Reator moderado com grafite - Graphite-moderated reactor

Diagrama de um reator nuclear usando grafite como moderador
"Reator de grafite" direciona aqui. Para o reator de grafite no Oak Ridge National Laboratory, consulte X-10 Graphite Reactor .

Um reator moderado por grafite é um reator nuclear que usa carbono como moderador de nêutrons , o que permite que o urânio natural seja usado como combustível nuclear .

O primeiro reator nuclear artificial, o Chicago Pile-1 , usava grafite nuclear como moderador. Reatores moderados por grafite estiveram envolvidos em dois dos desastres nucleares mais conhecidos: um processo de recozimento de grafite não testado contribuiu para o incêndio de Windscale (mas o grafite em si não pegou fogo), enquanto um incêndio de grafite durante o desastre de Chernobyl contribuiu para a propagação de material radioativo.

Tipos

Vários tipos de grafite - moderou reatores nucleares têm sido usados em comerciais de geração de eletricidade :

Reatores de pesquisa

Tem havido uma série de pesquisas ou reatores de teste construídos que usam grafite como moderador.

História

SR Sapirie , senador Albert Gore Sr , senador Lyndon Johnson e Dr. John Swartout olhando para um modelo de um reator de grafite no Oak Ridge National Lab , em 19 de outubro de 1958.

O primeiro reator nuclear artificial, Chicago Pile-1 , um dispositivo moderado por grafite que produzia entre 0,5 watts e 200 watts, foi construído por uma equipe liderada por Enrico Fermi em 1942. A construção e teste deste reator (uma " pilha atômica " ) fazia parte do Projeto Manhattan . Este trabalho levou à construção do Reator de Grafite X-10 no Laboratório Nacional de Oak Ridge , que foi o primeiro reator nuclear projetado e construído para operação contínua, e começou a operar em 1943.

Acidentes

Houve vários acidentes graves em reatores moderados com grafite, sendo o incêndio em Windscale e o desastre de Chernobyl provavelmente os mais conhecidos.

No incêndio do Windscale, um processo de recozimento não testado para a grafite foi usado, e isso contribuiu para o acidente - no entanto, foi o combustível de urânio, e não o grafite no reator, que pegou fogo. O único dano moderador de grafite foi encontrado para ser localizado em torno de elementos de combustível em chamas.

No desastre de Chernobyl, o grafite foi um fator que contribuiu para a causa do acidente. Devido ao superaquecimento por falta de resfriamento adequado, as barras de combustível começaram a se deteriorar. Depois que o botão SCRAM (AZ5) foi pressionado para desligar o reator, as hastes de controle emperraram no meio do núcleo causando um loop positivo, uma vez que o combustível nuclear reagiu ao grafite. Isso é o que foi apelidado de "gatilho final" dos eventos antes da ruptura. Um incêndio de grafite após o evento principal contribuiu para a disseminação de material radioativo. A excursão de energia maciça em Chernobyl durante um teste maltratado levou à ruptura do vaso do reator e uma série de explosões de vapor, que destruiu o edifício do reator. Agora exposto ao ar e ao calor do núcleo do reator, o moderador de grafite no núcleo do reator pegou fogo, e este fogo enviou uma nuvem de precipitação altamente radioativa para a atmosfera e sobre uma extensa área geográfica.

Além disso, a Central Nuclear Francesa de Saint-Laurent e a Central Nuclear Espanhola de Vandellòs - ambas reatores de urânio natural moderados por grafite da UNGG - sofreram acidentes graves. Particularmente digno de nota é um derretimento parcial do núcleo em 17 de outubro de 1969 e uma excursão de calor durante o recozimento de grafite em 13 de março de 1980 em Saint-Laurent, ambos classificados como INES 4. A NPP de Vandellòs foi danificada em 19 de outubro de 1989, e um reparo foi considerado antieconômico.

Referências