원자로는 인간의 간섭없이 오랜 시간 동안 실행할 수 있지만 그렇게하도록 설계되지는 않았습니다. 자연 재해 또는 정전이 발생하면 백업 시스템은 연료가 건조 될 때까지 원자로를 안정적으로 유지하기 위해 시작됩니다. 그러나 백업 전력이 손상되면 반응기는 결국 가열되어 반응기 챔버를 통해 폭발하거나 녹을 것입니다.
“원자의 펼쳐지는 힘은 모든 것을 바꾸었고, 우리의 사고 방식을 구해서 우리는 비교할 수없는 재앙으로 표류합니다.”-Albert Einstein
1986 년 4 월 26 일, 세계는 최초의 주요 핵 재난을 경험했습니다. 이것은 우크라이나의 체르노빌 재해 외에는 아니었다. 방사선을 포함하여 50 만 소련 병사들이 파견 된 재난이 너무 나빴습니다. 체르노빌은 그 신용으로 작은 원자력 발전소가 아니었다. 그것은 당시 가장 큰 원자력 발전소 중 하나였으며 최고의 엔지니어들이 그것을 유지하기 위해 노력하고있었습니다. 이제 체르노빌을 운영하는 사람들과 함께 폭발은 12 시간 안에 여전히 발생했습니다. 인간이 방정식에서 제거되면 실패하기 전에 원자로가 제대로 작동할까요?
원자력 발전소 작업
우리의 설명에서, 우리는 열 원자로의 작동 만 고려할 것입니다. 열 원자로는 세 가지 주요 범주로 광범위하게 분류 될 수 있습니다. 격리 구조 주요 원자로와 증기 발생기가 수용됩니다. 방사선이 항상 구조물 내에 포함되도록 강화 콘크리트로 만들어진 건물입니다.
원자로 핵 핵분열이 발생하는 곳입니다. 핵분열은 방사성 물질이 화학적으로 분해되어 극한 열을 생성하는 화학 공정입니다. 생성 된이 열은 물로 옮겨져 원자로 내에서 순환하고 증기 발생기에 열을 전달합니다. 원자로의 물이 극한 열에 노출 되더라도 결코 증기로 변하지 않습니다. 원자로 내부에 물이 유지되는 압력이 160 bar (대기압)이므로 증기로 변하는 것을 방지하기 때문입니다.
증기 발생기 원자로에서 들어오는 열을 빼앗아 갈 책임이 있습니다. 증기 발생기에는 물이 포함되어 있지만, 반응기의 물과 증기 발생기 내에 존재하는 물은 절대 혼합하지 않음을 기억해야합니다. 원자로로부터의 물은 방사성이며 원자로를 떠나지 않기 때문입니다. 증기 발생기의 물은 증기로 변환되어 발전기로 운반됩니다.
전기 발전기 전기 생성에 대한 책임이 있습니다. 증기 발생기에서 증기를 가져 오면 가능합니다. 발전기에 들어가는 증기는 매우 빠른 속도로 제공됩니다. 이것은 발전기의 터빈을 이동하여 터빈에서 기계적 에너지를 전기로 변환합니다. 증기가 발전기의 터빈을 통과하면 응축기로 전송됩니다.
응축기 일반적으로 발전기를 빠져 나가는 증기와 접촉하는 금속 파이프 시스템입니다. 그 의무는 증기를 아래로 식히는 것이므로 물로 다시 이동합니다. 그런 다음 냉각 된 물을 증기 발생기로 다시 전송합니다. 증기를 냉각 한 후, 응축기의 물은 열을 냉각탑으로 옮깁니다. 냉각탑 응축기에서 들어오는 물의 냉각을 처리합니다. 이것은 일반적으로 타워 안에 존재하는 대형 기계식 팬의 도움으로 이루어집니다. 그러나 팬이라도 시간이 지남에 따라 일정량의 물이 증발합니다. 냉각 타워의 또 다른 특성은 필요할 때 저수지에서 냉수를 지속적으로 공급하는 것입니다.
인공 오류 및 자연 재해로부터의 학습
무인 원자로의 비참한 효과의 규모를 이해하려면 역사를 되돌아 보겠습니다. 역대 가장 큰 두 가지 사고를 살펴 보겠습니다 - Chernobyl 및 후쿠시마.
(사진 크레딧 :Garvey STS / Wikimedia Commons)
체르노빌 재해 1986 년 4 월 25 일부터 26 일까지 이틀에 걸쳐 있습니다. 그것은 구소련의 가장 큰 핵 재난으로 간주됩니다. 그것은 현대 우크라이나의 작은 마을 Pripyat에서 발생했습니다. 재난은 두 가지 주요 이유로 발생했습니다. 첫 번째는 고위 관리들이 엔지니어들에게 하룻밤 늦게 전원 정전을 조사하기 전에 안전 시스템을 끄도록 지시했다는 것입니다. 두 번째 원인은 원자로 코어가 설계 결함을 가지고 있으며 엔지니어에게 제공된 안전 체크리스트와 일치하지 않고 위치로 배열 되었기 때문입니다. 이 두 가지 요소가 함께 결합되어 통제되지 않은 핵 핵분열이 발생하여 원자로의 핵심이 가열되어 치명적인 폭발을 일으켰습니다.
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체르노빌 원자력 발전소의 4 번째 블록 (사진 크레디트 :IAEA ImageBank / Wikimedia Commons)
폭발과 그 효과는 너무 치명적이어서 프리 피트 시가 즉시 대피했다. 폭발로 인한 방출 된 먼지는 스웨덴까지 퍼졌습니다. 방사선의 영향을 막기 위해 소비에트 연방은 방사선이 퍼지는 것을 막기 위해 200 미터 두께의 콘크리트 돔을 건설하기 위해 50 만 명의 훈련 된 군대 요원을 즉시 파견해야했습니다. chernobyl 이라고 생각한다면 그러나 후쿠시마 재해 이 나빴습니다 실제로 세계 핵 협회 (World Nuclear Association)에 의해 더 높은 재난 영향 등급을 받았습니다.
MAP는 후쿠시마 다이 이치 (Fukushima Daiichi) 공장에서 방사성 물질이 방출 된 후 첫 해에 사람들이받는 방사선 용량을 보여줍니다. EPS의 재배치 가이드 라인은 2000 MR/YR (20 msv/yr) 이상으로 빨간색으로 표시되어 있습니다.) (사진 신용 :핵 사고 팀 DOE/Wikimedia Commons)
Fukushima Daiichi 재해 후쿠시마 현의 일본 북부 해안에서 발생한 재난의 이름입니다. 2011 년 3 월 11 일부터 16 일까지 6 일 동안 발생했습니다. 첫 번째 재난은 3 월 11 일에 발생한 쓰나미의 충격파가 크기 9의 지진을 일으켰습니다. 이로 인해 주요 전력선이 실패하고 원자로 코어가 즉시 폐쇄되었습니다. 발전기의 백업 전기는 냉각 시스템을 온라인으로 유지할 수있었습니다.
엔지니어들은 메인 전력선을 되찾기 위해 노력할 시간이있었습니다. 그러나 2011 년 3 월 16 일에 이어진 것은 아무도 준비하지 않은 것이 었습니다. 이 날, 41 미터 쓰나미가 4 개의 반응기 중 3 개에 추락했습니다. 이것은 냉각 시스템을 유지하고 실행 한 모든 백업 생성기를 씻어 냈습니다. 더 나은 원자로 코어 디자인 덕분에 그들은 열려 있지 않았지만, 이로 인해 반응기 챔버베이스가 녹아서 해당 부위의 기반에 연료를 증착했습니다.
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이제 우리는 인공 오류와 자연 재해에 대한 명확한 이해를 얻었으므로 현대에 인간의 존재가없는 원자로에게 일어날 수있는 일에 대한 현대적인 시나리오를 구축해 보겠습니다.
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오늘날의 최첨단 제어 시스템은 인간의 오류가 최소한으로 유지되도록합니다. 인간이 없어도 원자력 발전소에는 scram, 와 같은 자동 프로토콜이 있습니다. 반응기를 완전히 차단할 수 있습니다. 제어 시스템은 메인 라인 및 백업 전원이 존재하는 한 연료가 건조 될 때까지 반응기를 안정적인 상태로 유지하는 시점까지 업데이트됩니다.
.그러나 자연 재해의 경우 가장 먼저 일어날 일은 메인 전력선이 종료된다는 것입니다. 백업 전원이 손상되지 않으면 메인 라인이 실패하자마자 시작됩니다. 백업의 도움으로 인해 주 전원 라인이 실패하더라도 냉각 시스템은 온라인 상태로 유지됩니다. 백업 전원이 주스가 부족하거나 백업 전원도 손상됩니다 ( fukushima 의 경우와 같이. ) 심각한 자연 재해로 인해. 이로 인해 원자로 코어 가열이 발생하여 두 가지 가능한 상황이 발생합니다. 반응기 설계가 약하기 때문에 chernobyl에서 일어난 일과 같이 폭발로 이어집니다. 또는 연료는 원자로를 통해 화상을 입히고 기반암에 침투합니다.
무인 원자로가 지속될 시간의 양은 일주일이 될 것이며,이 시간은 fukushima 의 실패 타임 라인을 연구 한 후에 끝났습니다. 및 체르노빌 .
(사진 크레디트 :Pixabay /미국 에너지 부서 /Wikimedia Commons)
재미있는 사실 :코끼리의 발, 체르노빌 공장의 바닥에있는 핵연료 퇴적물에 대해 읽으십시오!
