TSHERNOBYLIN SELITYS

 

Tshernobylin ydinvoimalaonnettomuuden syiksi voidaan kiteyttää seuraavat asiat:

Kokeen tarkoituksena oli testata kuinka kauan turbogeneraattoreiden inertia tuottaa sähköä sen jälkeen kun reaktorin teho on laskettu nollille. Tällä kineettisellä energialla oli tarkoitus syöttää reaktorin jäähdytysvesipumppuja sen aikaa kunnes varavoimadieselit käynnistyvät ja kykenevät vuorostaan syöttämään sähkötehoa jäähdytyskiertovesipumpuille.

Tshernobylin varavoima-aseman dieselit eivät käynnisty kovin nopeasti: arvioidaan niiden tarvitsevan 30 - 40 sekuntia ennekuin sähkönsyöttö riittää jäähdytyspumppujen käyttöön.

 

Koeohjelma käynnistettiin huolimatta siitä, että reaktori oli saatettu varsin epästabiiliin tilaan ja kaikki vara- ja turvajärjestelmät oli kytketty pois päältä!

 

Kokeen ajankohta oli myös valittu väärin. Sen oli tapahtua työviikon lopulla ja aikaisin aamulla juuri ennen kansallista toukokuun 1. vapaapäivää. Operaattorit tiesivät että elleivät he tee koetta tuona yönä, täytyy heidän odottaa voimalan seuraavaa alasajoa joka tapahtuu vuoden kuluttua Voiton Päivänä..

Tästä syystä operaattorit jättivät tehon 20% eivätkä ajaneet sitä 0% kuten turvamääräykset edellyttivät. Syynä oli, että operaattorit varautuivat uusimaan kokeen tarpeen vaatiessa.

Kohtalokas hetki oli perjantain ja lauantain välisenä yönä klo 1:23:40. Reaktori oli siinä tilassa, että se saattoi tehdä mitä tahansa.

 

TSHERNOBYLIN ydinvoimalaonnettomuus minuutti minuutilta

Raportti pohjautuu neuvostoliiton raporttiin kansainväliselle ydinvoimajärjestölle IAEA:lle.

 

Osalainaus ENERGIA-lehti 1986 - 8 ss.12 - 13 (perustuu Neuvostoliittolaisten raporttiin IAEA:lle)

Aika:

Tapahtuma tai mittausviesti:

Tulkinta:

25.4.1986 perjantai

01:00:00

Reaktorin tehon lasku alkaa

Kokeen ja siihen liittyvä voimalayksikön pysäyttämisen valmistelu alkaa

13:05:00

Reaktorin lämpöteho laski 1500 MW:iin eli puoleen nimellistehosta. Turbiini No 7 ajettiin pikasulkuun. Kuusi kahdeksasta pääkiertopumpusta on toiminnassa.

 

14:00:00

Hätäjäähdytysjärjestelmä eristettiin, jottei koe häiriintyisi.

Testiohjelman mukaisesti.

23:10:00

Tehon lasku jatkui 50%:sta noin 22-32%:tiin jolla teholla turbiinigeneraattoreilla tehtäväksi suunniteltu koe oli ajateltu tehdä. Teho laski kuitenkin kontrolloimattomana alle 1%:n !

Tehon säätö oli vaikeaa ja tästä syystä automaattinen säätöjärjestelmä kytkettiin pois päältä tai automatiikalle ei annettu asetusarvoja. Joka tapauksessa operaattori teki virheen.

26.4.1986 lauantai

01:00:00

Reaktorin lämpöteho nostettiin 200MW eli noin 7 % nimellistehosta. Sekä käsinohjattavat että automaattiset ohjaussauvat nostettiin ylös.

Tehon edelleennosto oli vaikeaa johtuen reaktorin xenonmyrkytyksestä (tehon laskiessa polttoaineen xenonpitoisuus aluksi nousee ja vähentää reaktiivisuutta jolloin säätösauvoja pitää nostaa ulos reaktorista).

Koeohjelman turvallisuusvaatimuksia laiminlyöntiin.

01:03:00

Loput kaksi pääkierto9pumppua käynistettiin jolloin kaikki kahdeksan pumppua olivat käynnissä.

Neljä kahdeksasta pääkiertopumpusta sai voimansa turbiinigeneraattorilta. Muut pumput saivat sen ulkopuolisista piireistä ja niiden oli määrä ylläpitää virtausta reaktorin sydämessä kun turbogeneraattorit pysähtyvät.

Normaalisti on käytössä kaksi pumppua jolloin virtauksen ja tehon suhde on tasapainossa.

Kahdeksan pumpun tuottama lisävirtaus aiheutti suuren kavitaatio- ja värähtelyriskin. Kun virtaus voimistuu reaktorisydämessä, säätösauvat pitää vetää ulos jotta teho voidaan säilyttää. Tehon pienuudesta ja kasvaneesta jäähdytysveden virtauksesta johtuen veden lämpötila saavutti kyllästymispisteensä.

01:07:00

Höyrynerottimissa huomattavia vedenpinnan ja paineen poikkeamia normaalista alaspäin. Joissakin pääkiertopumpuissa virtaus ylitti sallitut arvot.

Reaktorin reagointi parametrien muutoksiin aiheutti sen, että poikkeamia yritettiin poistaa käsisäädöillä.

01:19:00

Neljä minuuttia ennen kokeen alkua operaattori alkaa juoksuttaa kylmää vettä höyrynerottimiin.

Tarkoituksena on estää vedenpinnan lasku.

01:19:30

Vedenpinta alkoi nousta höyrynerottimissa.

Syöttövesivirtaus ylitti kolminkertaisesti tasapainovirtauksen. Automaattiset säätösauvat menivät yläasentoon. Käsisäätöiset säätösauvat vedettiin yläasentoon.

Paine höyrynerottimissa alkoi laskea.

Operaattori teki ylisäädön prosessin hitauden takia.

Kylmempi vesi saavutti reaktorin sydämen vähentäen höyrypitoisuutta.

Höyryyntyminen väheni johtuen viileämmän veden virtauksesta höyrynerottimista reaktorisydämeen.

01:19:58

Höyryn reduktioventtiili suljettiin.

Tarkoituksena oli hidastaa höyrynpaineen vähenemistä.

01:21:50

Syöttövesivirtaus ylitti nelinkertaisesti tasapainovirtauksen.

Syöttövesivirtaus alkoi äkkiä vähentyä.

Tarkoituksena oli nostaa veden pintaa höyryneroittimista.

Tarkoituksena oli estää vedenpinnan jatkuva nousu.

01:22:10

Höyrypitoisuus alkoi lisääntyä reaktorin polttoainekanavissa.

Automaattiset säätösauvat laskeutuivat alemmas.

Lämpöisempi vesi saavutti reaktorisydämen.

Reaktiivisuuden kasvua johtuen höyrypitoisuuden lisääntymisestä kompensoitiin.

01:22:30

Syöttövesivirtauksen väheneminen päättyi.

Syöttövettä tuli paljon vähemmän kuin tasapainovirtaus olisi vaatinut.

Tehojakautuma ja jokaisen säätösauvan asento tulostettiin.

Reaktiivisuus marginaali oli puolet sallitusta.

Operaattori teki käsisäädössä virheen.

Tarkoituksena oli määrittää neutronivuot sekä reaktiivisuusmarginaalit ennen turbogeneraattori 8:lla ennen testiä.

01:22:45

Höyrypitoisuuden lisääntyminen reaktorissa loppui.

Syöttöveden ja höyrynpaineen tasapainottuminen höyrynerottimissa.

01:23:04

Turbiinin pikasulkuventtiili suljettiin.

Reaktorin toiminta jatkuu 200 MW teholla.

Koe aloitettiin turbogeneraattorilla.

Henkilökunta kytki pois turbiinilta tulevan pikasulkuhälytyksen jottei reaktori sammuisi.

Koeohjelman mukaan reaktori olisi pitänyt tässä vaiheessa sammuttaa!

Näin ei tehty koska koe voitaisiin tarvittaessa toistaa.

 

01:23:10

Automaattiset säätösauvat menivät yläasentoon.

Höyrypitoisuus reaktorisydämessä väheni höyrynpaineen lisääntyessä.

01:23:21

Automaattiset säätösauvat alkoivat liukua alas.

Jäähdytysveden kiertopiirin virtaus laski ja lämpöistä vettä alkoi tulla reaktorin sydämeen.´

01:23:31

Reaktiivisuus ja neutroniteho alkoivat nousta.

Kun turbogeneraattorit eivät anna enempää sähköä, neljä generaattorilta sähkötehonsa saavaa pääkiertopumppua pysähtyy. Veden virtaus vähenee voimakkaasti ja vesi lämpenee kiertopiirissä.

Neljä muuta pumppua, joiden sähkö tuli ulkopuolisesta piiristä kavitoivat lämpötilan noustessa.

Kolmessa sekunnissa teho nousi 7%:sta 17 prosenttiin.

 

01:23:40

Tehon noususta tulleen hälytyksestä painettiin pikasulkunappia. Pikasulkusauvat alkoivat tunkeutua reaktorisydämeen. Polttoaineen lämpötila nousi äkillisesti.

Normaalisti tunkeutuminen kestää 20 sekuntia joten se ei hitaudestaan johtuen kyennyt estämään tehon nousua. Operaattori katkaisi tämän vuoksi sähkönsyötön säätösauvoihin, että ne putoaisivat reaktorisydämeen. Pikasulkusuojaus ei enää kyennyt estämään reaktorin hallinnan menetystä.

01:23:44

Ensimmäinen tehopiikki.

Positiivista reaktiivisuutta kompensoi dopplerilmiö sekä säätösauvojen sisäänmeno.

01:23:45

Äkillinen höyrypitoisuuden lisääntyminen.

Äkillinen tehon nousu.

Polttoainesauvat rikkoutuvat palasiksi.

Jäähdytysveden jäähdytyspiirissä väheni äkillisesti.

Reaktiivisuus kasvoi äkillisesti johtuen jäähdytysveden kiehumisesta.

Takaiskuventtiilit sulkeutuivat reaktorisydämen rajusta paineennoususta.

01:23:46

Höyrynpaine höyrynerottimissa ylitti putkiston ja säiliöiden kestokyvyn.

Valtava höyrynkehitys.

01:23:47

Jäähdytysveden virtaus voimistui.

Polttoainekanavien murtuminen.

01:23:48

Lämpöräjähdys.

Säätösauvojen hitaan toiminnan vuoksi ne eivät olleet ehtineet ääriasentoihinsa.

Juuri ennen onnettomuutta reaktori toimi pienellä 7% teholla.

Reaktion karatessa käsistä teho nousi ensin 100%:n ja sitten sekunnissa satakertaistui!

Polttoaineeseen varastoitunut energia räjäytti sen murusiksi.

Jäähdytysveteen sekoittuneet polttoainemurusten lämpötila oli + 3000 °C aiheuttivat höyryräjähdyksen ja mahdollisen ydinreaktion jotka heittivät paikoiltaan reaktoriastian 1000 tonnin suojakannen katkaisten kaikki 1700 höyrykanavaa.

Muutamaa sekuntia myöhemmin kuultiin toinen räjähdys joka sinkosi aukirevenneen reaktorin osia ympäristöön ja hajotti voimalaitoksen rakenteita. Ei tiedetty (1986 elokuussa) oliko toisioräjähdyksen syynä vetyräjähdys vai ehtikö tapahtua vielä ydinreaktio ennen fissiomateriaalin (polttoainesauvojen) leviämistä ympäristöön eli ydinreaktioon tarvittavan kriittisen massan alittuminen.

Ref: ENERGIA lehti 8/86 ss. 9-13.

Tshernobylin voimalaitos Tshernobylin ydinvaoimalaonnettomuus
Chernobyl Nuclear Plant Chernobyl nuclear disaster