Topljenje nuklearnog jezgra

Nuklearna elektrana Ostrvo tri milje u SAD

Topljenje jezgra nuklearnog reaktora predstavlja havariju nuklearnog reaktora i spada među najozbiljnije vrste nuklearnih nesreća. Jezgro predstavlja fisioni materijal u obliku poluge koji pri velikoj temperaturi može izgubiti čvrstinu i istopiti se.

Uzroci

Kada se jezgra reaktora počnu topiti, fisioni materijal se spušta na dno reaktorske komore. To se dešava usled nemogućnosti odvođenja toplote koju jezgro proizvodi (pri čemu reaktor može biti i isključen, jer jezgro proizvodi toplotu raspadima). Vrlo lako može doći do eksplozije usled velikog pritiska vodene pare ili vodonika. Vodonik i cirkonijum-dioksid nastaju tek nakon početka topljenja nuklearnog jezgra, hemijskom reakcijom vode i metalnih legura na bazi cirkonijuma iz kontrolnih šipki reaktora.

Posledice

Topljenje nuklearnog jezgra se smatra veoma ozbiljnom nesrećom, jer zbog topljenja ili eksplozije komore nuklearnog reaktora, može doći do ispuštanja radioaktivnih materija u atmosferu ili u tlo, i do trajnog zagađenja velikog područja radioaktivnim materijalom. Po INES skali, se katastrofe sa topljenjem nuklearnog jezgra klasifikuju u nivo 4 i više.

Kontaminacija

Izvan postrojenja nuklearnih elektrana, radioaktivni materijal može izaći na više načina:

• U molekulima vodene pare i drugih aerosola ili u obliku plemenitih gasova, koji iz nuklearne elektrane dospevaju u vazduh usled kontrolisanog ispuštanja iz komore reaktora, zbog smanjenja pritiska u komori reaktora kao prevencija od eksplozije.
• Vezan za čestice čvrstih materijala (npr. grafit) koji u vazduh dospevaju usled eksplozije komore reaktora prouzrokovanom velikim pritiskom vodene pare ili vodonika ili drugom vrstom uništavanja komore reaktora.
• Kao dio korijuma (Corium), istopljenog nuklearnog jezgra, pomešanog sa drugim istopljenim materijalima (čelik, beton, itd.). Tako istopljeno nuklearno jezgro, zavisno od geoloških osobina tla, trajno kontaminira tlo i može dospeti do podzemnih voda ili mora i tako prouzrokovati kontaminaciju većih razmera.

Zavisno od tipa nuklearnog reaktora pri topljenju nuklearnog jezgra se između ostalih, oslobađaju i sledeći radiokativni elementi:

• Plutonijum (²³⁹Pu) sa vremenom poluraspada od 24.110 godina
• Cezijum (¹³⁷Cs) sa vremenom poluraspada od 30,17 godina
• Jod (¹³¹I) sa vremenom poluraspada od 8,02 dana

Poznatiji slučajevi topljenja nuklearnog jezgra

Topljenje nuklearnog jezgra se do sada dogodilo nekoliko puta na sovjetskim, odnosno ruskim nuklearnim podmornicama. Na kopnu su se dogodila dva ozbiljna incidenta u civilnim nuklearnim elektranama – godine 1978. na Ostrvu Tri Milje u Pensilvaniji, te godine 1986. u Černobilju. Pre toga su u 1950-im zabeleženi manji, ograničeni slučajevi u nuklearnim elektranama u Kanadi, SAD i Ujedinjenom Kraljevstvu.

Sigurnost nuklearnih elektrana

Mogućnost izbijanja ove vrste katastrofe je jedan od glavnih argumenata protivnika nuklearne energije koji je pogotovo dobio na snazi nakon černobiljske katastrofe. Pod njihovim pritiskom došlo je do zatvaranja nuklearnih elektrana u mnogim zemljama, odnosno do velikih napora da se proizvedu novi modeli nuklearnih reaktora (treće generacije) gde bi rizik topljenja bio sveden na najmanju moguću meru.

Vidi još

• Nuklearna energija
• Nuklearni reaktor
• Reaktor sa ključalom vodom
• Nuklearna fisija
• Međunarodna skala za nuklearne incidente

Spoljašnje veze

• „Šta je topljenje nuklearnog jezgra?“
• Topljenje nuklearnog jezgra?
• Annotated bibliography on civilian nuclear accidents from the Alsos Digital Library for Nuclear Issues
• Partial Fuel Meltdown Events