RBMK

Wikipediasta
Siirry navigaatioon Siirry hakuun
RBMK-reaktorin päällä näkyvät polttoainekanavien 350 kilogramman painoiset kannet, joiden kautta polttoainetta voidaan vaihtaa käytön aikana toisin kuin kevytvesireaktoreissa.

Grafiittihidasteinen kanavatyyppinen reaktori eli RBMK (ven. Реактор Большой Мощности Канальный, Reaktor Bolšoi Moštšnosti Kanalnyi) on Neuvostoliitossa rakennettu ja suunniteltu vesijäähdytteinen ja grafiittihidasteinen ydinreaktori.[1]

RBMK on vanhin edelleen kaupallisessa käytössä oleva reaktorimalli. Ensimmäinen tuotannollinen grafiittihidasteinen ja kevytvesijäähdytteinen ydinreaktori kehitettiin 1950-luvun alussa Neuvostoliitossa. Se oli sata kilometriä Moskovan lounaispuolella sijaitsevaan Obninskin ydinvoimalaitokseen rakennettu, lämpöteholtaan 30 megawatin ja sähköteholtaan viiden megawatin AM-1 ("Атом Мирный", Atom Mirny, venäjäksi "Rauhan atomi") reaktori (LWGR, Light Water cooled Graphite moderated Reactor). Reaktori käynnistettiin ensimmäisen kerran 6. toukokuuta 1954 kello 19.40 Moskovan aikaa. Voimala liitettiin sähköverkkoon 27. kesäkuuta 1954.[2][3][4][5][6] Obninskin LWGR-reaktorin pohjalta laadittiin uusia reaktoriratkaisuja, ja se toimi esikuvana myös RBMK-reaktorille.[7][8]

Reaktorin rakenne ja toiminta[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Yksinkertaistettu RBMK-reaktorin kaavio
RBMK-reaktorin halkileikkauskuva

Yleisesti[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

RBMK-reaktoreiden merkittävä rakenteellinen ero muihin paine- ja kiehutusvesireaktoreihin on sen fyysinen hidastin- ja jäähdytysaineen erottaminen kevytveteen ja grafiittiharkkoihin, sekä yhtenäisen suuren paineastian korvaaminen erillisillä pystysuuntaisilla putkikanavilla joihin polttoainesauvat ja säätösauvat on sijoitettu. Kanavatyyppinen rakenne mahdollistaa muista ydinreaktoreista poiketen polttoainesauvojen vaihtamisen uusiin reaktorin ollessa käynnissä, sillä yksittäinen kanava voidaan sulkea polttoainesauvan vaihdon ajaksi. Kevytveden käyttö jäähdytyksessä ja grafiittihidastinaine mahdollistaa matalarikasteisen uraanin käytön reaktorissa. Nämä ominaisuudet toisaalta tekivät reaktorista epävakaan matalalla fissioteholla, koska fissiohajoamisen seurauksena syntyvä ”reaktorimyrkkynä” tunnettu ksenon-135 ei häviä tarpeeksi nopeasti. Lisäksi RBMK-reaktorin positiivinen takaisinkytkentä eli jäähdytinveden kiehumisesta aiheutuva fissiotehon kasvu oli merkittävä osatekijä Tšernobylin ydinvoimalaonnettomuudessa. [9]

Reaktoriastia, hidastinaine ja säteilysuojaus[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Reaktorimonttu on valmistettu vahvistetusta betonista ja on 21,6 m leveä, 21,6 m syvä ja 25,5 m korkea. Sylinterinmuotoinen, seinäpaksuudeltaan 16 mm paksu, halkaisijaltaan 14,52 metrinen ja 9,75 metriä korkea teräksinen reaktoriastia on sijoitettu monttuun ristinmuotoisen metallikannakkeen päälle. Reaktoriydin koostuu päällekkäin ladotuista grafiittiharkoista, joiden läpi kulkee pystysuuntainen halkaisijaltaan 11,4 cm oleva kanava. Grafiittiharkon mitat ovat leveydeltään 25 cm ja syvyydeltään 25 cm. Harkkojen korkeus vaihtelee 20 ja 60 senttimetrin välillä, koska harkot on ladottu reaktoriin limittäin sivusuuntaisen tuennan vuoksi (vrt. pystysuuntainen tiiliseinä). Reaktorin sisäinen helium-typpi-kaasukehä pitää reaktoriytimen inerttinä ja auttaa lämmönsiirrossa grafiitilta jäähdytyskanaville. Grafiittihidasteiden yhteisleveys on 14 metriä ja korkeus 8 metriä. Lämpölaajenemisesta aiheutuvien vaurioiden estämiseksi reaktoriastiassa on liikuntasauma[10]. Grafiitin maksimilämpötila oli 730°C [11].

Käyttö[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

RBMK-tyyppisiä eli grafiittihidasteisia kiehutusvesireaktoreita on maailmassa yhä käytössä kaikkiaan 11 kpl (2018)[12], kolmessa eri voimalaitoksessa. kaikki nykyisen Venäjän alueella. Voimalaitoksia oli myös nykyisten Ukrainan ja Lietuan tasavaltojen alueella. (Katso taulukko alla.) Myös Tšernobylin ydinvoimalaitoksen reaktorit edustivat kyseistä reaktorityyppiälähde?.

Suomea lähimmät toiminassa olevat RBMK-voimalat ovat Leningradin ydinvoimala Sosnovyi Borissa Pietarista länsilounaseen (3 toiminnassa olevaa) sekä Smolenskin ydinvoimalaitos Desnogorskissa (kolme 950 megawatin yksikköä).[13]. Liettuan Ignalinan ydinvoimalan viimeinen käytössä ollut reaktori (kaksi 1 450 megawatin yksikköä) ajettiin alas joulukuussa 2009.[14] (Kuolan ydinvoimalassa käytetään VVER-reaktoreita.)

Kyky tuottaa ydinasemateriaalia[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

RBMK-reaktorissa voidaan tuottaa ydinaseisiin tarvittavaa plutoniumia. Sähkön tuotantoon rakennetuilla laitoksilla tämä ei kuitenkaan ole ensisijainen tarkoitus.

Luettelo reaktoreista[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Sisältää toiminnassa olevat, perutut, suljetut ja tuhoutuneet yksiköt. Osa perutuista oli rakenteilla Tšernobylin onnettomuuden sattuessa eivätkä ne koskaan valmistuneet.

Värikoodit:

    Toiminnassa         Poistettu käytöstä     Tuhoutunut     Peruttu
Voimala[15] Reaktorityyppi Tila Nettoteho (MWe) Bruttoteho (MWe)
Tšernobyl 1 RBMK-1000 Suljettu 1996 740 800
Tšernobyl 2 RBMK-1000 Suljettu 1991 925 1 000
Tšernobyl 3 RBMK-1000 Suljettu 2000 925 1 000
Tšernobyl 4 RBMK-1000 Tuhoutui Tšernobylin ydinvoimalaonnettomuudessa 925 1 000
Tšernobyl 5 RBMK-1000 Peruttu 1988 950 1 000
Tšernobyl 6 RBMK-1000 Peruttu 1988 950 1 000
Ignalina 1 RBMK-1500 Suljettu 2004 1 185 1 300 (Bruttotehoa pudotettiin Tšernobylin onnettomuuden jälkeen.)
Ignalina 2 RBMK-1500 Suljettu 2009 1 185 1 300 (Bruttotehoa pudotettiin Tšernobylin onnettomuuden jälkeen.)
Ignalina 3 RBMK-1500 Peruttu 1988 1 380 1 500
Ignalina 4 RBMK-1500 Peruttu 1988 1 380 1 500
Kostroma 1 RBMK-1500 Peruttiin Tšernobylin onnettomuuden jälkeen. 1 380 1 500
Kostroma 2 RBMK-1500 Peruttiin Tšernobylin onnettomuuden jälkeen. 1 380 1 500
Kursk 1 RBMK-1000 Toiminnassa vuoteen 2022[16] 925 1 000
Kursk 2 RBMK-1000 Toiminnassa vuoteen 2024[16] 925 1 000
Kursk 3 RBMK-1000 Toiminnassa vuoteen 2029[16] 925 1 000
Kursk 4 RBMK-1000 Toiminnassa vuoteen 2030[16] 925 1 000
Kursk 5 MKER-1000 (Valmistumaton prototyyppi)[17] Peruttu 2012 925 1 000
Kursk 6 RBMK-1000 Peruttu 1993 925 1 000
Leningrad 1 RBMK-1000 Suljettu 2018[18] 925 1 000
Leningrad 2 RBMK-1000 Toiminnassa vuoteen 2021[16] 925 1 000
Leningrad 3 RBMK-1000 Toiminnassa vuoteen 2025[16] 925 1 000
Leningrad 4 RBMK-1000 Toiminnassa elokuuhun 2026[16] 925 1 000
Smolensk 1 RBMK-1000 Toiminnassa vuoteen 2028[16] 925 1 000
Smolensk 2 RBMK-1000 Toiminnassa vuoteen 2030[16] 925 1 000
Smolensk 3 RBMK-1000 Toiminnassa vuoteen 2034[16] 925 1 000
Smolensk 4 RBMK-1000 Peruttu 1993 925 1 000


Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. Elmer Eugene Lewis: Fundamentals of Nuclear Reactor Physics, s. 93. Academic Press, 2008. ISBN 9780123706317. (englanniksi)
  2. Pervaja v mire AES Gosudarstvennyi nautšnyi tsentr Rossijskoi federatsii – fiziko-energetitšeski institut imeni A. I. Leipunskogo", FGUP "GNTs RF – FEI", ippe.ru / Rosatom. Arkistoitu . Viitattu 27.4.2014. (venäjäksi)
  3. Istorija nautšnogo tsentra (vanhentunut linkki) FGUP Gosudarstvennyi nautšnyi tsentr Rossijskoi federatsii – fiziko-energetitšeski institut imeni A. I. Leipunskogo", FGUP "GNTs RF – FEI", ippe.ru / Rosatom. Arkistoitu . Viitattu 27.4.2014. (venäjäksi)
  4. APS-1 Obninsk (Atomic Power Station 1 Obninsk) (IAEA:n ydinvoimalarekisterin yhteenveto Obninskin ydinvoimalasta) IAEA. Kansainvälinen atomienergiajärjestö IAEA (YK:n erityisjärjestö). Viitattu 27.4.2014. (englanniksi) [vanhentunut linkki]
  5. Historical development of the Russian nuclear industry Rosatom, rosatom.ru. Viitattu 27.4.2014. (englanniksi) (Archive.org)
  6. Obninsk: number one Nuclear Engineering International, neimagazine.com. Viitattu 27.4.2014. (englanniksi)
  7. B. A. Semenov: Nuclear power in the Soviet Union (pdf) IAEA Bulletin, Vol 25, No 2., sivut 47-59. iaea.org. Viitattu 27.4.2014. (englanniksi) (Archive.org)
  8. I. S. Zheludev ja L. V. Konstantinov: Nuclear power in the USSR (pdf) IAEA Bulletin, Vol 22, No 2., sivut 34-45. iaea.org. Viitattu 27.4.2014. (englanniksi) (Archive.org)
  9. Tšernobylin ydinvoimalaonnettomuus – Fissioreaktori fissioreaktori.wordpress.com. 22.4.2018. Viitattu 8.4.2020.
  10. Energoatom Concern OJSC" Smolensk NPP " About the Plant " Generation 30.4.2008. Snpp.rosenergoatom.ru. Viitattu 9.4.2020. ru[vanhentunut linkki]
  11. Accident Analysis for Nuclear Power Plants with Graphite Moderated Boiling Water RBMK Reactors pub.iaea.org. Viitattu 22.3.2010.
  12. Nuclear Power Reactors In The World (pdf) (sivu 39->) 2018. IAEA. Viitattu 24.5.2019.
  13. The Power Reactor Information System (PRIS): Russian Federation (IAEA:n ydinvoimalarekisterin yhteenveto Venäjän ydinvoimaloista ja niiden reaktoreista) 2013 tilanne. Kansainvälinen atomienergiajärjestö IAEA (YK:n erityisjärjestö). Viitattu 27.4.2014. (englanniksi) [vanhentunut linkki]
  14. Liettuan Ignalinan ydinvoimala suljettiin onnistuneesti hs.fi. 31.12.2009. Sanoma Oyj. Viitattu 30.1.2016. (archive.org)
  15. a b c d e f g h i j Nuclear Power in Russia 15 April 2016. World Nuclear Association.
  16. Russia's Nuclear Fuel Cycle - Russian Nuclear Fuel Cycle - World Nuclear Association world-nuclear.org.
  17. Russia shuts down Soviet-built nuclear reactor - The Washington Times washingtontimes.com.