Dunántúli Napló, 1983. december (40. évfolyam, 331-359. szám)
1983-12-09 / 339. szám
e Dunántúli napló 1983. december 9., péntek Technika Technika Technika 1932-ben fedezte fel Chadwick a neutront és végezte el Cockroft és Walton — az első maghasítást. 1942. december 2-án — a chicagói egyetemen egy kadmium burkolatú szabályzónk! mozgatásával először valósult meg az ember által létrehozott önfenntartó, szabályozható és energiát termelő láncreakció. Majd a Szovjetunióban, az obnyinszki — 1954-ben üzembe helyezett — első hálózatra kapcsolt és villamos energiát termelő, 5 MW-os atomerőművel megindult az ipari célokra és ipari méretekben történő atomerőmű, építés. Az atomenergia részesedése a villamos energia termelésében — sok országban — igen jelentőssé vált. Finnország vezeti a mezőnyt, 40,3 százalék, majd Franciaország 38,7 százalék. Svédország 35,3 százalék, Svájc 28,1 százalékkal következik. Az elmúlt egy évben 21 reaktorblokkot kapcsoltak hálózatra, köztük a Paksi Atomerőmű első, 440 MW-os blokk, jót. Hogyan termeli az atomerőmű a villamos energiát? Az atomerőmüvek a nehéz atommagok (U235) hasadásakor felszabaduló energiát hasznosítják. Az atommagok hasítását neutronok ütközése — befogása —■ hozza létre. Az atommag a neutron befogásakor olyan mértékű gerjesztett átmeneti állapotba jut, hogy igen rövid idő múlva széthasad két kisebb tömegszámú instabil maggá, energia felszabadulása és átlagosan 2,7 (magonként 2—3) új neutron kiválása közben. Ezek az új — akkor gyors — neutronok a lassító közegen átjutva újabb atommagokat hasítanak és így jön létre az ún. láncreakció. A lassító (moderátor) közeggel szemben támasztott legfontosabb követelmény, hogy a lehető legkevesebb ütközéssel, tehát jó hatásfokkal lassítson és minél kevesebb neutront fogjon be. A lassító, azaz a moderátor anyagok kö. zül legjobb a nehézvíz (D20) és a grafit, de jó és főleg olcsó a természetes — használatos nevén a — könnyűvíz <H20). A láncreakció nagyságának kézben tartásával — a hasadó atommagok számának szabályozásával — lehet a felszabaduló energia mennyiségét szabályozni. A könnyűvizes reaktoroknál ezt a feladatot részben a moderátorba — (esetünkben ez megegyezik a hőhordozó közeggel, azaz a nagy tisztaságú vízzel) — juttatott bórsavval, részben pedig szilárd és ugyancsak bőrt tartalmazó, mechanikusan mozgatható szabályzórudakkal oldják meg. Ezek a rudak védelmi célokat is szolgálnak, le tudják állítani a láncreakciót. A maghasadáskor létrejövő hasadási termékek mozgása a szilárd fűtőelemben rövid úton lefékeződik, és ez a mozgási energia alakul át hővé, amely az urándioxid fűtőelemet heví. ti, a fűtőelem hőjét a burkolatnak és azon keresztül az áramló hűtőközegnek adja át, ezzel egyúttal a fűtőelemek intenzív hűtése is megoldódik. A paksi 440 MW teljesítményű reaktorban —• mintegy 3,5 millió fűtőelempasztilla található. A maghasadáskor létrejövő energiafelszabadulás nagyságának érzékeltetésére azt lehet mondani, hogy egy gramm 235 tömegszámú uránizotóp teljes hasítása során kb. 9000 darab 100 W-os izzólámpa 24 órai üzemeltetéséhez szükséges energia szabadul fel. A legtöbb atomerőműben dúsított uránt használnak fűtőanyagként, általában 3—5 százalékos dúsítási mértékben. Az izotópdúsítás nagyon energia- igényes, bonyolult és így drága folyamat. Atomerőműtípusok Az eddig megépült atomerőművek döntő többségében nyomottvizes reaktorokat alkalmaznak. Ilyenek a paksi reaktorok is, melyek egységteljesítménye 440 MW. A Paksi Atomerőmű műszaki megoldásaiban — különösen a biztonsági berendezések és rendszerek tekintetében — jelentősen eltér a korábban megépült hasonló típusú erőművektől. Különösen az irányítástechnikát — menetközben alakították ki a tervezők. Az erőmű jellemzője az egy reaktorhoz tartozó 6 darab gőz- fejlesztő és 2 darab gőzturbina. A négyblokkos, 1760 Az atomerőmű látképe MW-os telejsítményű atomerőműhöz 16 kilométer üzemi vasútvonalat, 14 kilométer szilárd burkolatú közutat, 25 végleges épületet és kb. 70 000 négyzetméter alapterületű felvonulási épületet kellett építeni. A beépített építőanyag mintegy 1 900 000 tonna, a technikai berendezések súlya kb. 86 000 tonna. Az atomerőmű biztonsága Egy atomreaktor sohasem válhat atombombává, tehát nem robbanhat fel, még akkor sem, ha az összes biztonsági berendezés rosszul működne. Az atomerőművet az előfordulható maximális üzemzavarra kell méretezni. Mi is az a maximális üzemzavar? A reak. tor fővízkörének —• amely 500 mm átmérőjű és 34 mm falvas- tagságú, nagy szilárdságú, rozsdamentes acélból készült csővezeték — hirtelen, teljes átmérőben történő törése. A Paks előtt megvalósult KGST- atomerőműveknél ezt nem tételezték fel. Normál ütemben a legnagyobb sugárforrás háromszorosan el van zárva a környezettől. A legfőbb sugárzási veszélyt az jelenti, ha felhasad az üzemanyagelem burkolata, és így a primerköri vízbe kerülhet a hasadási termék, innen pedig csőtörés esetén az épületrészekbe, ahonnan a szabadba juthatna, és veszélyt jelentene a környezetre. Ezt kell megakadályozni! A fűtőelemburkolatok felrepedését, az uránpasztillák megolvadását a főkeringtető vezeték törése esetén az üzemzavari hűtőrendszerek akadályozzák meg. A reaktor primerkörében 125 bar nyomással 300 C hőfokú víz kering. A feltételezett, de nagyon kis valószínűségű csőtörés esetén ebből a nagy nyomású forróvizből azonnal nagy mennyiségű — potenciálisan radioaktív — gőz keletkezik, mely megemeli a hermetikus épületi térrész belső nyomását max. 2,5 bar értékűre. Gondoskodni kell tehát a nyomás csökkentéséről, a gőz hermetikus téren belüli lekondenzálá- sáról, és így már mint folyadék, kézben tartásáról. Ezt a feladatot is aktív és passzív rendszerek látják el. Irányítástechnikai berendezések A hagyományos mérési, vezérlési, szabályozási és védelmi feladatok mellett nagyon nagy hangsúllyal jelentkeznek a nukleáris szennyezést megakadályozó ellenőrzési feladatok. Az erőművet kiszolgáló segédüzemek egy része magyar tervezésű és szállítású irányítástechnikai berendezésekkel lettek ellátva. A reaktorblokk irányítása a központi blokkvezénylőből történik, ugyanakkor a reaktorra vonatkozó legfontosabb információt szolgáltató és a technológiába való legfontosabb beavatkozást — biztonságvédelmet — biztosító eszközök, a blokkvezénylővel párhuzamosan az ún. tartalék vezénylőben is megtalálhatók. Egy reaktorblokk esetében a mérési információt biztosító mérőhelyek száma kb. 10 000 darab, a központi helyekről megvalósított távműködtetésű beavatkozások száma mintegy 3000 darab, az önműködő szabályozókörök száma 200 darab, a védelmi működést és ezen keresztül a technológiai rendszer részleges vagy teljes leállását indító paraméterek száma kb. 50 darab. A beépített impulzuscsövek mennyisége 50 tonna, a kábelek mennyisége pedig 200 kilométer. A technológia irányítására telepített számítógépbázis az ún. URÁN—2 számítógép- rendszer, amely egy M—60 folyamat perifériarendszerből, SZM—2 számítógépeket tartalmazó feldolgozórendszerből és az ORION színes kvázigrafikus információ megjelenítőrendszerből áll. Például az M—60 fo- lyamatperiféria-rendszer kb. 2000 analóg mérőjelet és 3000 kétállapotú jelet fogad és alakítja át a feldolgozás és a megjelenítés számára alkalmas jelekké. A reaktoregység külön információs adatgyűjtő berendezéssel rendelkezik, az ún. reaktor belső ellenőrző rendszerrel (HINDUKUS). Ez a reaktorba beépített hőelemek és neutronfluxus detektorok, valamint a primerkörbe elhelyezett érzékelők és távadók jeleit dolgozza fel és jeleníti meg a blokk-kezelők számára. Sugárzásellenőrzés Az üzemi rendszer egyik része a technológiai körök aktivitását méri, a másik része a kiválasztott helyiségek gamma- sugárzás dózisszintjét, a harmadik a levegőmintavétel segítségével az adott helyiségben lévő radioaktív szennyezőanyagok koncentrációját határozza meg. A belső sugárvédelmi ellen, őrzőrendszer szintén egy központi adatgyűjtő, amelyhez az értékelők széles skálája csatlakozik. így pl. 210 gamma dózisteljesítmény mérő csatorna, 4 neutronfluxus mérőrendszer, 110 beta-aerosol mérőcsatorna a helyiségek aktivitásának ellenőrzésére, 7 nemesgáz térfogati aktivitásmérőrendszer, 20 folyadékaktivitás- mérő csatorna és 20beta-aero- sol mérőcsatorna a levegő aktivitás mérésére a szellőző- rendszerben. A külső sugárvédelmi ellenőrzőhálózat központja a lakótelepen van. A rendszer keretében mérik az erőműből a szellőzőkéményeken és a melegvízcsatornán keresztül történő radioaktív anyag kibocsátást, a levegőbe kibocsátott radioaktív anyagok terjedésének számításához szükséges meteorológiai adatokat. Az erőműtől 1—2 km-re, a nagyobb, közeli lakott települések irányában elhelyezett 7 nagy, 30 km körzetben pedig további 17 kisebb mérőállomáson gammasugárzás-intenzitást, ra. diojódkoncentrációt, aerosol. és fall-out méréseket végeznek. A környezeti mintákat külön gépkocsival gyűjtik be. Mozgó laboratóriummal gyors helyszíni elemzések végezhetők. A mérési eredményeket számítógépeken feldolgozzák. Azért, hogy pontosan meghatározható legyen az atomerőmű üzembe vétele után az erőmű okozta többletsugárzás nagysága, mértéke, szükséges, hogy a környék háttérsugárzását és szennyezettségét is pon. tosan ismerjék. Ezért ezeket a méréseket már két évvel az üzembe helyezés előtt megkezdték. Balogh Ernő létesítményi főmérnök (ERBE) Illés Béla osztályvezető (ERBE) Rovatszerkesztő: Csuti János A ll-es irányitóközpont (Felvétel: Erb János) Energiát termel a Paksi Atomerőmű első blokkja
