Tuumafüüsika, kergveereaktor (0)

Fukushima tuumaelektrijaamas kasutati kuute BWR-tüüpi reaktorit ehk kergveereaktorit. Kergveereaktori nimetus tuleneb sellest, et reaktor kasutab töötamiseks keevat vett ehk vesinikoksiidi(H2O) ning eristub sellega raskeveereaktorist, mis kasutab töötamiseks deuteeriumi aatomiga ühinenud vett ehk deuteeriumoksiidi(D2O)[1]. Sellest tulenevadki reaktorite nimetused – raskeveereaktor, mis kasutab tihedama ainekoostisega vett ja kergveereaktor, mis kasutab tavalist vett.[4]
1950.-ndatel leiutatud BWR-tüüpi reaktor on teisalt kasutatavam tuumareaktori tüüp maailmas peale PWR-tüüpi reaktorit ehk kõrgrõhu-veereaktorit[2], mille leiutamiseks läks aega 20 aastat(1954-1974). Seega on PWR-tüüp reaktor uuem ning keerulisema ülesehitusega ning eristub BWR-tüüpi reaktorist, kuna sealne kasutatav vesi ei lähe keema [5]. Mõlemas reaktori tüübis kasutatakse vett jahutusvedelikuna[1]. See võib aga segadusse ajada, kuna esimese reaktori nimes on viidatud vee keemisele. Sellele on loogiline selgitus . Nimelt vesi pidurdab neutronite kasutu neeldumise, minnes seeläbi keema. Vesi läheb keema, kuna aatomist eraldunud soojus kandub veesse, seeläbi aga aatom jahtub. Seega mõjub vesi aatomile kui jahutusvedelik .[4] Jahutamine aga mõjub neutronitele aeglustavalt, kuna pidurdab neutronite eraldumist lõhustumisreaktsioonide käigus.[3] Seega on antud reaktoritüübis neutronite aeglustajaks täpselt see sama asi, mis jahutusvedelikki, teisisõnu vesi.
Fukushima tuumakatastroofis toimus järgmine sündmustik: maavärin peatas reaktori jahutusvedelikupumpade käigushoidmiseks vajaliku välise vooluallika töö ning tsunami hävitas jahutussüsteemile voolu andnud varu-diiselgeneraatorid[1]. Seega on ilmselge, et tuumakatastroofi poleks õnnestunud peatada, kuna jahutussüsteem jäi vooluallikata. Isegi varu-diiselgeneraatorid hävinesid, mis olid paigaldatud selleks, et anda voolu jahutussüsteemile juhul kui jahutussüsteem jääb vooluta. Seega on märkimisväärne, et jahutussüsteemi puudumisel esineb tuumakatastroof .[4] Selle põhjustajaks on ahelreaktsioon, mille käigus toimub reaktoris ahelreaktsioonis mitteosaleva 238U pommitamine neutronitega, mille tulemuseks on tuumareaktsioon, kus mitteradioaktiivne 238U muutub radioaktiivseks 239 U-ks. Kuna jahutussüsteem aeglustab neutronitega pommitamist, hoiab see reaktoris toimuvat protsessi stabiilsena. Kui aga peatada jahutussüsteemi, siis neutronitega pommitamine muutub võimsamaks ning tekib hulganisti üleliigseid neutroneid. Selle käigus vabaneb palju energiat, mis lõpuks purustab reaktori kesta ning kõik reaktoris olnud radioaktiivsed laguproduktid pääsevad keskkonda.[3]
[1] http://forte.delfi.ee/news/teadus/mis-eristab-fukushima-tuumajaama-kriisi-tsernoboli-tuumakatastroofist.d?id=42357743
[2] http://en.wikipedia.org/wiki/Boiling_water_reactor
[3] Õpik lk 30
[4] Peast
[5] http://en.wikipedia.org/wiki/Pressurized_water_reactor