science >> Wetenschap >  >> Elektronica

Russische beschietingen veroorzaakten brand in een Oekraïense kerncentrale. Hoe dicht kwamen we eigenlijk bij een ramp?

Zaporizhzhia Nuclear Power Plant, de grootste kerncentrale van Europa, ongeveer 50 km van Zaporozhye in Oekraïne, 2009. Twee koeltorens (de ene grotendeels verduisterd door de andere) aan de linkerkant en 6 VVER-reactorgebouwen. Foto vanaf de "Nikopol" oever van de rivier de Dnjepr. De twee hoge schoorstenen bevinden zich bij een kolencentrale ongeveer 3 km buiten de kerncentrale. Krediet:Ralf1969/Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0

Het klinkt als een nachtmerrie die uitkomt. Tijdens een militair offensief als onderdeel van de Russische invasie van Oekraïne, brak brand uit in de grootste kerncentrale van Europa, de Zaporizja-centrale in de zuidelijke stad Enerhodar.

Voor zover we de situatie begrijpen, beschoten Russische troepen het gebied tijdens een gevecht om de controle over de faciliteit, die 25% van de elektriciteit van Oekraïne levert.

De fabriek heeft zes grote reactoren van 950 megawatt, gebouwd tussen 1980 en 1986, wat van cruciaal belang is voor een ander ontwerp dan de beruchte en nu ontmantelde kerncentrale van Tsjernobyl.

De brand brak blijkbaar uit in een trainingsgebouw met meerdere verdiepingen, maar is naar verluidt geblust.

Was er een reëel risico op nucleaire besmetting?

Het incident wekte begrijpelijkerwijs het schrikbeeld van de ramp in Tsjernobyl in 1986. Maar het is belangrijk om te onthouden dat dit twee verschillende soorten reactoren zijn. Tsjernobyl gebruikte reactoren van het RBMK-type, een Sovjetontwerp uit de jaren 70 dat nooit in het Westen is gebouwd vanwege inherente veiligheidsgebreken.

De krachtcentrale van Zaporizja beschikt over VVER-reactoren van Russische makelij, die in grote lijnen hetzelfde ontwerp gebruiken als de Pressurized Water Reactor (PWR), het meest populaire reactorontwerp dat wereldwijd wordt gebruikt en ook het type dat wordt gebruikt in door kernenergie aangedreven onderzeeërs.

Een PWR heeft een op zichzelf staand primair koelwatersysteem om warmte van de reactorkern naar een stoomgenerator over te brengen. Dit systeem wordt onder druk gehouden zodat het water niet kookt, vandaar de naam. Een tweede, aparte waterkringloop brengt de stoom die in de stoomgenerator wordt geproduceerd over naar de turbine die de elektriciteit opwekt.

Een ander cruciaal contrast met Tsjernobyl is het feit dat VVER- en PWR-reactoren een enorme betonnen omhulling rond de reactor hebben om elke radioactieve lozing te stoppen. Dit omringt de reactor en stoomgeneratoren volledig, zodat al het water dat mogelijk radioactief kan zijn, binnen de insluiting blijft.

De insluiting is meestal gemaakt van voorgespannen beton met een stalen voering. Daarentegen was de reactor van het Tsjernobyl-type fysiek erg groot, wat betekent dat een soortgelijke insluiting om dat systeem in te sluiten erg duur zou zijn geweest.

Naast de normale koelsystemen hebben VVER-reactoren nood-kernkoelsystemen die bestaan ​​uit vier "hydroaccumulatoren" - vaten die onder druk staan ​​​​met gas en gevuld zijn met water dat automatisch in de reactor kan worden vrijgegeven om deze te koelen. Dit worden "passieve" systemen genoemd omdat ze alleen afhankelijk zijn van gasdruk om het water te injecteren, in plaats van pompen die elektrische stroom nodig hebben.

Ze hebben ook meerdere systemen die pompen gebruiken om water in de reactor te injecteren om een ​​kernsmelting te voorkomen als de normale koelsystemen niet beschikbaar zijn, bijvoorbeeld als gevolg van stroomuitval.

Als de verbinding met het net wegvalt, kunnen stand-by dieselgeneratoren elektrische voeding leveren aan essentiële installaties. Deze back-upinstallatie heeft verschillende "treinen" - identieke en onafhankelijke sets van installaties die fysiek gescheiden zijn en dezelfde veiligheidsfunctie vervullen. Deze VVER heeft bijvoorbeeld drie treinen hogedrukwaterinjectie en drie treinen lagedrukinjectie.

De vier treinen passieve hydroaccumulatoren hebben geen dieselvoorziening nodig en zullen toch voor de nodige koeling zorgen.

Vorige rampen

In 1979 kreeg een van de PWR's op Three Mile Island in de Amerikaanse staat Pennsylvania een kernsmelting, maar er was praktisch geen radioactieve lozing in het milieu vanwege het betonnen insluitingssysteem.

Na de ramp in Fukushima in Japan in 2011 onderzocht de nucleaire regelgevende instantie van Oekraïne het vermogen van zijn kerncentrales om extreme gebeurtenissen te weerstaan, zodat alle kerncentrales beter voorbereid zijn op deze situaties. Dit leidde tot de installatie van mobiele dieselaangedreven pompen die kunnen worden aangesloten op het koelsysteem van de reactor om in geval van nood van water te voorzien.

De fabriek in Zaporizja levert 25% van de Oekraïense elektriciteit en Rusland wilde er vermoedelijk controle over krijgen om de elektriciteitsvoorziening te controleren. Ondanks de vanzelfsprekende roekeloosheid van de gevechten in de buurt van een kerncentrale, zou het niet in het belang van Rusland zijn om een ​​radioactieve uitstoot te veroorzaken, omdat dit onmiddellijk zijn legerpersoneel in de buurt zou treffen en mogelijk ook zou leiden tot een radioactieve wolk die zich over West-Rusland zou verspreiden en met name de geannexeerde regio van de Krim, net ten zuiden van de fabriek.