1995

Jokiniemi, Jorma; Kilpi, Klaus; Lindholm, Ilona; Mäkynen, Jouni; Pekkarinen, Esko; Sairanen, Risto; Silde, Ari

Vakaviksi reaktorionnettomuuksiksi kutsutaan sellaisia ydinvoimaloiden onnettomuustilanteita, joissa suuri osa reaktorisydämestä vaurioituu. Julkaisu kuvaa vakaviin reaktorionnettomuuksiin liittyviä ilmiöitä ja niiden merkitystä ydinvoimaloiden turvallisuuteen. Kuvaus kattaa koko ilmiöketjun eri onnettomuustyyppien alkutapahtumista aina suojarakennusilmiöihin ja suojarakennuksen kestävyyteen. Selvitys pohjautuu asiantuntemukseen, jota on hankittu VTT:n vakavien reaktorionnettomuuksien arviointiprojekteissa. Ydinvoimalaonnettomuus saattaa edetä sydämen vaurioitumiseen asti vain hyvin epäsuotuisissa ja epätodennäköisissä olosuhteissa. Länsimaisilla reaktoreilla on vakavan sydänvaurion esiintymistaajuuden arvioitu olevan pienempi kuin yksi kymmentä tuhatta reaktorivuotta kohti. Tällainen onnettomuustilanne voi syntyä vain, jos useat laitoksen turvajärjestelmät eivät toimi suunnitellulla tavalla. Vakavissa onnettomuuksissa pyritään suojarakennuksen kestävyys takaamaan onnettomuuden hallintatoimenpiteillä. Niiden tarkoituksena on myös palauttaa laitos turvalliseen tilaan. Sydän alkaa vaurioitua, kun reaktorin jäähdytys ei lopulta kykene siirtämään kaikkea jälkilämpöä pois polttoaineesta. Sydänmateriaalit sulavat ja valuvat lopulta paineastian pohjalle. Kuuman sydämen läpi virtaava vesihöyry reagoi materiaalien kanssa ja muodostaa vetyä. Useimmissa tapauksissa sydänsula puhkaisee lopulta paineastian pohjan ja purkautuu suojarakennuksen reaktorikuiluun. Sula voi kuormittaa suojarakennusta eri tavoin. Julkaisussa erityisesti tarkasteltuja ilmiöitä ovat sydänsula-betonireaktio, sulan jäähdytettävyys reaktorikuilussa sekä vedyn kulkeutuminen ja palaminen. Sydämestä vapautuvat fissiotuotteet muodostavat suurelta osin aerosoleja. Osa niistä kiinnittyy jo primääripiirin pinnoille muun osan vapautuessa suojarakennukseen. Aerosolihiukkaset törmäilevät toisiinsa, kasvavat ja poistuvat lopulta suojarakennuksen ilmatilasta. Osa suojarakennuksen ilmatilaan jääneistä radioaktiivisista aerosoleista voisi vapautua ympäristöön suojarakennuksen rikkoutuessa. Julkaisussa on erilliset kuvaukset aerosolien käyttäytymiselle primääripiirissä ja suojarakennuksessa.