Kaikki ovat varmaan jo kuulleet Japanin suuren 2011-03-11 maanjäristyksen jälkimainingeissa kehittyneiden Fukushima Dai-ichi (Fukushima-ensimmäinen, eli Fukushima-I) ydinreaktorien jäähdytysongelmista.
Kun maanjäristys tapahtui, laitosten suojajärjestelmät tekivät automaattisen pikapysäytyksen, ns. SCRAM:in ja ulkoisen sähköverkon menetyksen jälkeen laitoksen paikalliset varavoimalat käynnistyivät kuten oli suunniteltu. Kaikki toimi hienosti, kunnes maanjäristyksessä syntynyt primäärinen Tsunami aalto saapui odottamattoman korkeana. Dieselgeneraattorien ilmanotot olivat liian alhaalla, eivätkä moottorit kyenneet jatkamaan toimintaansa vettä ilmanottoonsa ryystäen. (Tai sitten laitoksen sisäiset sähköasemat tulvivat. Lopputulos kuitenkin -> Total Loss of Coolant.)
Vaikka reaktorit olikin ajettu välittömään SCRAM:iin ja lämpöenergiatuotanto tipahtaa noin sekunnissa 90% käyntitehostaan, siitä eteenpäin polttoainenippujen lämpötuotanto pienenee huomattavasti hitaammin erilaisten primäärin uraanifission tuottamien lyhytikäisten isotooppien jatkaessa hajoamisketjujaan. Tämä jäännöslämpö on alussa "vain" 10% tuotantotehosta, joka 1000 MWe laitoksessa tarkoittaa reilua 0.10 * 3000 MWt = 300 MWt. (MWe = megawattia sähkötehoa - electric, MWt = megawattia lämpötehoa - thermal.)
Mitä voidaan tehdä tilanteessa että kaikki sähkö on menetetty ja normaaleja jäähdytysjärjestelmiä ei voi käyttää?
Ranskalaisilla on ollut alkua suunnitelmalle, jossa reaktori on itse asiassa merenpohjaan noin 50-100 metrin syvyyteen upotettava proomu, joka nostetaan pinnalle ja kuljetaan öljynporauslauttojen kuljettamiseen käytettävillä erikoislaivoilla tehtaan satamaan polttoaineen vaihtoa ja huoltoa varten.
Vaikka tällaisella laitoksella on haittapuolena sen alttius improvisoidulle syvyyspommihyökkäykselle, sen etuna on kyky jäähtyä ilman ulkoista tai edes sisäistä aktiivista sähkönsyöttöä. Tässä on takana sama periaate, kuin kiertovesipumputtomassa vesikeskuslämmityksessä. Lämmin vesi nousee ja viileämpi vesi laskee.
Nykyään kaikki laitokset rakennetaan "kuivalle maalle" niin ettei tällaista täysin passiivista jäähdytystä voida järjestää, vaan tarvitaan aina pumppuja kierrättämään jäähdytysvettä.
Merenalaiset laitokset ovat kuitenkin mielenkiintoinen turvallisuusratkaisu: Laitoksen ei tarvitse olla fyysisesti meressä, kunhan on joitakin kymmeniä metrejä merenpinnan tai suuren vesistön pinnan alla ja merestä on sekä syvä kylmän veden kanava, että pinnan läheinen lämpimän veden kanava josta lämpö saadaan poistumaan. Oikeastaan ihmettelen että miksi Suomalaisiin laitoksiin ylipäätään otetaan jäähdytysvettä läheltä pintaa - kaikkien talvisten hyhmäongelmiensa kanssa. "Läheltä on helppo ottaa"?
Suurten merenpinnan alaisten kallioluolien teko on hyvin osattua tekniikkaa. Kaksi sellaista on Helsinkin Ruoholahdessa hiilisiiloina Salmisaaren voimalaitoksia varten. Myöskään mereen aukeavien syvälläkään olevien vesitunnelien teko ei ole erityisen vaikeaa.
Enimmäkseen pelkona on nähtävästi ollut, että jos tällaisessa syvälle tehdyssä laitoksessa tulee vuoto ulkoisesta vedestä sisäisiin tiloihin, nämä tilat ovat käyttökelvottomat ja laitos pitää romuttaa. Riskianalyysissä pitää kuitenkin vertailla "Total Loss of Coolant" tilanteen seurauksia (reaktorivaurioita, radioaktiivisia vuotoja) todennäköisyyteen että laitos menetetään korjauskelvottomana "Nooan tulvaan" ja vieläpä aikaansaaden samalla laajoja päästöjä.
Hyvin toimiva passiivinen jäähdytys toimii myös silloin, kun laitos tulvii kokonaan, eikä ihan kaikki tehotuotannon kiertopiirit käänny aktiivisesta kierrosta passiiviseen.
Kyllähän Tsunamikin on ongelma, mutta paras suunta sitä vastaan suojautumiseen saattaa olla mennä 100 metriä merenpintaa alemmas, eikä 20 metriä ylös.
Ei kommentteja:
Lähetä kommentti