, ile w danym momencie potrzeba do produkcji energii elektrycznej, z której potem wszyscy korzystamy. Jest to czyste (nie emitujące gazów cieplarnianych) i tanie źródło energii. Polska zmierza do budowy pierwszego reaktora energetycznego. Paliwem w reaktorze jądrowym jest wzbogacony uran w postaci dwutlenku uranu. Paliwo ma kształt pastylek o średnicy około 8 mm i wysokości około 1 cm. Pastylki umieszcza się w metalowych rurach (zwykle cyrkonowych), z których formuje się kasety paliwowe. W zależności od typu reaktora jądrowego, w jego rdzeniu może znajdować się nawet 300 takich kaset. Jednym z najczęściej pojawiających się tematów w dyskusji o rozwoju tego źródła energii w naszym kraju jest postępowanie z odpadami promieniotwórczymi z elektrowni jądrowej. Pracująca elektrownia jądrowa wytwarza wszystkie trzy, znane nam już, typy odpadów radioaktywnych: nisko-, średnio- i wysokoaktywne.
Read More
