Accidentul de la Cernobîl

Reactorul nuclear RMBK

„Reactorul nuclear este o instalaţie în care este iniţiată o reacţie nucleara în lanţ, controlată şi susţinută la o rată staţionară (în opoziţie cu o bombă nucleară în care reacţia în lanţ apare într-o fracţiune de secundă şi este complet necontrolată).”

Cea mai importantă utilizare a reactoarelor nucleare în prezent este pentru producerea energiei electrice. Reactoarele de cercetare sunt folosite pntru producerea de izotopi şi pentru experimente cu neutroni liberi. Reactoarele au fost folosite pentru prima data pentru producerea plutoniului pentru bomba atomică. O altă utilizare militară a tehnologiei nucleare este legată de propulsia submarinelor şi vapoarelor ( deşi aceasta presupune un reactor mult mai mic decât cel folosit într-o centrală nuclearo-electrică).

Majoritatea reactorelor nucleare comerciale sunt bazate pe fisiunea nucleară şi sunt considerate problematice datorită nesiguranţei lor şi riscurilor asupra sănătăţii. Dar, în ceea ce priveşte producerea de energie electrică, centralele nucleare sunt considerate de majoritatea oamenilor drept o metodă sigură şi nepoluantă.

Deşi s-au dezvoltat numeroase tehnologii de realizare a reactoarelor nucleare de fisiune, acestea pot fi împărţite în două mari categorii, ţinându-se cont de energia neutronilor utilizată pentru a susţine reacţia de fisiune în lanţ. O prima categorie de reactoare este reprezentată de reactoarele termice, reactoare lente care folosesc neutroni termici. Acestea sunt caracterizate ca având materiale de moderare care sunt destinate încetinirii neutronilor până când aceştia ajung la nivelul mediu al energiei cinetice a particulelor din mediul înconjurător. Neutronii termici au o probabilitate mare de ciocnire cu nucleele fisionabile de U 235 şi, comparativ cu neutronii rapizi rezultaţi din fisiune, există o oarecare probabilitate de captură a nucleelor de U 238. Pe lângă moderator, reactoarele termice au combustibil încapsulat, vase sub presiune, scuturi şi instrumentaţie de montorizare şi control pentru toate sistemele reactorului. Multe reactoare de putere de acest tip, ca şi primele reactoare de producere a plutoniului au fost reactoare termice având moderator de grafit. Centralele moderate cu grafit (de exemplu reactoarele ruseşti RMBK) şi apă grea (reactoarele canadiene CANDU), tind să fie mult mai termalizate decât cele de tip PWR şi BWR, acestea din urmă utilizând ca moderator apa uşoară; datorită gradului mai înalt de termalizare, reactoarele de acest gen trebuie să folosească uraniu natural, neîmbogăţit.

O altă categorie de reactoare este reprezentată de reactoarele rapide (FBR) care folosesc neutroni rapizi pentru a întreţine reacţia de fisiune în lanţ. Aceste reactoare sunt caracterizate prin lipsa materialului de moderare. Ele funcţionează cu combustibil puternic îmbogăţit (uraniu sau plutoniu), pentru a reduce procentul de U238 care ar captura neutonii rapizi. Unele reactoare sunt capabile să producă mai mult combustibil decât au consumat, în mod uzual convertind U238 în Pu 239. Acest tip de reactoare nu a egalat succesul reactoarelor termice în nici un domeniu.

Reactoarele termice de putere, la rândul lor pot fi împărţite în trei categorii: cu vas de presiune, cu canale combustibile presurizate şi respeciv cu răcire cu gaz. Reactorul aflat în studiu, RMBK, intră în categoria reactoarelor cu canale combustibile presurizate, alaturi de reactoarele CANDU. Principalul avantaj al acestor reactoare este legat de faptul că ele pot fi aprovizonate cu combustibil proaspăt chiar şi în timpul funcţionării. Reactorul RMBK este un reactor răcit cu apă uşoară şi moderat cu grafit.

Reactoarele termice depind, în general, de uraniul rafinat şi îmbogăţit. Unele reactoare pot opera cu un amestec de uraniu cu plutoniu (MOX). Procesul prin care minereul de uraniu este extras din mină, procesat, îmbogăţit, folosit, posibil reprocesat şi depozitat este cunoscut ca ciclul combustibilului nuclear. Izotopul uşor fisionabil U-235 reprezintă doar 1% din uraniul natural, astfel încât, cele mai multe reactoare solicită o îmbogăţire a acestuia. Această îmbogăţire presupune creşterea procentajului de U-235 şi se realizează, uzual, cu ajutorul difuziei gazoase sau prin centrifugare cu gaz. Materialul îmbogăţit rezultat este convertit în pudră de UO2 care este sinterizată sub forma de pastile (presare şi coacere). Pastilele sunt introduse în tuburi închise etanş, tuburi numite bare combustibile. La sfârşitul ciclului de operare, combustibilul din unele configuraţii este consumat şi este descărcat şi înlocuit. Nu toate reactorele trebuie oprite pentru reîncărcarea cu combustibl nou; de exemplu, reactoarele de tip PBMR, RMBK, MSR, MAGNOX şi CANDU permit alimentarea cu combustibil proaspăt chiar în timpul funcţionării.