Unfallhergang Tschernobyl?

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2 Antworten

Schlimm die Antworten hier - da will man aufgeben Wissen zu verbreiten.... Egal, es muss sein:

In der Regel versorgt der Reaktor die Turbine mit Dampf, die sich mit 3000 Umdrehungen pro Minute dreht. in der Sowjetunion gab es die Befürchtung, dass kriegerische Angriffe zur Folge haben können, dass so ein Reaktorblock vom externen Stromnetz abgeschnitten werden könnte und daher seine Stromversorgung von außerhalb verlieren könnte. In der Regel gibt es dafür Notstromdieselgeneratoren, drei Stück im Falle von Tschernobyl. Da diese aber 60 Sekunden maximal benötigen, bis die einzelnen Verbraucher des Blocks auf das Notstromsystem umgeschaltet sind, sollte zur Gewährleistung der Versorgung die Restrotation der Turbine und des daran angebundenen Generators ausgenutzt werden, um diese Zeit zu überbrücken.

Der Reaktor sollte sowieso für die erste Revision seit Inbetriebnahme vom Netz gehen. Jedenfalls gab es einige Komplikationen und Missverständnisse, weshalb die Leistung des Reaktors abgefallen war und de facto bei 0 lag. Hierbei sind wichtige physikalische Effekte aufgetreten, die normal beim Herunterfahren eines Reaktors dieser Größe sind, die dazu führten, dass der Block hätte abgeschaltet werden müssen. Man wollte den Versuch dennoch vornehmen und fuhr den Reaktor wieder auf 200 MW thermische Leistung hoch. Dazu wurden mehr Steuerstäbe als eigentlich normal und genehmigt (Auslegungssache da es nur eine Empfehlung gab, keine Vorschrift) entfernt. Während des Versuchs, bei dem die Turbine abgeschaltet wurden und die Pumpen langsamer weniger Wasser in den Reaktor förderten, traten weitere physikalische Effekte, ein so genanntes "reaktives Verhalten" auf, das dazu führte, dass die Leistung sprunghaft auf das 100-fache der normalen maximalen Leistung anstieg und der Reaktor letztlich wegen den schmelzenden Brennelementen Wasserstoff bildete, der zur Explosion binnen Sekunden führte. Der gesamte Prozess den ich hier beschreibe, dauerte weniger als 30 Sekunden.

Wenn es zu kompliziert ist oder mehr Details nötig sind, melde Dich bitte. Ich bin es leid solche Antworten wie hier bereits genannt zu hören - Ich würde fast von Anmaßung sprechen einer Technik, die die anderen Antwortgeber anscheinend nicht beherrschen... :/

DH!


Besonders "toll" war auch das Grafit

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@surfenohneende

Das Graphit war eher weniger das Problem, das kann man aber leider nur fachlich darlegen: Die Effekte und der positive Leistungskoeffizient waren bekannt, spielten aber nur im geringen Leistungsbereich eine Rolle. Diese Reaktivität, die durch niedrigere Leistung entsteht, hängt mit dem Brennstoff zusammen, der nicht so heiß ist als unter Volllast, wobei andere physikalische Effekte mehr Hand haben, so unter anderem die Moderation des Graphits. Deshalb sollten RBMK nach Reglementierung nicht dauerhaft unter 700 MWth Leistung fahren. Zwar gab es keine staatliche Vorgabe, die Reglementierungen waren allerdings für jedes Kernkraftwerk von den zuständigen Chefingenieuren so verabschiedet worden. Jedenfalls dominiert über einer thermischen Reaktorleistung von 700 MWth durch den heißeren Brennstoff der Brennstofftemperaturkoeffizient war dazu führt, dass sogar bei Kühlmittelverlust die Leistung des Reaktors sinkt, nicht steigt.

Diese Effekte sind relativ häufig aufgetreten, beispielsweise wenn eine Druckröhre einen Schaden aufweist. Verliert die Druckröhre Dampf und Druck, erwärmt sich der Brennstoff stärker und der Wasserbedarf des Kanals, das ist wieder ein physikalischer Effekt, sinkt. Dadurch ist es relativ einfach möglich etwaige Leckagen im RBMK zu erfassen. Also ganz undurchdacht und schlecht konstruiert ist der RBMK nicht, auch wenn man mehr hätte tun können ;)

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@surfenohneende

Wichtig dabei wären auch die Xenonvergiftung, die sich während des herunterfahrens gebildet hatte und noch etliche Faktoren, aber das wird zu Fachbezogen.

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@johndeere2140

Die Xenonvergiftung spielt eine sehr untergeordnete und bei vielen Laien eine überbewertete Rolle, vielleicht auch weil es Wikipedia und co. einfach nicht fachlich darstellen dürfen (OMA-Prinzip) und keine Primärliteratur dazu nutzen dürfen. Da sich im Endeffekt als Auslöser für die Leistungsexkursion die Reaktorperiode verkürzte, bedeutet das, dass der Reaktor in ein schnelles Neutronenspektrum umgeschwenkt ist, das allerdings keinen Einfluss auf die Neutronenabsorbation des Xenon hat, da diese im thermischen Bereich abläuft. Bedeutet im Endeffekt, dass dieser Effekt übergangen wurde. Klar spielte er am Ende auch eine Rolle, aber keine Wichtige, da zu dem Zeitpunkt des Exkursion mit 15 eine Zahl von Steuerstäben im Reaktorkern war, die dies hätte verhindern müssen. Im Endeffekt kann man sagen, dass anhand des vorherigen Betriebsregimes durch das Personal die Auslegungsschwäche des Reaktors ausgereizt wurde.

Der wichtige Effekt ist die Reaktivität, die die Schlüsselrolle in der ganzen Sache spielte und die physikalische Grenze, ab der sie durch den Brennstoffkoeffizienten dominiert wird und de facto den Reaktor als Selbstversicherung vor dem Durchgehen schützt.

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Aus was bestehen die Steuerstäbe?

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@Minki007

Die Steuerstäbe bestehen aus Borcarbid. Dieses ist in einem Hüllmaterial, in diesem Fall einfaches Zirkonium, eingehüllt. Die Länge des Absorberteils beträgt heute etwas über 7 Meter, früher waren es um die 6,8 Meter. Sind die Steuerstäbe aber aus dem Kern gefahren, befindet sich darunter an einem Teleskopteil befestigt der Graphitverdränger, der ebenfalls in Zirkonium eingehüllt ist. Vereinfacht sieht das dann so aus: http://www.narowlja.narod.ru/chernobil.files/prodolg\_files/c3.jpg

Der konstruktive Mangel lässt sich leider nur physikalisch erklären, ich hoffe das ist verständlich: Durch das Einfahren des Steuerstabes führt es dazu, dass durch den Graphitverdränger das Neutronenfeld im oberen Bereich in den unteren Reaktorbereich gedrückt wird. Das heißt, die Spaltleistung nimmt in diesem Bereich zu. Je nach Zahl der Steuerstäbe wirkte sich dieser Effekt stärker oder schwächer aus. Jedenfalls führte es in Tschernobyl dazu, dass man nicht mehr mit den verzögernden, sondern direkt mit den unverzögerten Neutronen gespalten hatte, das bedeutet der Reaktor wird prompt kritisch und die Leistung steigt progressiv.

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Es wurde ein Testlauf gestartet ob bei minimaler Stromversorgungen den Reaktor ausschalten kann. Dies hat sich verzögert und wurde kurz nach schicht übergabe ausgeführt und diese arbeite wussten nicht wie die es handhaben sollen. Eins führte zum anderen hier Ausfall da Ausfall Strom auf voller Kraft durch Panik und Boom ! Kernschmelze Explosion

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