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“Se você pode usar as descobertas da física nuclear para fins pacíficos, isso abrirá o caminho para um novo paraíso” - Albert Einstein

A energia nuclear permite expandir os recursos energéticos, o que contribui para a conservação dos recursos de combustíveis fósseis, reduz o custo da energia elétrica. Isso é importante para áreas afastadas das fontes de combustível. O uso de eletricidade atômica pode reduzir a poluição do ar. De fato, durante a operação, as usinas nucleares não consomem combustíveis fósseis e, consequentemente, enxofre, óxidos de nitrogênio e dióxido de carbono não são emitidos para a atmosfera, o que, por sua vez, reduz o efeito estufa, o que leva à mudança climática global.

26 de abril - 30º aniversário do acidente de Chernobyl

26 de abril é uma data conhecida. Este ano marca 30 anos desde o momento em que a palavra "Chernobyl" se tornou sinônimo de um terrível desastre causado pelo homem, um desastre ambiental global. As consequências deste acidente sentiram o mundo inteiro.

Agora a usina nuclear de Chernobyl está parada, estão em andamento os trabalhos de descomissionamento, instalações para o gerenciamento de resíduos radioativos foram erguidas no local industrial, um abrigo para o combustível nuclear usado está sendo construído. A construção de um novo confinamento seguro está em andamento para isolar a unidade de Chernobyl destruída do meio ambiente. O passo restante para superar as conseqüências do acidente deve ser a criação de infraestrutura para o processamento de estruturas instáveis e seu desmantelamento, remoção de materiais que consomem muito combustível do objeto Shelter e seu descarte confiável.

Do desenvolvimento da energia nuclear soviética

O desenvolvimento da energia atômica na URSS começou nos anos pós-guerra, a Primeira Diretoria Principal foi criada no Conselho dos Comissários do Povo da URSS, foi incumbida de criar a indústria nuclear e coordenar os desenvolvimentos científicos, técnicos e de engenharia do país em armas atômicas. Em 1946, Kurchatov relata a Stalin a possibilidade do uso pacífico da energia atômica. No final do mesmo ano, o Instituto de Energia Atômica (inicialmente no Laboratório No. 2 da Academia de Ciências da URSS) lançou o primeiro reator nuclear F-1 na União e na Europa, e quatro anos depois começou o projeto da primeira usina nuclear do mundo. A construção dessas estações resolveu problemas como o transporte de combustível, deu muitas vantagens - a compacidade do equipamento, a capacidade de criar usinas de grande potência elétrica,essas estações poderiam ser usadas em submarinos, pois não havia necessidade de oxigênio.

Todos assumiram a implementação do "plano". Eles foram criados rapidamente - uma base científica, organizações de engenharia e construção de projetos, empresas industriais. Um novo ramo da economia nacional apareceu - a engenharia secundária.

Obninsk. Uma pequena cidade verde perto de Moscou se tornou a capital da energia nuclear pacífica, uma meca para cientistas e jornalistas de todo o mundo. Apenas pense: o urânio-235, que eclodiu em um sol feroz e incinerador sobre Hiroshima, agora está fervendo água pacificamente! Ele ferve, transforma em vapor e cai em um fluxo quente sobre as pás da turbina. E uma corrente percorre os fios, dando às pessoas luz e calor, e músculos da máquina - força.

A primeira usina nuclear foi construída em Obninsk (perto de Moscou) em 1954. Sua potência era de apenas 5 MW. Assim começou uma nova era - a era da energia nuclear.

O programa de desenvolvimento de energia nuclear para 1956 previa a construção de usinas nucleares na URSS, com uma capacidade total de 2175 MW.

O ritmo de desenvolvimento da energia nuclear foi inicialmente baixo, uma vez que foi dada atenção ao desenvolvimento da energia hidráulica e térmica. De 1948 a 1957, foram encomendados 9 reatores industriais, produtores de plutônio para uso em armas e uma usina nuclear industrial piloto. Ativamente envolvido no desenvolvimento de reatores de dupla finalidade que podem gerar energia e produzir plutônio. Várias usinas nucleares piloto de baixa potência foram comissionadas (como um exemplo, uma usina de 750 kW com o reator da Unidade da Unidade Ártica ARBUS).

Instalação em bloco ártico

1963 «» 750 — . — . , .

O dispositivo transistor Beta-1 soviético, como exemplo de uma pequena instalação nuclear para alimentar consumidores isolados, foi usado para uma estação de rádio meteorologia. Nele, a energia atômica para sua conversão direta em energia elétrica era fornecida não pela fissão de urânio ou plutônio, mas pelo decaimento beta do cério colocado em um pequeno recipiente. O conversor deu vida a um transmissor de rádio de 150 watts com o qual uma estação meteorológica automática padrão foi equipada.

Desde 1957, começou a construção de usinas nucleares civis. Construiu não apenas reatores de urânio-grafite de canal industrial, mas também reatores refrigerados a água pressurizados.

O próximo "plano" para o desenvolvimento dessa indústria envolveu a construção de usinas nucleares com uma capacidade total de 11,9 mil MW. Até 1980, planejava-se aumentar a capacidade das usinas nucleares para 26,8 mil MW., O plano para o desenvolvimento de energia nuclear para o período de 1990 implicava um número ainda maior - 100 mil MW. Em 1982, foi aprovada a construção de 143 unidades de potência com capacidade de 440, 500, 1000 e 1500 MW. Podemos dizer com confiança que, no início dos anos 80, a energia nuclear começou a se desenvolver em um ritmo muito rápido na URSS, e a capacidade de operar usinas nucleares aumentou 125% entre 1981 e 1985. O acidente na usina nuclear de Chernobyl forçou a rever o programa para o desenvolvimento da energia nuclear ...

As NPPs diferem no tipo de instalação do reator e no esquema térmico. A unidade de energia de qualquer usina nuclear consiste em um reator nuclear, onde a energia de fissão dos núcleos de urânio ou plutônio é transferida para um refrigerante, um reator de resfriamento e uma usina de turbina a vapor, onde a energia do vapor é convertida em energia elétrica.

A grafite foi escolhida como moderadora de um reator nuclear no Primeiro NPP e a água como refrigerante. Essa escolha foi o resultado do estudo de vários tipos de reatores nucleares: reatores com água sob pressão (PWR), com água fervente (BWR), com gás e refrigerante de sódio.

Os reatores de canal de urânio-grafite que foram resfriados com água fervente foram econômicos. Esse tipo de reator com uma capacidade elétrica de 1.000 MW ou mais é conhecido como "tipo soviético". Outro tipo que formou a base da indústria de energia nuclear da URSS é um reator de casca com água sob pressão de VVER (semelhante ao PWR - um reator de energia que usa água comum como moderador da reação nuclear e do líquido de refrigeração). O representante dos reatores do tipo soviético é o RBMK-1000, com uma capacidade elétrica de 1000 MW (por exemplo, na usina nuclear de Lenin, NPP Leningrado).

LNPP

A central nuclear de Leningrado está localizada a 80 km a oeste da cidade de São Petersburgo, na costa do Golfo da Finlândia, na cidade de Sosnovy Bor. Os melhores especialistas do Ministério do Meio Ambiente e Economia foram lançados na construção da usina nuclear de Leningrado, que se tornaria a principal da série de usinas nucleares montadas com os reatores RBMK. Após a aprovação do projeto técnico do reator RMBK-1000, a construção da estação começou (setembro de 1967). Em 1973, o reator da primeira unidade de energia estava pronto para o lançamento. No edifício principal da primeira fase do LEAS, existem duas unidades de energia com capacidade elétrica de 1000 MW, com uma sala de máquinas comum e salas separadas para reatores, sistemas de transporte de combustível, painéis de controle e uma sala comum para purificação de gás e água primária. Em cada unidade de energia há um reator RMBC-1000 com capacidade térmica de 3200 MW com um circuito de condensação e sistemas auxiliares,caminhos de alimentação de vapor e condensado e dois turbogeradores de 500 MW. O LNPP é a primeira estação a usar água do mar para resfriamento. Em 1975, foi lançada a segunda unidade de energia e iniciada a construção da segunda fase da usina nuclear. Em 1979, a terceira unidade de energia; no final de 1980, o reator foi lançado na quarta unidade de energia. Em agosto de 1981, a energia elétrica total atingiu 4000 MW, o que fez do LNPP a maior usina nuclear na Europa desse tipo.Em agosto de 1981, a energia elétrica total atingiu 4000 MW, o que fez do LNPP a maior usina nuclear na Europa desse tipo.Em agosto de 1981, a energia elétrica total atingiu 4000 MW, o que fez do LNPP a maior usina nuclear na Europa desse tipo.

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Nos locais da estação, foi decidido armazenar conjuntos de combustível e combustível nuclear usado (conjuntos de combustível, combustível nuclear usado) devido à falta de locais centralizados para armazenar ou enterrar os conjuntos de combustível usado nas unidades de energia. Portanto,
instalações de armazenamento de combustível nuclear irradiado foram construídas nos locais das estações com reatores RBMK . Esse "armazenamento" acabou sendo bastante "deplorável": as capacidades de projeto da ISF (um complexo de edifícios e estruturas com piscinas com sistemas autônomos de ventilação especial, purificação e refrigeração de água) e as capacidades de projeto dos reatores de reatores rapidamente preenchidas.

Um programa de longo prazo para aumentar a produção de eletricidade previa a construção de usinas nucleares com reatores RBMK. Dez anos após o lançamento da primeira unidade de energia LNPP na URSS, 12 unidades de energia com RBMK-1000 foram lançadas nas usinas nucleares de Kursk, Chernobyl e Smolensk.
Em 1986, 14 dessas unidades foram lançadas.

Vale ressaltar que durante a construção do LNPP, o pedido de Slavsky foi emitido segundo o qual "... o custo de um quilowatt de capacidade instalada deveria ter sido fixado no valor de não mais que 180 rublos". Portanto, foi necessário reduzir o custo do projeto devido à recusa em criar sistemas de segurança além do mínimo exigido. Como resultado, as centrais nucleares com RBMK-1000 na central nuclear de Leningrado (e todos os projetos subsequentes de centrais nucleares com este tipo de reator) simplesmente - simplesmente por uma questão de economia, eles não forneceram uma proteção para a instalação do reator. Acontece que 200 toneladas de urânio e mais de 1 tonelada de produtos de fissão radioativa estavam "localizadas ao ar livre", porque o teto do compartimento do reator tinha a mesma força que o teto de um prédio residencial comum.

"Ensaio" do acidente de Chernobyl em 1975

De 28 a 30 de novembro, ocorreu um grave acidente de radiação na central nuclear de Leningrado. O pessoal da primeira unidade não conseguiu lidar com um reator dificilmente regulado, a energia na área local do núcleo aumentou várias vezes, a temperatura subiu para 1600 C. Antes disso, havia 1 turbogerador, a potência do reator estava em 50% do valor nominal. Como na usina nuclear de Chernobyl, antes do acidente, a energia (devido a erro do operador) caiu para zero, e eles começaram a aumentá-la imediatamente depois disso. O processo de emergência durou várias horas enquanto aumentava a potência de zero para 1700 MW, e 30 conjuntos de combustível foram destruídos, apenas um canal foi destruído.

No acidente na central nuclear de Leningrado, a instabilidade físico-nêutron no núcleo em si desempenhou um papel significativo, e os processos de instabilidade termo-hidráulica no circuito de resfriamento do reator externo (KMPTs) tiveram um papel muito menor.

"Felizmente", apenas duas paredes dos canais que carregavam a pressão do líquido de refrigeração foram destruídas. 1,5 milhão de Ci de radioatividade foram jogados no meio ambiente. O acidente foi oculto, em vez de reconhecer publicamente o perigo da RBMK. Somente em 1976 foi a primeira vez que esse acidente foi mencionado em um colegiado do Ministério de Relações Exteriores da URSS, quando foi solicitado pelos governos da Finlândia e da Suécia um aumento no nível de radiação em seus territórios.

Chernobyl NPP

Em 1967, o governo da URSS decidiu iniciar a construção da usina nuclear de Chernobyl. No total, foi planejado construir 6 unidades de energia com reatores de canal de urânio-grafite de alta potência - RBMK. Em 1972, começou a construção da primeira unidade de energia. Um local a 4 km da vila de Kopachi, na margem direita do rio Pripyat, a 12 km da cidade de Chernobyl, foi recomendado pela Comissão Estadual para a instalação de usinas nucleares. Três versões do projeto foram desenvolvidas para a usina nuclear de Chernobyl (com capacidade de 2000 MW): a primeira usando o reator RBMK-1000, a segunda usando o reator de gás-grafite RK-1000 e a terceira usando o reator VVER-1000. Inicialmente, a opção foi escolhida usando um reator de gás-grafite, mas depois foi substituída por um reator RBMK-1000. Depois de Leningrado e Kursk, essa foi a terceira estação com esse tipo de reator.

Em 14 de dezembro de 1977, a primeira unidade de energia de Chernobyl foi colocada em operação. Em 24 de maio de 1978, foi lançada a primeira unidade de potência com capacidade de 1000 MW. A segunda unidade de energia foi lançada em 16 de novembro de 1978 e a quarta unidade de energia em 3 de dezembro de 1981. Em novembro de 1983, o primeiro conjunto de combustível foi carregado na quarta unidade de energia.

Em 26 de abril de 1986, ocorreu um acidente na usina nuclear de Chernobyl. Como resultado, a zona ativa da instalação do reator e parte do edifício da quarta unidade foram destruídas, assim como alguns dos produtos radioativos acumulados na zona ativa foram liberados na atmosfera. Tudo aconteceu durante um experimento para estudar a possibilidade de usar a inércia do rotor de um turbogerador para gerar qualquer quantidade de eletricidade, se no futuro o reator travar.

O experimento foi planejado para ser realizado com uma potência de reator de 700 MW, mas antes de começar, o nível de potência caiu para 30 MW. O operador tentou restaurar a energia, o experimento começou a uma taxa de 200 MW. Em alguns segundos, a potência do reator começou a aumentar e o operador pressionou o botão de proteção de emergência (o atraso do operador de várias dezenas de segundos inicialmente se tornou a versão oficial das causas do acidente). Duas explosões ocorreram em intervalos de vários segundos, o reator foi completamente destruído.

Após a destruição dos canais tecnológicos e o colapso das comunicações entre água e vapor, o vapor entrou no salão central, nas instalações dos separadores de tambores à direita e à esquerda, nas salas de sub-equipamentos de uma caixa firmemente fechada. Após o colapso das comunicações mais baixas, o reator foi completamente desidratado. As explosões começaram nos canais tecnológicos do reator, que começaram a destruir sob pressão crescente. As comunicações inferior e superior do reator foram destruídas, a pressão aumentou na velocidade da luz - 15 atmosferas por segundo (alcançou 250-300 atmosferas). O vapor entrou no espaço do reator - houve uma explosão de metal. As instalações dos separadores de tambor foram destruídas, os próprios separadores de tambor (pesando 130 toneladas) foram removidos de suportes mortos e arrancados dos oleodutos. Isto foi seguido por explosões nas minas dos canos. Houve uma explosão no salão central,depois (possivelmente quase simultaneamente) no próprio reator, que não foi lavrado e cheio de hidrogênio. Uma explosão no núcleo levou à liberação de uma enorme quantidade de atividade e peças quentes de combustível nuclear. O fogo do telhado começou. A explosão vomitou e girou a placa de bioproteção superior a 500 toneladas, desabou sobre o dispositivo em uma posição inclinada, a zona ativa à direita e à esquerda permaneceu entreaberta.

Nos primeiros meses após o acidente, a principal culpa foi atribuída aos operadores. Em 1991, quase todas as acusações foram retiradas do pessoal da NPP. Uma das causas do acidente de Chernobyl foi reconhecida como a baixa qualidade dos regulamentos e requisitos de segurança. E as causas do desastre eram de natureza técnica: o reator RBMK-1000 explodido apresentava várias falhas de projeto que, sob certas condições, se revelam perigosas, simplesmente não cumpriam muitas regras de segurança nuclear.

Como foi declarado mais tarde (em 1993), antes do acidente, a quarta unidade de energia de Chernobyl trabalhava com vários indicadores alterados - um sistema de refrigeração de emergência desativado para o reator e uma margem de reatividade operacional reduzida (OZR).

Segundo especialistas, nem mesmo o pessoal de Chernobyl estava ciente dos perigos de trabalhar nas condições alteradas. Antes do momento do acidente, o ORM era menor que o valor permitido pelo regulamento, no entanto, os operadores não sabiam o valor atual do ORM e, portanto, não sabiam que estavam violando o regulamento.

Quando soube da explosão, ninguém nos disse que o nível de radiação ameaçava a vida. Era a época da antiga União Soviética, e as autoridades escondiam informações sobre o perigo de nós. O nível de radiação em que eu trabalhava já era muito perigoso. Eu estava em um grupo de 20 pessoas e apenas seis de nós ainda estão vivos.

Segundo dados oficiais, 50 milhões de Ki foram jogados no meio ambiente. No momento do acidente, o reator 4 da unidade de potência estava em plena carga, cerca de 180 toneladas de combustível estavam dentro do reator. A explosão arrancou a tampa do reator pesando quase 3 mil toneladas, destruiu completamente o telhado, demoliu quase completamente as paredes oeste e norte. Segundo estimativas aproximadas, de 30 a 100 toneladas de combustível foram espalhadas pelo "distrito". Os níveis de radiação ao redor do bloco destruído atingiram vários milhares de raios-x por hora (a norma permitida é de 5 raios-x por ano). Para realmente avaliar a extensão da liberação radioativa: a bomba atômica lançada em Hiroshima pesava 4 toneladas e meia, enquanto o reator da quarta unidade de energia jogava 50 toneladas de combustível evaporado na atmosfera. A explosão do reator levou a uma monstruosa poluição por radiação na área (território da Ucrânia,Bielorrússia e algumas regiões da Rússia).

Ao redor da usina nuclear de Chernobyl, foi criada uma “zona de exclusão” de 30 quilômetros, na qual quase todos os assentamentos foram especialmente destruídos e a população foi despejada. A cidade de Pripyat (com uma população de 50 mil) foi adicionada à lista de cidades mortas. Todos os residentes foram evacuados, mas ninguém foi informado das verdadeiras razões da evacuação.

“Caros camaradas! .. Para garantir a total segurança das pessoas e, acima de tudo, das crianças, é necessário evacuar temporariamente os residentes da cidade para os assentamentos próximos da região de Kiev. Para esse fim, ônibus, acompanhados por policiais e representantes do comitê executivo da cidade, serão servidos hoje em todos os prédios de apartamentos, no dia 27 de abril, a partir das catorze horas zero-zero. Recomenda-se trazer documentos, coisas essenciais, bem como, no primeiro caso, alimentos ... "

No momento da explosão, duas pessoas morreram na estação (o corpo de uma delas nunca foi encontrado), outra morreu de queimaduras no hospital várias horas após o acidente. Essas pessoas não estavam longe do reator no momento da explosão e sua morte não está relacionada a danos causados pela radiação. Posteriormente, 134 funcionários de Chernobyl e membros de equipes de resgate que estavam na estação durante a explosão desenvolveram doença de radiação, 28 deles morreram nos próximos meses.

Territórios vastos foram poluídos na Ucrânia (41,75 mil quilômetros quadrados), Bielorrússia (46,6 mil quilômetros quadrados), a parte européia da Rússia (57,1 mil quilômetros quadrados). A catástrofe que aconteceu se tornou fatal para muitos milhares de pessoas inocentes ...

No entanto, no outono de 1986, as obras na usina nuclear de Chernobyl foram retomadas, em 1º de outubro, a primeira unidade de energia foi lançada e, em 5 de novembro, a segunda. A terceira unidade de energia foi lançada em novembro de 1987. Mas, após um grave incêndio na segunda unidade de energia em 1991 e uma tentativa frustrada de restaurá-la, a estação foi suspensa em 1997.

Como as principais razões para o terrível acidente na central nuclear de Chernobyl são consideradas, as falhas de projeto do reator nuclear RBMK-1000 se tornaram. Mas, afinal, esses reatores estavam localizados não apenas na usina nuclear de Chernobyl, mas também em várias estações (Leningrado, Smolensk e Kursk).

RBMK - 1000 ou VVER-1000

Então, por que esse tipo de reator foi tão popular na URSS? .. Dois tipos de reatores - grafite de urânio de canal de alta potência (RBMK -1000) e água pressurizada (VVER -1000), que tipo de reator nuclear RBMK - 1000 ou VVER-1000 o que o guiou na escolha deste ou daquele tipo em nosso país? Você pode desenhar uma analogia com o relógio.

Imagine que uma usina nuclear nos reatores RBMK é um homem em um relógio mecânico caro. Esse tipo de reator nuclear pode ter energia quase ilimitada e a substituição do combustível nuclear gasto pode ser feita sem parar, ou seja, você pode limpar e reparar o relógio sem removê-lo da sua mão. Convenientemente. Prático. O uso de reatores RBMK sempre pareceu economicamente atraente. Mas, para qualquer conveniência, você deve pagar alguns inconvenientes. As desvantagens dos reatores de urânio-grafite são um pacote completo. Primeiro, esse é um requisito de segurança aumentado, complexidade na operação e, segundo, requisitos excepcionais para o pessoal de manutenção; e, finalmente, execução disciplinada de instruções. Um documento regulamentar prescreve estritamentese você torcer a planta pelo menos meia volta ou girar a flecha em um grau extra, o relógio simplesmente explodirá e arrancará suas mãos.

A principal vantagem qualitativa do reator VVER em comparação com o RBMK é sua segurança. Este fato ficou aparente após o acidente na usina nuclear de Chernobyl. Mas existe um paradoxo por que, no setor de energia dos países das antigas usinas da URSS RBMK, eram mais populares que o VVER? Sob esse fato, curiosamente, há também uma ciência - economia séria. O fato é que, antes do lançamento da fábrica da Atommash (produtora de reitores VVER) no final dos anos 70, a URSS podia produzir apenas um navio desse tipo de reator por ano.

O VVER-1000 basicamente não possui "feedbacks positivos", os mesmos que levaram à tragédia de 26 de abril de 1986. No caso de uma perda independente de controle da situação com o líquido de arrefecimento ou o resfriamento do núcleo, a reação em cadeia da queima de combustível nuclear diminui e desaparece silenciosamente como um incêndio queimado, e não acelera, como no RBMK. Não há combustível (grafite) no núcleo do reator VVER, que pode conter até duas mil toneladas em RBMK. Parece que o VVER é uma opção ideal, mas nosso personagem convencional “um homem em um relógio de quartzo” também está com defeito, seu relógio é mais pesado e mais maciço, como um tijolo em uma pulseira. O caso VVER é gigantesco e sua fabricação é muito trabalhosa. As dimensões são limitadas ao se obter resistência máxima, pois as tensões mecânicas que rasgam o alojamento,diretamente relacionado ao seu diâmetro e pressão interna. Um aumento na potência unitária sempre leva a uma redução no custo de 1 kW de potência instalada, pois nesse caso elementos como MCPs, geradores de vapor (ou separadores de tambor), uma turbina a vapor com todas as suas complexas instalações são ampliadas, o custo unitário do sistema de automação, fornecimento de água, etc. .

Após o desastre na usina nuclear de Chernobyl, a questão da necessidade de atualizar os reatores tornou-se aguda, os requisitos de segurança nuclear foram reforçados. No momento, existem mais 11 reatores RBMK-1000.

O acidente de Chernobyl inibiu significativamente o desenvolvimento de energia nuclear não apenas na URSS, mas em todo o mundo. Na URSS, eles se recusaram a construir várias usinas nucleares - Tatar, Basashkir, Kostroma, Odessa, Minsk, Krasnodar e outras. A estrutura da indústria foi reorganizada para atender aos padrões internacionais.

Agora, a indústria nuclear russa é uma das principais do mundo em termos de desenvolvimentos científicos e técnicos no campo do projeto de reatores, combustível nuclear, experiência na operação de usinas nucleares e qualificações do pessoal da NPP. A parcela de geração de eletricidade pelas usinas nucleares é de cerca de 18,6% de toda a eletricidade produzida. A construção ativa de nove novas unidades de energia nuclear está em andamento, a construção do Novovoronezh NPP-2, Leningrad NPP-2, Báltico NPP, a primeira usina nuclear flutuante do mundo, o acadêmico Lomonosov, e a quarta unidade de Beloyarsk NPP.

monumento ao átomo pacífico em Kurchatovka

Gostaria de esperar que o átomo pacífico permaneça pacífico ...