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和平原子

“如果您可以将核物理发现用于和平目的，这将为通往新的天堂开辟道路”-阿尔伯特·爱因斯坦



核能使您能够扩展能源，这有助于节约化石燃料资源，降低电能成本。这对于远离燃料源的区域很重要。原子能的使用可以减少空气污染。确实，在运行期间，核电站不会消耗化石燃料，因此，不会将硫，氮氧化物和二氧化碳排放到大气中，从而减少了温室效应，从而导致了全球气候变化。

4月26日-切尔诺贝利事故30周年




4月26日是一个著名的日子 今年是“切尔诺贝利”一词成为可怕的人为灾难，全球环境灾难的代名词以来的30年。这次事故的后果感动了全世界。

现在切尔诺贝利核电站已停止运转，退役工作正在进行中，工业现场已建立了放射性废物管理设施，正在建造一个乏核燃料庇护所。正在积极进行新的安全隔离措施，以将被破坏的切尔诺贝利动力装置与环境隔离。克服事故后果的剩余步骤应该是创建基础结构，以处理不稳定的结构并对其进行拆卸，从避难所物体中清除燃料密集型材料并对其进行可靠处理。

从苏联核能的发展




苏联原子能的发展始于战后岁月，第一个主要理事会是在苏联人民委员会上设立的，它负有创建核工业和协调国家原子武器的科学，技术和工程发展的责任。 1946年，库尔恰托夫向斯大林报告了和平利用原子能的可能性。同年年底，原子能研究所（最初在苏联科学院第二实验室）启动了欧盟和欧洲的第一座F-1核反应堆，四年后，世界上第一座核电站的设计开始了。此类电站的建设解决了诸如燃料运输之类的问题，带来了许多优势-设备紧凑，能够创建大型电力单位的发电厂，由于不需要氧气，因此此类站可用于潜艇。



每个人都承担了“计划”的执行。他们很快创建了-科学基地，设计工程和建筑组织，工业企业。出现了国民经济的一个新分支-二次工程。
奥布宁斯克。莫斯科附近的一个绿色小镇已经成为和平核能的首都，这是全世界科学家和新闻工作者的圣地。试想一下：铀235在广岛上烈日灼烈地爆发，现在正在和平地烧开水！它沸腾，变成蒸汽，然后以热流的形式落到涡轮机叶片上。电流流过电线，给人们带来光明和温暖，并增强肌肉-力量。

第一座核电站于1954年在奥布宁斯克（莫斯科附近）建成。它的功率只有5兆瓦。从而开始了一个新时代-核能时代。





1956年的核能发展计划预计在苏联建设总容量2175兆瓦的核电站。

最初，核能的发展速度较低，因为人们关注水力和热能的发展。从1948年到1957年，调试了9座工业反应堆，武器级p生产商和1个试验性工业核电厂。积极从事可产生能量并产生p的两用反应堆的开发。数家低功率的试点核电站已经投产（例如，一个具有ARBUS北极机组机组反应堆的750 kW机组）。


北极块安装
1963 «» 750 — . — . , .

苏联的Beta-1晶体管装置是一个小型核装置的示例，用于为孤立的消费者供电，被用于无线电气象台。在其中，原子能直接转化为电能不是通过铀或p的裂变提供的，而是通过放置在小容器中的铈的β衰变提供的。该转换器使配备了标准自动气象站的150瓦无线电发射机得以生机。

自1957年以来，开始建造民用核电站。不仅建造了工业通道铀-石墨反应堆，还建造了加压水冷反应堆。

该行业发展的下一个“计划”涉及建设总容量为1.19万兆瓦的核电站。到1980年为止，计划将核电厂的容量增加到2.68万兆瓦。1990年时期的核能发展计划意味着更高的数字-10万兆瓦。 1982年，它被批准建造143台功率为440、500、1000和1500 MW的动力装置。我们可以充满信心地说，在80年代初期，核电在苏联开始以非常快的速度发展，从1981年到1985年，运行中的核电厂的容量增加了125％。切尔诺贝利核电站发生的事故迫使对核能发展计划进行审查...

NPP在反应堆安装和热方案的类型上有所不同。任何核电厂的动力装置均包括一个核反应堆，一个冷却堆和一个蒸汽轮机发电厂，在该核反应堆中铀或p核的裂变能被转移到冷却剂中，在蒸汽发电厂中，蒸汽能被转换为电能。

在第一核电厂，石墨被选作核反应堆的主持人，水被用作冷却剂。该选择是研究各种类型的核反应堆的结果：带有压力水（PWR），带有沸水（BWR），带有气体和钠冷却剂的反应堆。



用沸水冷却的铀-石墨通道反应器是经济的。容量为1,000 MW或更高的这种反应堆被称为“苏联式”。构成苏联核能工业基础的另一种类型是在VVER压力下加水的壳式反应堆（类似于PWR-使用普通水作为核反应的调节剂和冷却剂的能量反应堆）。苏联式反应堆的代表是RBMK-1000，其电容量为1000兆瓦（例如，在列宁核电站列宁格勒核电站）。



核电厂


列宁格勒核电厂位于索夫诺夫波尔市芬兰湾沿岸的圣彼得堡市以西80公里。列宁格勒核电站的建设吸引了环境与经济部最优秀的专家；它已成为一系列装有RMBC反应堆的核电站的主要成员。在批准RMBK-1000反应堆的技术设计后，该电站的建设开始（1967年9月）。 1973年，第一台动力装置的反应堆准备发射。在LEAS第一阶段的主体建筑中，有两个功率为1000 MW的动力装置，其中有一个公用的机房，以及用于反应堆，燃料运输系统，控制面板的单独的机房，以及一个用于煤气和一次水净化的公用房。每个功率单元中都有一个RMBC-1000反应堆，该反应堆的热容量为3200 MW，带有冷凝回路和辅助系统，蒸汽和冷凝水进料路径以及两台500 MW涡轮发电机。 LNPP是第一个使用海水进行冷却的站点。 1975年，启动了第二台发电机组，开始了核电站第二期的建设。 1979年，第三台动力装置； 1980年底，反应堆在第四台动力装置中启动。到1981年8月，总电力达到4000兆瓦，这使LNPP成为欧洲最大的此类核电站。到1981年8月，总电力达到4000兆瓦，这使LNPP成为欧洲最大的此类核电站。到1981年8月，总电力达到4000兆瓦，这使LNPP成为欧洲最大的此类核电站。

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由于缺乏用于存储或掩埋动力装置中乏燃料组件的集中场所，在该站的站点上，决定存储燃料组件和乏核燃料（燃料组件，乏核燃料）。因此，在带有RBMK反应堆的核电站站点
建造了乏核燃料存储设施。事实证明，这种“存储”非常“令人遗憾”：ISF（带有特殊通风，水净化和冷却自主系统的带有游泳池的建筑物和结构的综合体）的设计能力，以及反应堆反应堆的设计能力迅速被填补。



一项增加电力生产的长期计划为带有RBMK反应堆的核电站的建设提供了条件。在苏联启动第一座LNPP动力装置后的10年内，在库尔斯克，切尔诺贝利和斯摩棱斯克核电厂发射了12台带有RBMK-1000的动力装置。
到1986年，已经推出了14种这样的动力装置。

值得注意的是，在建造LNPP期间，斯拉夫斯基下达的命令是：“……一千瓦装机容量的成本应设定为不超过180卢布。” 因此，由于拒绝创建超出所需最低要求的安全系统，因此有必要降低项目成本。结果，列宁格勒核电厂的带有RBMK-1000的核电厂（以及随后的所有此类反应堆的核电厂项目）都只是出于经济原因，它们没有为反应堆安装提供保护壳。事实证明，由于反应堆隔室的屋顶强度与普通住宅建筑物的屋顶相同，因此“露天放置了200吨铀和1吨以上的放射性裂变产物”。



1975年切尔诺贝利事故的“演练”


11月28日至30日，列宁格勒核电厂发生了一次严重的辐射事故。第一单元的人员无法应对难以调节的电抗器，堆芯局部区域的功率增加了数倍，温度升至1600°C。在此之前，有1台涡轮发电机，反应堆功率为标称值的50％。就像事故发生前在切尔诺贝利核电站一样，功率（由于操作员的失误）降至零，他们在那之后立即开始提高功率。紧急过程持续了几个小时，同时将功率从零提高到1700兆瓦，并摧毁了30个燃料组件，仅破坏了一个通道。

在LNPP事故中，堆芯本身的中子物理不稳定性起了重要作用，远不如-外反应堆冷却回路（KMPT）中的热工水力不稳定性过程。

“幸运的是”，只有两道承载冷却液压力的通道壁被破坏。150万Ci放射性被扔到环境中。事故是隐藏的，没有公开承认RBMK的危险。直到1976年，当芬兰和瑞典政府要求增加其本国领土的辐射本底时，苏联外交部的一次会议才首次提及该事故。

切尔诺贝利核电厂




1967年，苏联政府决定开始切尔诺贝利核电站的建设。总共计划建造带有大功率铀-石墨通道反应堆的6台动力装置-RBMK。 1972年，开始建造第一台动力装置。国家委员会建议，在普里皮亚季河右岸的科帕奇村4公里处，距切尔诺贝利市12公里处选址。为切尔诺贝利核电站开发了该项目的三个版本（容量为2000 MW）：第一个版本使用RBMK-1000反应堆，第二个使用RK-1000气相石墨反应堆，第三个使用VVER-1000反应堆。最初，该选项是使用气相石墨反应器选择的，但后来被RBMK-1000反应器取代。在列宁格勒和库尔斯克之后，这是该反应堆的第三站。

1977年12月14日，第一台切尔诺贝利动力装置投入运行。 1978年5月24日，第一台功率为1000兆瓦的动力装置投入生产。第二台动力装置于1978年11月16日启动，第四台动力装置于1981年12月3日启动。 1983年11月，第一个燃料组件被装载到第四台动力装置上。



1986年4月26日，切尔诺贝利核电站发生事故。结果，反应堆设施的活动区和第四单元建筑物的一部分被破坏，并且积聚在活动区中的一些放射性产物被释放到大气中。在实验过程中发生了所有事情，以研究使用涡轮发电机转子的惯性来产生任何电量的可能性，如果将来反应堆崩溃的话。

该实验原计划在700 MW的反应堆功率下进行，但在开始之前，功率水平降至30 MW。操作员试图恢复电力，实验开始于200兆瓦。在几秒钟内，反应堆功率开始增加，操作员按下了紧急保护按钮（操作员延迟几十秒最初成为事故原因的正式版本）。每隔几秒钟发生两次爆炸，反应堆被完全摧毁。

在技​​术通道遭到破坏并破坏了蒸汽与水的连通之后，蒸汽进入了中央大厅，进入了左右两边的鼓式分隔器的处所，并进入了一个坚固箱体的子设备室。在下部连通装置破裂后，反应器完全脱水。爆炸始于反应堆的技术通道，该通道在增加的压力下开始销毁。反应器的下部和上部连通被破坏，压力以闪电般的速度增长-每秒15个大气压（达到250-300个大气压）。蒸汽进入反应堆空间-金属爆炸。鼓式分离器的房屋被摧毁，鼓式分离器本身（重130吨）被从固定的支撑物上移开并从管道上撕下。随后，落水管的矿井发生爆炸。中央大厅发生爆炸，然后（可能几乎同时）在反应堆本身中，该反应堆没有塞焦并且充满氢气。堆芯的爆炸导致大量活动的释放和炽热的核燃料碎片。屋顶着火了。爆炸引发，并以500吨的速度旋转了顶部生物保护板，它以倾斜的位置塌陷到设备上，左右的活动区域保持半开。

事故发生后的头几个月，主要责任归咎于操作员。 1991年，几乎所有指控都从NPP人员撤消。切尔诺贝利事故的原因之一被认为是法规和安全要求的低质量。灾难的原因是技术性的：爆炸的RBMK-1000反应堆具有许多设计缺陷，在某些情况下证明是危险的，它根本不符合许多核安全规则。

正如后来指出的（1993年），在事故发生之前，切尔诺贝利的第四台动力装置工作了许多变化的指标-反应堆的禁用紧急冷却系统和降低的反应堆裕度（OZR）。

据专家称，即使切尔诺贝利人员也不知道在变化的条件下工作的危险。在事故发生之前，ORM小于法规允许的值，但是，操作员不知道ORM的当前值，因此也不知道他们违反了法规。
当我听到爆炸的消息时，没有人告诉我们辐射水平危及生命。当时是前苏联时代，当局隐瞒了我们的危险消息。我工作的地方的辐射水平已经非常危险。我当时只有20个人，只有我们六个人还活着。



根据官方数据，有5000万Ki被丢入环境中。事故发生时，动力装置的反应堆4处于满负荷状态，反应堆内约有180吨燃料。爆炸从反应堆的盖子上撕下，重近3000吨，完全摧毁了屋顶，几乎完全摧毁了西墙和北墙。据粗略估计，“区”周围散有30至100吨燃料。被破坏的块周围的辐射水平达到每小时几千次X射线（允许的标准是每年5次X射线）。为了真正评估放射性释放的程度：落在广岛的原子弹重4吨半，而第四台动力装置的反应堆将50吨蒸发的燃料排入大气。反应堆的爆炸导致该地区（乌克兰领土，白俄罗斯和俄罗斯某些地区）。

在切尔诺贝利核电站周围，建立了一个30公里的“禁区”，几乎所有定居点都遭到了特别破坏，居民被逐出。普里皮亚季（人口为5万）已添加到已死城市清单中。所有居民都被疏散，但没有人被告知撤离的真正原因。
“亲爱的同志们！..为了确保人民，尤其是儿童的全面安全，有必要将城市居民暂时撤离到基辅地区附近的定居点。为此，今天，从14个零零时开始，在警察和市执行委员会代表的陪同下，公交车将在今天（从4月27日开始）通向每栋公寓楼。建议携带文件，基本物品以及食物，首先是食物……”



爆炸发生时，事故发生后数小时，有2人在车站死亡（其中一具尸体从未发现），另一人死于医院烧伤。这些人在爆炸时离反应堆不远，他们的死亡与辐射损害无关。随后，爆炸期间在车站的134名切尔诺贝利员工和救援队成员患上了放射病，在接下来的几个月中有28人死亡。

乌克兰（4.175万平方公​​里），白俄罗斯（4.66万平方公里），俄罗斯的欧洲部分（5.71万平方公里）被广大领土污染。发生的灾难对成千上万的无辜人民来说是致命的...

尽管如此，在1986年秋天，切尔诺贝利核电站恢复了工作，第一个动力装置于10月1日启动，第二个动力装置于11月5日启动。第三个动力单元于1987年11月启动。但是在1991年第二台动力装置发生严重火灾并没有进行恢复尝试后，该电站于1997年停运。

考虑到切尔诺贝利核电站发生可怕事故的主要原因，RBMK-1000核反应堆的设计缺陷已经成为现实。但毕竟，这些反应堆不仅位于切尔诺贝利核电站，而且位于几个站（列宁格勒，斯摩棱斯克和库尔斯克）。

RBMK-1000或VVER-1000


那么，为什么这种类型的反应堆在苏联如此受欢迎呢？..两种类型的反应堆-大功率通道铀-石墨（RBMK -1000）和加压水（VVER -1000），哪种类型的核反应堆RBMK-1000或VVER-1000是什么在您选择我们国家的这种类型时指导您的？您可以用时钟来类比。



想象一下，RBMK反应堆的核电站是一个昂贵的机械表中的人。这种类型的核反应堆几乎可以拥有无​​限的动力，并且可以在不停止使用的情况下更换用过的核燃料，也就是说，您可以清洁和修理钟表，而无需将其从手中移开。方便。实用。 RBMK反应堆的使用在经济上一直很有吸引力。但是为方便起见，您必须付出一些不便。铀-石墨反应器的缺点是一整套的。首先，这是增加的安全性要求，操作的复杂性，其次是对维护人员的特殊要求。最后，严格执行指令。监管文件严格规定如果您将植物旋转至少半圈或将箭头转过一圈，手表将简单地爆炸并扯下您的手。

与RBMK相比，VVER反应堆的主要质量优势是安全性。在切尔诺贝利核电站发生事故后，这一事实变得显而易见。但是有一个悖论，为什么在前苏联RBMK动力装置的国家的能源部门中比VVER更受欢迎？在这个事实之下，奇怪的是，还有一门严肃的科学-经济学。事实是，在70年代末Atommash工厂（生产VVER整流器）启动之前，苏联每年只能生产一艘这种类型反应堆的容器。



VVER-1000从根本上没有“正反馈”，正是这些正反馈导致了1986年4月26日的悲剧。如果随意失去对冷却液或堆芯冷却的控制，则燃烧核燃料的连锁反应会减少，并且像燃尽的火一样安静地消失，而不会像RBMK那样加速。 VVER反应堆堆芯中没有燃料（石墨），该燃料中最多可包含2000吨RBMK。 VVER似乎是一个理想的选择，但我们的条件字符“石英表中的男人”也存在问题，他的表重，重，例如表带上的砖头。 VVER机壳巨大，制造过程非常费力。尺寸受到极限强度的限制，因为机械应力会撕裂外壳，直接关系到它的直径和内部压力。单位功率的增加总是会导致安装成本降低1 kW，因为在这种情况下，诸如MCP，蒸汽发生器（或鼓式分离器），具有所有复杂设施的蒸汽轮机之类的元件会增加，自动化系统的单位成本，供水等。 。

切尔诺贝利核电站发生灾难后，需要升级反应堆的问题变得很紧迫，对核安全的要求也越来越严格。目前，还有11个RBMK-1000反应堆。

切尔诺贝利事故不仅在苏联而且在全世界都严重抑制了核能的发展。在苏联，他们拒绝建造许多核电站-塔塔尔，巴什基尔，科斯特罗马，敖德萨，明斯克，克拉斯诺达尔等。重组了行业结构，以符合国际标准。

现在，就反应堆设计，核燃料，运行核电厂的经验以及核电厂人员的资格等领域的科学技术发展而言，俄罗斯的核工业已成为世界上最重要的工业之一。核电厂的发电量约占总发电量的18.6％。目前正在积极建设9个新的核电站，Novovoronezh NPP-2，Leningrad NPP-2，Baltic NPP，世界上第一个浮动核电站，Lomonosov院士以及Beloyarsk NPP的第四个电站正在建设中。


库尔恰托夫卡和平原子纪念碑

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Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN392785/

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