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रोकथाम भवन कई सुरक्षा उपायों में से अंतिम है जो पर्यावरण में रेडियोधर्मिता की रिहाई को रोकता है। कई वाणिज्यिक रिएक्टर एक के अंदर समाहित हैं {{convert|1.2|to|2.4|m|ft|adj=on}} मोटी प्री-स्ट्रेस्ड, स्टील-प्रबलित, एयर-टाइट कंक्रीट संरचना जो तूफान-बल वाली हवाओं और गंभीर [[भूकंप|भूकंपों]] का सामना कर सकती है। | रोकथाम भवन कई सुरक्षा उपायों में से अंतिम है जो पर्यावरण में रेडियोधर्मिता की रिहाई को रोकता है। कई वाणिज्यिक रिएक्टर एक के अंदर समाहित हैं {{convert|1.2|to|2.4|m|ft|adj=on}} मोटी प्री-स्ट्रेस्ड, स्टील-प्रबलित, एयर-टाइट कंक्रीट संरचना जो तूफान-बल वाली हवाओं और गंभीर [[भूकंप|भूकंपों]] का सामना कर सकती है। | ||
* शीतलक की हानि की दुर्घटना में, या तो शीतलक का भौतिक नुकसान होता है (जो सामान्यतः विआयनीकृत पानी, अक्रिय गैस, [[NaK]], या [[तरल सोडियम]] होता है) या शीतलक की पर्याप्त प्रवाह दर सुनिश्चित करने के लिए विधि की हानि होती है। कुछ रिएक्टरों में शीतलक की हानि और दबाव-नियंत्रण की हानि निकट से संबंधित हैं। दबाव वाले पानी के रिएक्टर में, लोका(LOCA) भी रुके हुए शीतलक के अत्यधिक ताप के कारण या बाद में शीतलक के तेजी से हानि और दबाव-नियंत्रण-हानि के कारण भाप के बुलबुले का कारण बन सकता है। फोर्स्ड-ऑफ-सर्कुलेशन दुर्घटना में, गैस कूल्ड रिएक्टर के सर्कुलेटर्स (सामान्यतः मोटर या स्टीम चालित टर्बाइन) गैस शीतलक को कोर के | * शीतलक की हानि की दुर्घटना में, या तो शीतलक का भौतिक नुकसान होता है (जो सामान्यतः विआयनीकृत पानी, अक्रिय गैस, [[NaK]], या [[तरल सोडियम]] होता है) या शीतलक की पर्याप्त प्रवाह दर सुनिश्चित करने के लिए विधि की हानि होती है। कुछ रिएक्टरों में शीतलक की हानि और दबाव-नियंत्रण की हानि निकट से संबंधित हैं। दबाव वाले पानी के रिएक्टर में, लोका(LOCA) भी रुके हुए शीतलक के अत्यधिक ताप के कारण या बाद में शीतलक के तेजी से हानि और दबाव-नियंत्रण-हानि के कारण भाप के बुलबुले का कारण बन सकता है। फोर्स्ड-ऑफ-सर्कुलेशन दुर्घटना में, गैस कूल्ड रिएक्टर के सर्कुलेटर्स (सामान्यतः मोटर या स्टीम चालित टर्बाइन) गैस शीतलक को कोर के अंदर प्रसारित करने में विफल होते हैं, और ऊष्मा स्थान्तरण को मजबूर संचालन के इस हानि से बाधित किया जाता है, चूँकि प्राकृतिक संचालन के माध्यम से संवहन ईंधन को तब तक ठंडा रखेगा जब तक कि रिएक्टर का दबाव कम न हो जाए।<ref name="H&C-DPZF">{{cite book|title=Introduction to nuclear power|year=2000|publisher=Taylor & Francis|isbn=978-1-56032-454-6|chapter-url=https://books.google.com/books?id=YvLum7UFjK8C&q=depressurization%20fault&pg=PA133|author=Hewitt, Geoffrey Frederick|author2=Collier, John Gordon |access-date=5 June 2010|location=London, UK|page=133|chapter=4.6.1 Design Basis Accident for the AGR: Depressurization Fault}}</ref> | ||
* प्रेशर-ऑफ़-कंट्रोल दुर्घटना में, सीमित शीतलक का दबाव इसे बहाल करने के साधनों के बिना विनिर्देश से नीचे गिर जाता है। कुछ | * प्रेशर-ऑफ़-कंट्रोल दुर्घटना में, सीमित शीतलक का दबाव इसे बहाल करने के साधनों के बिना विनिर्देश से नीचे गिर जाता है। कुछ स्तिथियों में यह ऊष्मा हस्तांतरण दक्षता (शीतलक के रूप में [[अक्रिय गैस]] का उपयोग करते समय) को कम कर सकता है और अन्य में ईंधन असेंबलियों (दबाव वाले पानी रिएक्टरों के लिए) के आसपास भाप का इन्सुलेट बुलबुला बना सकता है। बाद की स्तिथि में, क्षय ऊष्मा के कारण भाप के बुलबुले के स्थानीयकृत ताप के कारण, भाप के बुलबुले को ढहाने के लिए आवश्यक दबाव रिएक्टर के डिजाइन विनिर्देशों से अधिक हो सकता है जब तक कि रिएक्टर को ठंडा होने का समय न मिल जाए। (उबलते पानी के रिएक्टरों में इस घटना के घटित होने की संभावना कम होती है, जहां कोर को जान-बूझकर अवसादित किया जा सकता है जिससे आपातकालीन कोर शीतलन प्रणाली को चालू किया जा सके)। डिप्रेसुराइजेशन फॉल्ट में, गैस-कूल्ड रिएक्टर कोर के अंदर गैस का दबाव खो देता है, ऊष्मा हस्तांतरण दक्षता को कम करता है और ईंधन को ठंडा करने के लिए चुनौती प्रस्तुत करता है; जब तक कम से कम गैस परिसंचारक उपलब्ध है, तथापि, ईंधन को ठंडा रखा जाएगा।<ref name="H&C-DPZF" />* अनियंत्रित विद्युत् भ्रमण दुर्घटना में, रिएक्टर [[प्रतिक्रियाशीलता (परमाणु)]] में अचानक वृद्धि के कारण रिएक्टर में अचानक विद्युत् वृद्धि रिएक्टर डिजाइन विनिर्देशों से अधिक हो जाती है। अनियंत्रित शक्ति भ्रमण पैरामीटर को महत्वपूर्ण रूप से बदलने के कारण होता है जो एक श्रृंखला प्रतिक्रिया के न्यूट्रॉन गुणन दर को प्रभावित करता है (उदाहरणों में नियंत्रण रॉड को बाहर निकालना या मॉडरेटर की परमाणु विशेषताओं को बदलना सम्मलित है, जैसे तेजी से ठंडा करना)। चरम स्तिथियों में रिएक्टर ऐसी स्थिति में आगे बढ़ सकता है जिसे [[शीघ्र महत्वपूर्ण]] कहा जाता है। यह विशेष रूप से उन रिएक्टरों में समस्या है जिनके पास प्रतिक्रियाशीलता का एक सकारात्मक [[शून्य गुणांक]] है, एक सकारात्मक तापमान गुणांक है, जो अति-संचालित हैं, या उनके ईंधन या मध्यस्थों के भीतर अत्यधिक मात्रा में हानिकारक विखंडन उत्पादों को फंसा सकते हैं। इन विशेषताओं में से कई [[आरबीएमके]] डिजाइन में उपस्तिथ हैं, और [[चेरनोबिल आपदा]] ऐसी कमियों के साथ-साथ गंभीर ऑपरेटर लापरवाही के कारण हुई थी। पश्चिमी प्रकाश जल रिएक्टर बहुत बड़े अनियंत्रित शक्ति भ्रमण के अधीन नहीं हैं क्योंकि शीतलक की हानि बढ़ने के स्थान पर कम हो जाती है, कोर प्रतिक्रियाशीलता (प्रतिक्रिया का एक नकारात्मक शून्य गुणांक); क्षणिक, जैसा कि पश्चिमी प्रकाश जल रिएक्टरों के अंदर सामान्य विद्युत् के उतार-चढ़ाव को कहा जाता है, प्रतिक्रियात्मकता में क्षणिक वृद्धि तक सीमित है जो समय के साथ तेजी से घटेगा (लगभग 200% -250% अधिकतम न्यूट्रॉनिक शक्ति कुछ सेकंड के लिए पूर्ण तीव्र होने की स्थिति में) शटडाउन विफलता क्षणिक के साथ संयुक्त)। | ||
* कोर-आधारित आग कोर को खतरे में डालती है और ईंधन असेंबलियों को पिघला सकती है। ग्रेफाइट मॉडरेट रिएक्टर, या लिक्विड-सोडियम कूल्ड रिएक्टर में प्रवेश करने वाली हवा के कारण आग लग सकती है। ग्रेफाइट भी [[विग्नर ऊर्जा]] के संचय के अधीन है, जो ग्रेफाइट को ज़्यादा गरम कर सकता है (जैसा कि [[विंडस्केल आग]] में हुआ)। हल्के पानी के रिएक्टरों में ज्वलनशील कोर या मॉडरेटर नहीं होते हैं और वे कोर आग के अधीन नहीं होते हैं। [[मैग्नॉक्स]], [[यूएनजीजी]], और [[उन्नत गैस कूल्ड रिएक्टर]] प्रकार के रिएक्टर जैसे गैस-कूल्ड नागरिक रिएक्टर, अपने कोर को गैर-प्रतिक्रियाशील [[कार्बन डाइऑक्साइड]] गैस से ढक कर रखते हैं, जो आग का समर्थन नहीं कर सकता है। आधुनिक गैस-कूल्ड नागरिक रिएक्टर [[हीलियम]] का उपयोग करते हैं, जो जल नहीं सकता है, और इसमें ईंधन होता है जो पिघलने के बिना उच्च तापमान का सामना कर सकता है (जैसे [[उच्च तापमान गैस कूल्ड रिएक्टर]] और [[कंकड़ बिस्तर मॉड्यूलर रिएक्टर]])। | * कोर-आधारित आग कोर को खतरे में डालती है और ईंधन असेंबलियों को पिघला सकती है। ग्रेफाइट मॉडरेट रिएक्टर, या लिक्विड-सोडियम कूल्ड रिएक्टर में प्रवेश करने वाली हवा के कारण आग लग सकती है। ग्रेफाइट भी [[विग्नर ऊर्जा]] के संचय के अधीन है, जो ग्रेफाइट को ज़्यादा गरम कर सकता है (जैसा कि [[विंडस्केल आग]] में हुआ)। हल्के पानी के रिएक्टरों में ज्वलनशील कोर या मॉडरेटर नहीं होते हैं और वे कोर आग के अधीन नहीं होते हैं। [[मैग्नॉक्स]], [[यूएनजीजी]], और [[उन्नत गैस कूल्ड रिएक्टर]] प्रकार के रिएक्टर जैसे गैस-कूल्ड नागरिक रिएक्टर, अपने कोर को गैर-प्रतिक्रियाशील [[कार्बन डाइऑक्साइड]] गैस से ढक कर रखते हैं, जो आग का समर्थन नहीं कर सकता है। आधुनिक गैस-कूल्ड नागरिक रिएक्टर [[हीलियम]] का उपयोग करते हैं, जो जल नहीं सकता है, और इसमें ईंधन होता है जो पिघलने के बिना उच्च तापमान का सामना कर सकता है (जैसे [[उच्च तापमान गैस कूल्ड रिएक्टर]] और [[कंकड़ बिस्तर मॉड्यूलर रिएक्टर]])। | ||
* बीजान्टिन गलती सहनशीलता और उपकरण और नियंत्रण प्रणालियों के | * बीजान्टिन गलती सहनशीलता और उपकरण और नियंत्रण प्रणालियों के अंदर [[कैस्केडिंग विफलता]]एं रिएक्टर संचालन में गंभीर समस्याएं पैदा कर सकती हैं, जो संभावित रूप से कम नहीं होने पर मुख्य क्षति का कारण बन सकती हैं। उदाहरण के लिए, [[ब्राउन फेरी परमाणु ऊर्जा संयंत्र]] ने नियंत्रण केबलों को क्षतिग्रस्त कर दिया और शीतलन प्रणाली को मैन्युअल रूप से सक्रिय करने के लिए संयंत्र संचालकों की आवश्यकता थी। थ्री माइल द्वीप दुर्घटना भ्रामक जल स्तर गेज के साथ संयुक्त रूप से फंसे हुए खुले पायलट-संचालित दबाव राहत वाल्व के कारण हुई थी, जिसने रिएक्टर ऑपरेटरों को गुमराह किया, जिसके परिणामस्वरूप मुख्य क्षति हुई। | ||
== हल्का पानी रिएक्टर (LWRs) == | == हल्का पानी रिएक्टर (LWRs) == | ||
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}}}}]]हल्के पानी के परमाणु रिएक्टर के कोर को क्षतिग्रस्त होने से पहले, दो अग्रदूत घटनाएं पहले ही हो चुकी होंगी: | }}}}]]हल्के पानी के परमाणु रिएक्टर के कोर को क्षतिग्रस्त होने से पहले, दो अग्रदूत घटनाएं पहले ही हो चुकी होंगी: | ||
* | * सीमित दोष (या जटिल आपातकालीन स्थितियों का सेट) जो कोर के अंदर ऊष्मा हटाने की विफलता (ठंडा करने का नुकसान) की ओर जाता है। निम्न जल स्तर कोर को उजागर करता है, जिससे यह गर्म हो जाता है। | ||
* इमरजेंसी कोर शीतलन प्रणाली (ECCS) की विफलता। ईसीसीएस | * इमरजेंसी कोर शीतलन प्रणाली (ECCS) की विफलता। ईसीसीएस कोर को तेजी से ठंडा करने और अधिकतम दोष (डिजाइन के आधार पर दुर्घटना) की स्थिति में सुरक्षित बनाने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिसकी कल्पना परमाणु नियामक और संयंत्र इंजीनियर कर सकते हैं। प्रत्येक रिएक्टर के लिए निर्मित ईसीसीएस की कम से कम दो प्रतियां हैं। ईसीसीएस का प्रत्येक प्रभाग (प्रतिलिपि) डिजाइन के आधार पर दुर्घटना का उत्तर देने में सक्षम है। नवीनतम रिएक्टरों में ईसीसीएस के चार प्रभाग हैं। यह अतिरेक, या दोहराव का सिद्धांत है। जब तक कम से कम एक ईसीसीएस डिवीजन कार्य करता है, तब तक कोई मुख्य क्षति नहीं हो सकती। ईसीसीएस के कई डिवीजनों में से प्रत्येक में घटकों की कई आंतरिक ट्रेनें हैं। इस प्रकार ईसीसीएस डिवीजनों में आंतरिक अतिरेक है - और उनके अंदर घटकों की विफलताओं का सामना कर सकते हैं। | ||
थ्री माइल द्वीप दुर्घटना आपात स्थितियों का एक जटिल समूह था जिसके कारण मुख्य क्षति हुई। इसका कारण यह था कि गेज रीडिंग जो या तो गलत थी या गलत व्याख्या की गई थी, के कारण आपातकालीन स्थिति के दौरान ईसीसीएस को बंद करने के लिए ऑपरेटरों द्वारा एक गलत निर्णय लिया गया था; इसने एक और आपातकालीन स्थिति पैदा कर दी, जिसके कई घंटे बाद, कोर एक्सपोजर और कोर डैमेज की घटना हुई। यदि ईसीसीएस को कार्य करने की अनुमति दी गई होती, तो यह जोखिम और कोर क्षति दोनों को रोक देता। [[फुकुशिमा दाइची परमाणु आपदा]] के दौरान आपातकालीन शीतलन प्रणाली को शुरू होने के कई मिनट बाद मैन्युअल रूप से बंद कर दिया गया था।<ref name="JAIF91">{{cite web |url=http://www.jaif.or.jp/english/news_images/pdf/ENGNEWS01_1306229916P.pdf |title=Earthquake Report No. 91 |publisher=JAIF |date=25 May 2011 |access-date=25 May 2011 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20120103112327/http://www.jaif.or.jp/english/news_images/pdf/ENGNEWS01_1306229916P.pdf |archive-date=3 January 2012}}</ref> | थ्री माइल द्वीप दुर्घटना आपात स्थितियों का एक जटिल समूह था जिसके कारण मुख्य क्षति हुई। इसका कारण यह था कि गेज रीडिंग जो या तो गलत थी या गलत व्याख्या की गई थी, के कारण आपातकालीन स्थिति के दौरान ईसीसीएस को बंद करने के लिए ऑपरेटरों द्वारा एक गलत निर्णय लिया गया था; इसने एक और आपातकालीन स्थिति पैदा कर दी, जिसके कई घंटे बाद, कोर एक्सपोजर और कोर डैमेज की घटना हुई। यदि ईसीसीएस को कार्य करने की अनुमति दी गई होती, तो यह जोखिम और कोर क्षति दोनों को रोक देता। [[फुकुशिमा दाइची परमाणु आपदा]] के दौरान आपातकालीन शीतलन प्रणाली को शुरू होने के कई मिनट बाद मैन्युअल रूप से बंद कर दिया गया था।<ref name="JAIF91">{{cite web |url=http://www.jaif.or.jp/english/news_images/pdf/ENGNEWS01_1306229916P.pdf |title=Earthquake Report No. 91 |publisher=JAIF |date=25 May 2011 |access-date=25 May 2011 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20120103112327/http://www.jaif.or.jp/english/news_images/pdf/ENGNEWS01_1306229916P.pdf |archive-date=3 January 2012}}</ref> | ||
Revision as of 18:43, 9 February 2023
File:LWR Meltdown.gif
शीतलक दुर्घटना के नुकसान के बाद एक हल्का पानी रिएक्टर में एक कोर के पिघलने का सिम्युलेटेड एनीमेशन। अत्यधिक उच्च तापमान तक पहुँचने के बाद, परमाणु ईंधन और साथ में क्लैडिंग (परमाणु ईंधन) द्रवीभूत हो जाता है और रिएक्टर दबाव पोत के तल में बह जाता है।
फुकुशिमा I परमाणु दुर्घटनाओं में से तीन रिएक्टर अत्यधिक गरम हो गए क्योंकि सूनामी के बाद पावर स्टेशन में बाढ़ आने के बाद शीतलन प्रणाली विफल हो गई, जिससे कोर मेल्टडाउन हो गया। यह हाइड्रोजन गैस के विस्फोटों और दूषित भाप के निकलने से जटिल हो गया था जिसने बड़ी मात्रा में रेडियोधर्मी सामग्री को हवा में छोड़ा।[1]
थ्री माइल आइलैंड न्यूक्लियर जनरेटिंग स्टेशन में बैबॉक और विलकॉक्स द्वारा निर्मित दो दबाव पानी रिएक्टर शामिल थे, जिनमें से प्रत्येक अपने स्वयं के रोकथाम इमारत और कनेक्टेड शीतलन टॉवर के अंदर था। यूनिट 2, जिसे आंशिक कोर पिघल का सामना करना पड़ा, पृष्ठभूमि में है।
परमाणु निष्क्रियता (कोर मेल्टडाउन, कोर मेल्ट एक्सीडेंट, मेल्टडाउन या आंशिक कोर मेल्ट[2]) गंभीर परमाणु रिएक्टर है I परमाणु विकिरण दुर्घटनाएं और घटनाएं जो अति ताप से परमाणु रिएक्टर कोर को क्षति होती हैं। परमाणु मंदी शब्द को अंतर्राष्ट्रीय परमाणु ऊर्जा एजेंसी[3] या संयुक्त राज्य परमाणु नियामक आयोग द्वारा आधिकारिक रूप से परिभाषित नहीं किया गया है।[4] इसे परमाणु रिएक्टर के कोर के आकस्मिक पिघलने के अर्थ के रूप में परिभाषित किया गया है,[5] चूँकि, सामान्य उपयोग में कोर के पूर्ण या आंशिक पतन के संदर्भ में है।
कोर मंदी दुर्घटना तब होती है जब परमाणु रिएक्टर द्वारा उत्पन्न ऊष्मा शीतलन प्रणाली द्वारा हटाई गई ऊष्मा से उस बिंदु तक अधिक हो जाती है जहां कम से कम परमाणु ईंधन तत्व अपने पिघलने बिंदु से अधिक हो जाता है। यह ईंधन तत्व की विफलता से अलग है, जो उच्च तापमान के कारण नहीं होता है। मंदी शीतलक की हानि, शीतलक दबाव में कमी, या कम शीतलक प्रवाह दर के कारण हो सकता है या क्रिटिकलिटी भ्रमण का परिणाम हो सकता है जिसमें रिएक्टर शक्ति स्तर पर संचालित होता है जो इसकी डिजाइन सीमा से अधिक होता है। वैकल्पिक रूप से, बाहरी आग कोर को खतरे में डाल सकती है, जिससे मंदी हो सकता है।
जब रिएक्टर के ईंधन तत्व पिघलना शुरू हो जाते हैं, तो ईंधन आवरण भंग हो जाता है, और परमाणु ईंधन (जैसे यूरेनियम, प्लूटोनियम, या थोरियम) और विखंडन उत्पाद (जैसे सीज़ियम-137, क्रिप्टन -85, या आयोडीन -131) ) ईंधन के अंदर के तत्व शीतलक में निकल सकते हैं। बाद की विफलताएं इन रेडियोआइसोटोपों को रोकथाम की और परतों को भंग करने की अनुमति दे सकती हैं। कोर के अंदर सुपरहीट भाप और गर्म धातु से ईंधन-शीतलक संपर्क हो सकता है। मंदी को बहुत गंभीर माना जाता है क्योंकि रेडियोधर्मी सामग्री के सभी नियंत्रण को भंग करने और प्राकृतिक वातावरण में भागने (या छोड़ने) की क्षमता होती है, जिसके परिणामस्वरूप रेडियोधर्मी संदूषण और गिरावट होती है, और संभावित रूप से आस-पास के लोगों और जानवरों के लिए विकिरण विषाक्तता का कारण बनता है।
कारण
परमाणु ऊर्जा संयंत्र विद्युत जनित्र चलाने के लिए परमाणु प्रतिक्रिया के माध्यम से शीतलन प्रणाली (परमाणु रिएक्टर) द्वारा विद्युत् उत्पन्न करते हैं। यदि उस प्रतिक्रिया से उष्मा को पर्याप्त रूप से नहीं हटाया जाता है, तो रिएक्टर कोर में ईंधन असेंबलियों को पिघलाया जा सकता है। रिएक्टर के बंद होने के बाद भी मुख्य क्षति की घटना हो सकती है क्योंकि ईंधन क्षय ऊष्मा का उत्पादन जारी रखता है।
कोर क्षति दुर्घटना रिएक्टर कोर के अंदर परमाणु ईंधन के लिए पर्याप्त शीतलन के नुकसान के कारण होती है। कारण कई कारकों में से एक हो सकता है, जिसमें दबाव-नियंत्रण दुर्घटना, शीतलक की हानि (एलओसीए), अनियंत्रित विद्युत् भ्रमण या, दबाव पोत के बिना रिएक्टरों में, रिएक्टर कोर के अंदर आग सम्मलित है। नियंत्रण प्रणालियों में विफलताओं के कारण घटनाओं की श्रृंखला हो सकती है जिसके परिणामस्वरूप शीतलन की हानि हो सकती है। गहराई में रक्षा के समकालीन सुरक्षा सिद्धांत (परमाणु इंजीनियरिंग) | गहन रक्षा यह सुनिश्चित करती है कि ऐसी दुर्घटनाओं की संभावना को कम करने के लिए सुरक्षा प्रणालियों की कई परतें सदैव उपस्तिथ हों।
रोकथाम भवन कई सुरक्षा उपायों में से अंतिम है जो पर्यावरण में रेडियोधर्मिता की रिहाई को रोकता है। कई वाणिज्यिक रिएक्टर एक के अंदर समाहित हैं 1.2-to-2.4-metre (3.9 to 7.9 ft) मोटी प्री-स्ट्रेस्ड, स्टील-प्रबलित, एयर-टाइट कंक्रीट संरचना जो तूफान-बल वाली हवाओं और गंभीर भूकंपों का सामना कर सकती है।
- शीतलक की हानि की दुर्घटना में, या तो शीतलक का भौतिक नुकसान होता है (जो सामान्यतः विआयनीकृत पानी, अक्रिय गैस, NaK, या तरल सोडियम होता है) या शीतलक की पर्याप्त प्रवाह दर सुनिश्चित करने के लिए विधि की हानि होती है। कुछ रिएक्टरों में शीतलक की हानि और दबाव-नियंत्रण की हानि निकट से संबंधित हैं। दबाव वाले पानी के रिएक्टर में, लोका(LOCA) भी रुके हुए शीतलक के अत्यधिक ताप के कारण या बाद में शीतलक के तेजी से हानि और दबाव-नियंत्रण-हानि के कारण भाप के बुलबुले का कारण बन सकता है। फोर्स्ड-ऑफ-सर्कुलेशन दुर्घटना में, गैस कूल्ड रिएक्टर के सर्कुलेटर्स (सामान्यतः मोटर या स्टीम चालित टर्बाइन) गैस शीतलक को कोर के अंदर प्रसारित करने में विफल होते हैं, और ऊष्मा स्थान्तरण को मजबूर संचालन के इस हानि से बाधित किया जाता है, चूँकि प्राकृतिक संचालन के माध्यम से संवहन ईंधन को तब तक ठंडा रखेगा जब तक कि रिएक्टर का दबाव कम न हो जाए।[6]
- प्रेशर-ऑफ़-कंट्रोल दुर्घटना में, सीमित शीतलक का दबाव इसे बहाल करने के साधनों के बिना विनिर्देश से नीचे गिर जाता है। कुछ स्तिथियों में यह ऊष्मा हस्तांतरण दक्षता (शीतलक के रूप में अक्रिय गैस का उपयोग करते समय) को कम कर सकता है और अन्य में ईंधन असेंबलियों (दबाव वाले पानी रिएक्टरों के लिए) के आसपास भाप का इन्सुलेट बुलबुला बना सकता है। बाद की स्तिथि में, क्षय ऊष्मा के कारण भाप के बुलबुले के स्थानीयकृत ताप के कारण, भाप के बुलबुले को ढहाने के लिए आवश्यक दबाव रिएक्टर के डिजाइन विनिर्देशों से अधिक हो सकता है जब तक कि रिएक्टर को ठंडा होने का समय न मिल जाए। (उबलते पानी के रिएक्टरों में इस घटना के घटित होने की संभावना कम होती है, जहां कोर को जान-बूझकर अवसादित किया जा सकता है जिससे आपातकालीन कोर शीतलन प्रणाली को चालू किया जा सके)। डिप्रेसुराइजेशन फॉल्ट में, गैस-कूल्ड रिएक्टर कोर के अंदर गैस का दबाव खो देता है, ऊष्मा हस्तांतरण दक्षता को कम करता है और ईंधन को ठंडा करने के लिए चुनौती प्रस्तुत करता है; जब तक कम से कम गैस परिसंचारक उपलब्ध है, तथापि, ईंधन को ठंडा रखा जाएगा।[6]* अनियंत्रित विद्युत् भ्रमण दुर्घटना में, रिएक्टर प्रतिक्रियाशीलता (परमाणु) में अचानक वृद्धि के कारण रिएक्टर में अचानक विद्युत् वृद्धि रिएक्टर डिजाइन विनिर्देशों से अधिक हो जाती है। अनियंत्रित शक्ति भ्रमण पैरामीटर को महत्वपूर्ण रूप से बदलने के कारण होता है जो एक श्रृंखला प्रतिक्रिया के न्यूट्रॉन गुणन दर को प्रभावित करता है (उदाहरणों में नियंत्रण रॉड को बाहर निकालना या मॉडरेटर की परमाणु विशेषताओं को बदलना सम्मलित है, जैसे तेजी से ठंडा करना)। चरम स्तिथियों में रिएक्टर ऐसी स्थिति में आगे बढ़ सकता है जिसे शीघ्र महत्वपूर्ण कहा जाता है। यह विशेष रूप से उन रिएक्टरों में समस्या है जिनके पास प्रतिक्रियाशीलता का एक सकारात्मक शून्य गुणांक है, एक सकारात्मक तापमान गुणांक है, जो अति-संचालित हैं, या उनके ईंधन या मध्यस्थों के भीतर अत्यधिक मात्रा में हानिकारक विखंडन उत्पादों को फंसा सकते हैं। इन विशेषताओं में से कई आरबीएमके डिजाइन में उपस्तिथ हैं, और चेरनोबिल आपदा ऐसी कमियों के साथ-साथ गंभीर ऑपरेटर लापरवाही के कारण हुई थी। पश्चिमी प्रकाश जल रिएक्टर बहुत बड़े अनियंत्रित शक्ति भ्रमण के अधीन नहीं हैं क्योंकि शीतलक की हानि बढ़ने के स्थान पर कम हो जाती है, कोर प्रतिक्रियाशीलता (प्रतिक्रिया का एक नकारात्मक शून्य गुणांक); क्षणिक, जैसा कि पश्चिमी प्रकाश जल रिएक्टरों के अंदर सामान्य विद्युत् के उतार-चढ़ाव को कहा जाता है, प्रतिक्रियात्मकता में क्षणिक वृद्धि तक सीमित है जो समय के साथ तेजी से घटेगा (लगभग 200% -250% अधिकतम न्यूट्रॉनिक शक्ति कुछ सेकंड के लिए पूर्ण तीव्र होने की स्थिति में) शटडाउन विफलता क्षणिक के साथ संयुक्त)।
- कोर-आधारित आग कोर को खतरे में डालती है और ईंधन असेंबलियों को पिघला सकती है। ग्रेफाइट मॉडरेट रिएक्टर, या लिक्विड-सोडियम कूल्ड रिएक्टर में प्रवेश करने वाली हवा के कारण आग लग सकती है। ग्रेफाइट भी विग्नर ऊर्जा के संचय के अधीन है, जो ग्रेफाइट को ज़्यादा गरम कर सकता है (जैसा कि विंडस्केल आग में हुआ)। हल्के पानी के रिएक्टरों में ज्वलनशील कोर या मॉडरेटर नहीं होते हैं और वे कोर आग के अधीन नहीं होते हैं। मैग्नॉक्स, यूएनजीजी, और उन्नत गैस कूल्ड रिएक्टर प्रकार के रिएक्टर जैसे गैस-कूल्ड नागरिक रिएक्टर, अपने कोर को गैर-प्रतिक्रियाशील कार्बन डाइऑक्साइड गैस से ढक कर रखते हैं, जो आग का समर्थन नहीं कर सकता है। आधुनिक गैस-कूल्ड नागरिक रिएक्टर हीलियम का उपयोग करते हैं, जो जल नहीं सकता है, और इसमें ईंधन होता है जो पिघलने के बिना उच्च तापमान का सामना कर सकता है (जैसे उच्च तापमान गैस कूल्ड रिएक्टर और कंकड़ बिस्तर मॉड्यूलर रिएक्टर)।
- बीजान्टिन गलती सहनशीलता और उपकरण और नियंत्रण प्रणालियों के अंदर कैस्केडिंग विफलताएं रिएक्टर संचालन में गंभीर समस्याएं पैदा कर सकती हैं, जो संभावित रूप से कम नहीं होने पर मुख्य क्षति का कारण बन सकती हैं। उदाहरण के लिए, ब्राउन फेरी परमाणु ऊर्जा संयंत्र ने नियंत्रण केबलों को क्षतिग्रस्त कर दिया और शीतलन प्रणाली को मैन्युअल रूप से सक्रिय करने के लिए संयंत्र संचालकों की आवश्यकता थी। थ्री माइल द्वीप दुर्घटना भ्रामक जल स्तर गेज के साथ संयुक्त रूप से फंसे हुए खुले पायलट-संचालित दबाव राहत वाल्व के कारण हुई थी, जिसने रिएक्टर ऑपरेटरों को गुमराह किया, जिसके परिणामस्वरूप मुख्य क्षति हुई।
हल्का पानी रिएक्टर (LWRs)
The Three Mile Island reactor 2 after the meltdown.
- Inlet 2B
- Inlet 1A
- Cavity
- Loose core debris
- Crust
- Previously molten material
- Lower plenum debris
- Possible region depleted in uranium
- Ablated incore instrument guide
- Hole in baffle plate
- Coating of previously molten material on bypass region interior surfaces
- Upper grid damage
हल्के पानी के परमाणु रिएक्टर के कोर को क्षतिग्रस्त होने से पहले, दो अग्रदूत घटनाएं पहले ही हो चुकी होंगी:
- सीमित दोष (या जटिल आपातकालीन स्थितियों का सेट) जो कोर के अंदर ऊष्मा हटाने की विफलता (ठंडा करने का नुकसान) की ओर जाता है। निम्न जल स्तर कोर को उजागर करता है, जिससे यह गर्म हो जाता है।
- इमरजेंसी कोर शीतलन प्रणाली (ECCS) की विफलता। ईसीसीएस कोर को तेजी से ठंडा करने और अधिकतम दोष (डिजाइन के आधार पर दुर्घटना) की स्थिति में सुरक्षित बनाने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिसकी कल्पना परमाणु नियामक और संयंत्र इंजीनियर कर सकते हैं। प्रत्येक रिएक्टर के लिए निर्मित ईसीसीएस की कम से कम दो प्रतियां हैं। ईसीसीएस का प्रत्येक प्रभाग (प्रतिलिपि) डिजाइन के आधार पर दुर्घटना का उत्तर देने में सक्षम है। नवीनतम रिएक्टरों में ईसीसीएस के चार प्रभाग हैं। यह अतिरेक, या दोहराव का सिद्धांत है। जब तक कम से कम एक ईसीसीएस डिवीजन कार्य करता है, तब तक कोई मुख्य क्षति नहीं हो सकती। ईसीसीएस के कई डिवीजनों में से प्रत्येक में घटकों की कई आंतरिक ट्रेनें हैं। इस प्रकार ईसीसीएस डिवीजनों में आंतरिक अतिरेक है - और उनके अंदर घटकों की विफलताओं का सामना कर सकते हैं।
थ्री माइल द्वीप दुर्घटना आपात स्थितियों का एक जटिल समूह था जिसके कारण मुख्य क्षति हुई। इसका कारण यह था कि गेज रीडिंग जो या तो गलत थी या गलत व्याख्या की गई थी, के कारण आपातकालीन स्थिति के दौरान ईसीसीएस को बंद करने के लिए ऑपरेटरों द्वारा एक गलत निर्णय लिया गया था; इसने एक और आपातकालीन स्थिति पैदा कर दी, जिसके कई घंटे बाद, कोर एक्सपोजर और कोर डैमेज की घटना हुई। यदि ईसीसीएस को कार्य करने की अनुमति दी गई होती, तो यह जोखिम और कोर क्षति दोनों को रोक देता। फुकुशिमा दाइची परमाणु आपदा के दौरान आपातकालीन शीतलन प्रणाली को शुरू होने के कई मिनट बाद मैन्युअल रूप से बंद कर दिया गया था।[7] यदि ऐसी सीमित गलती होती है, और सभी ईसीसीएस डिवीजनों की पूर्ण विफलता होती है, तो कुआन, एट अल और हास्किन, दोनों दोनों सीमित गलती (शीतलन की हानि) और क्षमता की शुरुआत के बीच छह चरणों का वर्णन करते हैं। रोकथाम में पिघला हुआ कोरियम (परमाणु रिएक्टर) से बचना (एक तथाकथित पूर्ण मेल्टडाउन):[8][9]
- कोर का खुलासा - एक क्षणिक, परेशान, आपातकालीन, या सीमित गलती की स्थिति में, एलडब्लूआर को स्वचालित रूप से दौड़ना (एक एससीआरएएम सभी नियंत्रण छड़ों का तत्काल और पूर्ण सम्मिलन होता है) और ईसीसीएस को स्पिन करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह रिएक्टर थर्मल पावर को बहुत कम कर देता है (लेकिन इसे पूरी तरह से नहीं हटाता है); यह देरी से कोर खुला हो जाता है, जिसे उस बिंदु के रूप में परिभाषित किया जाता है जब ईंधन की छड़ें अब शीतलक द्वारा कवर नहीं की जाती हैं और गर्म होना शुरू हो सकती हैं। जैसा कि कुआन कहते हैं: बिना किसी आपातकालीन कोर शीतलक इंजेक्शन के एक छोटे से ब्रेक LOCA में, कोर अनकवरी [एसआईसी] आम तौर पर ब्रेक की शुरुआत के लगभग एक घंटे बाद शुरू होती है। यदि रिएक्टर शीतलक पंप नहीं चल रहे हैं, तो कोर का ऊपरी भाग भाप के वातावरण में उजागर हो जाएगा और कोर का ताप शुरू हो जाएगा। हालांकि, यदि शीतलक पंप चल रहे हैं, तो कोर को भाप और पानी के दो-चरण के मिश्रण से ठंडा किया जाएगा, और ईंधन की छड़ों के गर्म होने में देरी होगी, जब तक कि दो-चरण मिश्रण में लगभग सभी पानी वाष्पीकृत न हो जाए। TMI-2 दुर्घटना से पता चला कि रिएक्टर शीतलक पंपों का संचालन लगभग दो घंटे तक दो चरण के मिश्रण को वितरित करने के लिए किया जा सकता है जो कोर हीटअप को रोक सकता है।[8]# पूर्व-नुकसान गर्म - पानी के उबलने की भरपाई के लिए कोर के माध्यम से या पानी के अलावा कोर के माध्यम से जाने वाले दो-चरण मिश्रण की अनुपस्थिति में, भाप वातावरण में ईंधन की छड़ें 0.3 डिग्री सेल्सियस / के बीच की दर से गर्म होंगी। s (0.5 °F/s) और 1 °C/s (1.8 °F/s) (3)।[8]# ईंधन का गुबाराना और फटना - आधे घंटे से भी कम समय में, चरम कोर तापमान तक पहुंच जाएगा 1,100 K (830 °C). इस तापमान पर ईंधन की छड़ों का जिरकालॉय क्लैडिंग फूल सकता है और फट सकता है। यह कोर डैमेज का पहला चरण है। क्लैडिंग बैलूनिंग कोर के प्रवाह क्षेत्र के एक बड़े हिस्से को अवरुद्ध कर सकता है और शीतलक के प्रवाह को प्रतिबंधित कर सकता है। हालांकि, कोर के पूर्ण रुकावट की संभावना नहीं है क्योंकि सभी ईंधन छड़ें एक ही अक्षीय स्थान पर गुब्बारा नहीं करती हैं। इस मामले में, पर्याप्त पानी जोड़ने से कोर को ठंडा किया जा सकता है और कोर क्षति की प्रगति को रोका जा सकता है।[8]# रैपिड ऑक्सीडेशन - कोर डैमेज का अगला चरण, लगभग शुरू 1,500 K (1,230 °C), भाप द्वारा Zircaloy का तेजी से ऑक्सीकरण है। ऑक्सीकरण प्रक्रिया में, हाइड्रोजन का उत्पादन होता है और बड़ी मात्रा में गर्मी निकलती है। के ऊपर 1,500 K (1,230 °C), ऑक्सीकरण से शक्ति क्षय ताप (4,5) से अधिक होती है जब तक कि ऑक्सीकरण दर या तो ज़िरकलोय या भाप