Kevytvesireaktori
Tässä artikkelissa aiomme tutkia perusteellisesti aihetta Kevytvesireaktori, aihe, joka on kiinnittänyt monien ihmisten huomion. Kun perehdymme tähän analyysiin, tarkastelemme Kevytvesireaktori:n eri puolia sen alkuperästä sen vaikutuksiin nykymaailmassa. Analysoimme myös Kevytvesireaktori:n ympärillä olevia erilaisia näkökulmia ja tarjoamme tasapainoisen ja täydellisen kuvan tästä aiheesta. Lisäksi tutkimme, miten Kevytvesireaktori on kehittynyt ajan myötä ja miten se on vaikuttanut yhteiskunnan eri osa-alueisiin. Tämän artikkelin tarkoituksena on viime kädessä tarjota laaja yleiskatsaus Kevytvesireaktori:stä ja tarjota lukijoille syvempi ja selkeämpi käsitys tästä kiehtovasta aiheesta.
Kevytvesireaktori (LWR, light water reactor) on ydinreaktori, jossa hidastinaineena (engl. moderator) toimii tavallinen vesi H2O, josta on poistettu epäpuhtaudet ja suoloja. Kevytvesireaktorissa vesi toimii myös jäähdytinaineena. Kevytvesireaktori kuuluu niin sanottuun termiseen reaktoriluokkaan, eli fissio tapahtuu esihidastetuilla eli termisillä neutroneilla.
Tavanomainen kaupallisen voimalaitoksen uraanipolttoaine sisältää 3–5 % 235U:a. Sen fissiotodennäköisyys kasvaa silloin kun vapaiden neutronien liikettä hidastetaan hidastimella (engl. moderator) noin 0,025 eV:n liike-energiatasolle. Fission todennäköisyys kuitenkin laskee, jos neutronit ovat "liian hitaita" eli niiden liike-energia ei riitä fissiilin aineen hajottamiseen. Kevytvesihidasteisen reaktorin lämpötilan noustessa veden tiheys pienenee ja vähentää veden kykyä hidastaa neutroneja, jolloin myös fissioreaktioiden määrä aikayksikköä kohden vähenee. Toisin sanoen reaktori "hidastuu". Vesijäähdytteinen reaktori pyrkii siis luonnostaan rajoittamaan tehon nousua, eli sillä on negatiivinen takaisinkytkentä. Veden pitäminen nestemäisenä reaktorin käyttölämpötiloissa vaatii suuren paineen. Jos paine jostakin syystä häviää, voi vesi nopeasti höyrystyä, ja seuraksena voi olla höyryräjähdys.
Kevytvesireaktorissa käytettävä polttoaine, uraanidioksidi UO2 saattaa olla pakattuna putkimaiseen zirkoniumsauvaan. Zirkonium ei normaalissa käyttötilanteessa reagoi veden kanssa, mutta mikäli zirkonium kuumenee liikaa jäähdytyksen pettäessä, se alkaa reagoidessaan veden kanssa hapettua, jolloin veden vetyosuus vapautuu. Tällöin on riski, että vety reagoi ilman hapen kanssa, ja tapahtuu vetyräjähdys. Joissain reaktorimalleissa mahdollinen ilma on syrjäytetty tai voidaan syrjäyttää inertillä kaasulla. Inerttinä kaasuna käytetään yleensä typpeä. Eräiden lähteiden mukaan Tšernobylin ydinonnettomuudessa osallisena olleen RBMK-reaktorin räjähdyksen syynä oli vetyräjähdys, joka johti paineen katoamiseen paineastiasta ja sitä seuranneeseen vesihöyryräjähdykseen paineenlaskun takia. Vetyräjähdys oli osatekijänä myös Fukushiman ydinonnettomuudessa.
Kaikki Suomessa toiminnassa, rakenteilla tai suunnitteilla olevat reaktorit ovat kevytvesireaktoreita. Loviisan kaksi yksikköä ovat neuvostoliittolaisia VVER-reaktoreja, jotka ovat toiminnallisesti painevesireaktoreja. Vastaavaa joskin tehoiltaan suurempaa suunnitellaan Pyhäjoelle. Myös Olkiluoto 3 on painevesireaktori (EPR-reaktori). Olkiluodon kaksi vanhempaa yksikköä (OL1 ja OL2) ovat kiehutusvesireaktoreita.
Kevytvesireaktorityypit
Yleisimmät kevytvesireaktorityypit ovat kiehutusvesireaktori ja painevesireaktori. Lisäksi suunnitteilla on ylikriittisellä vedellä jäähdytettyjä reaktoreita. Kiehutusvesityyppisen reaktorin höyry on radioaktiivista. Painevesireaktorissa sen sijaan toisiopiiri on täysin eristetty radioaktiivisesta ensiöpiiristä.
| Painevesireaktori eli PWR | Kiehutusvesireaktori eli BWR | |
|---|---|---|
|
|
|