AZ-5

Plik:AZ-5.png

Przełącznik uruchomienia procedury AZ-5

AZ-5 (ros. АЗ-5, Aварийной Защиты 5-й категории, pol. Awaryjna Ochrona 5 kategorii) – procedura awaryjnego wygaszenia reaktora jądrowego, inaczej znana jako SCRAM. Polega ona na wsunięciu do rdzenia reaktora wszystkich prętów awaryjnych i kontrolnych (także tych wyjętych wcześniej ręcznie). Pręty awaryjne opuszczone do rdzenia mają ujemną reaktywność i powodują natychmiastowe przerwanie reakcji łańcuchowej, co prowadzi do jego całkowitego wygaszenia. Pręty awaryjne wykonane są z materiałów silnie pochłaniających neutrony (kadm, bor, hafn). Przełącznik AZ-5 aktywuje awaryjne wyłączanie reaktora. Jest używany tylko w najbardziej ekstremalnych przypadkach, gdy w reaktorze zaczyna się rozwijać jakikolwiek proces, który nie może zostać zatrzymany w inny sposób.

AZ-5 a wypadek w Czarnobylskiej Elektrowni Jądrowej

W reaktorach typu czarnobylskiego (RBMK-1000) od momentu zwolnienia prętów do wygaszenia reakcji łańcuchowej i osiągnięcia przez reaktor mocy generowanej wyłącznie przez ciepło powyłączeniowe mija od 18 do 20 sekund (dla porównania w reaktorach PWR/WWER czas ten jest o wiele krótszy i wynosi 1,5-2 sekundy). Szablon:Fakt.

Po naciśnięciu AZ-5 (1:23:40) nastąpiło wprowadzanie prętów sterujących do rdzenia reaktora. Mechanizm wprowadzania prętów sterujących działał z szybkością 0,4 m/s, tak że pręty potrzebowały od 18 do 20 sekund na umieszczenie całego rdzenia którego wysokość to około 7 metrów. Większość (179) prętów kontrolnych wyposażona była w charakterystyczne głowice – tzw. jeźdźców. Między jeźdźcem, a trzonem pręta występowała niewielka przestrzeń. Jeździec, wykonany z grafitu, gdy wsuwa się do rdzenia, jest praktycznie przezroczysty dla neutronów, podczas gdy woda, którą wypycha z kanału, jest ich pochłaniaczem. Oznacza to, że podczas wprowadzania pręta, jego jeździec zwiększa moc rdzenia, nim trzon pręta ją obniży. Stąd wsuwanie prętów w początkowej fazie procedury nie tylko nie zmniejszało mocy, ale powodowało jej uderzeniowy przyrost

Po kilku sekundach od naciśnięcia AZ-5 nastąpił skok mocy, a rdzeń przegrzał się, powodując pęknięcie niektórych prętów paliwowych, blokując kolumny pręta sterującego i blokując pręty sterujące przy jednej trzeciej wsunięcia. W ciągu trzech sekund moc reaktora wzrosła powyżej 530 MW.

Kolejny przebieg wydarzeń nie został zarejestrowany przez instrumenty; jest znany tylko jako wynik symulacji matematycznej. Wydaje się, że skok mocy spowodował wzrost temperatury paliwa i ilości pary, prowadząc do szybkiego wzrostu ciśnienia pary. Spowodowało to awarię okładziny paliwowej, uwalniając elementy paliwowe do chłodziwa i rozrywając kanały, w których znajdowały się te elementy. 

Uruchomienie procedury mogło być odpowiedzią na nagły wzrost mocy, jednakże były zastępca naczelnego inżyniera ds. eksploatacji bloków energetycznych III i IV Anatolij Diatłow na łamach swojej książki Czarnobyl. Jak to było tak tłumaczy jej przeprowadzenie:

Przed godziną 01:23:40 centralny system kontrolny (...) nie zarejestrował żadnych zmian parametrów, które usprawiedliwiałyby AZ-5. Komisja (...) zebrała i przeanalizowała dużą ilość materiału i jak oświadczyła w raporcie, nie ustaliła przyczyny rozpoczęcia AZ-5. Nie ma też powodu by jej szukać. Reaktor po prostu miał zostać wyłączony po zakończeniu eksperymentu.

Powód, dla którego wciśnięto przycisk AZ-5, do dnia dzisiejszego nie jest znany niezależnie od tego, czy został wykonany jako środek awaryjny w odpowiedzi na gwałtowny wzrost mocy, czy po prostu jako rutynowa metoda wyłączania reaktora po zakończeniu eksperymentu. Niektórzy sugerują, że przycisk nie został wciśnięte ręcznie, a został automatycznie włączony przez system ochrony awaryjnej, mimo że SKALA zarejestrowała ręczny manualne włączenie.

Po wypadku procedura ta została dopracowana, co miało zapobiec podobnym przypadkom w przyszłości.

Chronologia włączenia AZ-5

• 1:22:30 – Leonid Toptunow zauważa na wydruku komputerowym systemu SKALA, że tzw. poziom reaktywności spadł tak dalece, że reaktor powinien zostać natychmiast wyłączony. Mimo wszystko test nie został wstrzymany.
• 1:23:04 – rozpoczyna się główny test. Starszy inżynier sterowania turbinami Igor Kirszenbaum na polecenia Anatolija Diatłowa zamyka SRK (zawory regulujące zatrzymanie) TG (turbogenerator) nr 8 . Oznacza to, iż od tej pory para wytwarzana w reaktorze przestanie dochodzić do turbiny, która kręcić się będzie już tylko siłą inercji. Istniejące zabezpieczenia chroniące przed wyłączeniem SKR zostały wyłączone. aby móc powtórzyć test jeśli pierwsza próba się nie powiedzie. Po chwili rozpoczął się wzrost mocy.
• 1:23:39 – naczelnik zmiany bloku Aleksandr Akimow wydaje polecenie o natychmiastowym włączeniu AZ-5.i tym samym zamknięciu reaktora.

Na chwilę przed wybuchem, moc reaktora osiąga 33 000 MW.

• 1:23:47 - mieszanina wodoru i innych gazów zapala się i rozsadza ważącą 2000 ton kopułę przeciwradiacyjną, która burzy budynek bloku czwartego. W całej elektrowni gaśnie światło.