Ядерні аварії
Принципова відмінність цих двох типів реакторів полягає ще й в тому, що в реакторі типу ВВЕР теплоносій прокачується через всю активну зону, а тому весь корпус реактора перебуває під тиском, а в реакторах типу РВПК теплоносій циркулює по робочих каналах і тільки вони перебувають під тиском. В зв’язку з цими особливостями, реактори першого типу прийнято називати корпусними, а реактори другого типу – канальними.
На Чорнобильській АЕС використовувались реактори великої потужності канальні (РВПК-1000), де теплоносієм служить легка вода, а сповільнювачем - графіт. На одному з них (четвертому) і сталася аварія.
При розгляді характеристиці радіонуклідів, що утворюються при роботі ядерного реактора, викладач використовує наочне приладдя у вигляді таблиці.
Ядерні реактори є генераторами величезної кількості штучних радіонуклідів, які за своїм походженням поділяються на продукти ядерного поділу (ПЯП), продукти наведеної активності (ПНА) та ізотопи трансуранових елементів (ІТЕ).Продукти ядерного поділу виникають у процесі розщеплення ядер урану або плутонію під дією нейтронів. До них відносяться близько 200 радіоактивних ізотопів 35 хімічних елементів, що знаходяться в середині таблиці Д.І.Менделєєва - від цинку (порядковий номер 30) до гадолінію (порядковий номер 64). ПЯП є, як правило, бета- і гама-випромінювачами. Періоди їх напіврозпаду знаходяться в межах від кількох секунд до десятків років.
Продукти наведеної активності з’являються при опроміненні нейтронами елементів конструкції активної зони, теплоносія, що циркулює через неї. До ПНА відносяться близько 400 радіонуклідів, які як і ПЯП є, в основному, бета- і гама-випромінювачами з періодами напіврозпаду від секунд до десятків і тисяч років.
Ізотопи трансуранових елементів виникають при опроміненні урану-238 повільними нейтронами. До ІТЕ відносяться близько 60 радіонуклідів, які в переважній більшості є альфа-випромінювачами з великими періодами напіврозпаду (тисячі років).
Таким чином, під час роботи ядерного реактора в ньому утворюється близько 700 різних радіонуклідів.
Науковий комітет з дії атомної радіації Організації об’єднаних націй (НКДАР ООН) вважає, що головне значення в опроміненні людей мають тільки 8 радіонуклідів, вклад кожного з яких в ефективну еквівалентну дозу перевищує 1 %. До них відносяться вуглець-14, цезій-137, цирконій-95, рутеній-106, стронцій-90, церій-144, водень-3, йод-131.
Кількісне накопичення та якісний склад конкретних радіонуклідів в активній зоні реактора залежить від тривалості його роботи, ступеня збагачення ядерного палива та часу витримки реактора після його зупинки. Вихід продуктів поділу з активної зони за її перегріву або розплавлення визначається ступенем їх леткості.
Так, інертні гази криптон (Kr) і ксенон (Xe), які киплять при температурі, нижчій від 0оС, повністю випаровуються з палива.
Значною мірою можуть виділятись із палива йод (І2), цезій (Сs) і телур (Te), що мають температуру плавлення, відповідно: 184, 669, 990оС.
Такі хімічні елементи, як молібден (Мо), цирконій (Zr), церій (Ce) і плутоній (Pu), температура кипіння яких, відповідно: 4612, 4377, 3426, 3232 оС, міцніше зв’язані з паливом (паливні нукліди) і можуть надходити в навколишнє середовище у вигляді тонко дисперсного пилу (паливних частинок). Таким чином, при аварії реактора радіоактивні викиди можуть складатись із двох компонентів:
*газоаерозольного, до складу якого входять леткі радіонукліди (радіоізотопи криптону, ксенону, йоду, цезію і телуру);
*паливного у вигляді дрібнодисперсного пилу, до складу якого входять радіонукліди з високою температурою кипіння (радіоізотопи молібдену, цирконію, церію, плутонію і в значній мірі стронцію).
Співвідношення цих компонентів залежить від ступеню перегрівання палива і механічного руйнування активної зони реактора.
При радіаційних аваріях на інших об'єктах ядерно-паливного циклу кількісний і якісний склад радіонуклідів, які потрапили у довкілля, супроводжується утворенням та накопиченням нових (дочірніх) радіонуклідів, а це приводить до відповідних змін радіонуклідного складу забруднення об’єктів навколишнього середовища.