Strona główna » energia elektryczna » Elektrownia atomowa jak Titanic, czyli o wytrzymałości stali słów kilka

Elektrownia atomowa jak Titanic, czyli o wytrzymałości stali słów kilka

Archiwum

Jak stali czytelnicy z pewnością wiedza, mam zdecydowanie negatywny stosunek do energetyki atomowej. Stali czytelnicy również wiedzą, ze praktycznie nigdy nie używałem argumentów dotyczących bezpieczeństwa elektrowni atomowych. Pomimo Czernobyla i Fukushimy. Zakładałem, że problemy dotyczące bezpieczeństwa, przy przemyślanej konstrukcji da się rozwiązać. Cóż, myliłem się. Stan wiedzy na dziś jest taki, że się nie da…

Otóż są w Belgii elektrownie atomowe. Właściwie nawet dwie, w jednej są trzy reaktory, w drugiej cztery. Jeden z nich, Doel 3, został wyłączony w 2012 na planowaną inspekcję. USG wykazało, że  są mikropęknięcia w obudowie reaktora. Konkretnie to dość dużo mikropęknięć. Późniejsze dokładne badania naliczyły 13 047 uszkodzeń. Oraz wykazały, że jest to skutek kruchości wodorowej.

Drobna dygresja techniczna. Wodór na stal oraz inne metale działa bardzo źle. Delikatnie mówiąc. Po prostu wchodzi w strukturę krystaliczną metali, zaburzając ją i zmienia właściwości metalu, który traci wytrzymałość mechaniczną i staje się kruchy. Więcej o tym w artykule w polskiej Wikipedii. Muszę tu dodać laurkę- dawno nie widziałem tak dobrze napisanego artykułu technicznego po polsku. Choć to moje wrażenie może wynikać akurat z mojego poziomu wiedzy. Wiem, że kruchość wodorowa istnieje, wiem w jakich warunkach może powstawać i jakie mogą być skutki. I wiem, że jeśli z jakichkolwiek powodów konstrukcja której używam czy buduję może mieć kontakt z wodorem i nadal ma się nie rozpaść to powinienem skonsultować się z fachowcem. Ten tekst przynajmniej pomógł mi rozwinąć własną wiedzę.

Wracając do naszych reaktorów

W trakcie działania wodór może się pojawić. Są oczywiście systemy wykrywania i neutralizacji. Zresztą spora część czytelników jest właścicielami podobnego systemu neutralizacji wodoru. Otóż na tzw. bezobsługowych akumulatorach ołowiowych w każdej celi zainstalowany jest katalizator umożliwiający w pokojowej temperaturze rekombinację wodoru i tlenu rozłożonego w czasie pracy akumulatora. Tworzy się woda, która spływa z powrotem do celi, dzięki czemu nie trzeba dolewać nowej. To cała tajemnica bezobsługowości.

Przy reakcjach nuklearnych wodór powstaje dokładnie w ten sam sposób, jako skutek rozkładu wody, ale energia potrzebna do tej reakcji nie jest dostarczana w formie prądu, jak w akumulatorze, a promieniowania jonizującego. A odprowadzanie ciepła powstałego przy rekombinacji wodoru i tlenu w reaktorze atomowym to jest trochę bardziej skomplikowane, bo przy większej skali są znacznie większe problemy z odprowadzaniem ciepła, ale dokładnie wszystko jest rzeczą całkowicie możliwą do rozwiązania. Teoretycznie…

W rzeczywistości właśnie te pęknięcia obudów belgijskich reaktorów zostały spowodowane przez wodór. W porządku, zdarza się. Tylko zgodnie z projektem nie powinno się zdarzyć. Co gorsza dokładny mechanizm powstania tych pęknięć jest nieznany.

To jest właśnie gwóźdź programu

Badania nad kruchością wodorową prowadzi się dobrze ponad sto lat, stoją za tym olbrzymie pieniądze, bo to kwestia wytrzymałości wszystkich konstrukcji stalowych, a tu taki paszczet.

Co wiadomo?

Wiadomo, że winnym jest wodór. Prawie na pewno. Nie wiadomo, jakie są ewentualnie inne czynniki. Wiadomo, że ta korozja jest dość powolna. Ale postępuje w nieprzewidywalny sposób. Rozwiązania są trzy. Albo zrozumieć co się dzieje, opisać to w normach technicznych i stosownie postępować- być może wymienić te obudowy, być może inaczej określić ich trwałość, być może zdefiniować sposób w jaki mozna wydłużyć ich żywotność. Drugie rozwiązanie to wyłączenie tego w cholerę i zaprzestanie używania tych skarbonek bez dna rzekomo produkujących tani prąd. Trzecie rozwiązanie, najbardziej prawdopodobne i idealnie zgodnie z dzisiejszymi zwyczajami kapitalizmu i wolnego rynku to dokładne zignorowanie sprawy i dalsze wypłacanie dywidend.

Nie jest aż tak źle

Przynajmniej właściciel (EDF/Suez) podjął decyzję o zamknięciu jednego z tych reaktorów i przeprowadzeniu testów zniszczeniowych obudowy.  To z bardzo dużym prawdopodobieństwem pozwoli nie tylko określić zakres korozji, ale stworzyć jakiś model i być może zaktualizować normy. Możliwe, że także dokładnie wyjaśnić teoretyczny mechanizm, co przyczyni się do rozwoju nauki. Oczywiście pozostaje pytanie co z pozostałymi reaktorami. Te w Belgii są relatywnie nowe jak na średni wiek światowej energetyki atomowej (32 i 33 lata, a średnia to prawie 29 lat). Greenpeace zaproponował po prostu wyłączenie w celu inspekcji wszystkich reaktorów ze stalową obudową. To jest bardzo dobry pomysł i jako taki zapewne nie zostanie zrealizowany.

Co się może stać?

Tu wypada przypomnieć historyjkę od technicznej strony dość podobną. Był kiedyś taki statek, bardzo ładny i luksusowy, Titanic się nazywał. Jak zwykle w takich przypadkach bywa cała seria błędów, pomyłek i nieszczęśliwych zbiegów okoliczności doprowadziła do lekkiego otarcia się o górę lodową. Ten statek powinien takie zdarzenie wytrzymać, a może nawet samodzielnie dopłynąć do portu. Jednak bardzo szybko i sprawnie zatonął. Stało się dokładnie to, co może się stać z naszymi obudowami reaktorów. Otóż nity, z użyciem których został zbudowany kadłub zawierały w swym składzie dość dużo szlaki i bardzo dużo siarki. Ówczesna metalurgia była jaka była, szlaki powinno być mniej, metod usuwania siarki na skalę przemysłowej produkcji stali nie znano. Zresztą nie bardzo orientowano się we wpływie temperatury na kruchość bardziej zasiarczonej stali. Dziś już wiadomo, przy określonej temperaturze stal przechodzi z normalnej rozciągliwej postaci w kruchą, która łatwo pęka i kruszy się w wyniku naprężeń mechanicznych. Dla współczesnych stali to są temperatury rzędu -60 C, więc przy statkach taki problem nie występuje. Dla materiału użytego w nitach Titanica było to kilka- kilkanaście stopni Celsjusza powyżej zera. W okolicach gór lodowych zwykle jest mniej, tak było i tej feralnej nocy. Lekkie uderzenie spowodowało masowe zrywanie nitów, tak jak uderzenie młotkiem kruszy kostkę lodu. Co w dalszej kolejności spowodowało wlewanie się wody praktycznie na całej długości kadłuba i tragiczny koniec jest historią.

Właśnie kruchość jest także problemem tych obudów

Co prawda obudowy elektrowni atomowych mają znacznie mniejsze znaczenie konstrukcyjne i raczej nie grozi im zderzenie z górami lodowymi (choć przy obecnym tempie zmian klimatycznych bym się o to nie zakładał).  Z drugiej strony, właśnie ta obudowa ma być podstawą bezpieczeństwa w krytycznych sytuacjach. A nie jest. Dokładniej mówiąc to nie wiadomo czy jest, w których jest i w których nie jest. Nie wiadomo jak poważne uderzenie czy naprężenia będą w stanie wytrzymać i nie wiadomo jaki ma na to wpływ czas i warunki użytkowania.

Stalowa obudowa to nie jedyne rozwiązanie

Jest najczęstsze, ale nie jedyne. Teoretycznie możliwe są jeszcze żelbetowe  Czy i w jakim stopniu ten problem dotyczy żelbetu to zupełnie nie wiadomo. Kiedy będzie znany mechanizm, może powstaną jakieś symulacje. Albo jak któraś z nich się sama zawali wskutek kruchości zbrojenia.

Oczywiście nieocenieni naukowcy  i racjonalizatorzy z ZSRR wymyślili kolejne rozwiązanie. Uznali, że obudowa bezpieczeństwa jest droga i niepotrzebna, a reaktory pracują na zadanych parametrach w niezwyciężonym Związku zawsze będą produkować tani prąd ku szczęśliwości chłopów i robotników. I zbudowali takich całkiem sporo. Między innymi w Czernobylu…

I tym optymistycznym akcentem można zakończyć. To jest, jak sądzę, jeden z ostatnich gwoździ do trumny energetyki atomowej. Coś jeszcze będzie robione, coś kombinowane. Ale to jest już jest zombie- technologia.

Reklamy

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Log Out / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Log Out / Zmień )

Facebook photo

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Log Out / Zmień )

Google+ photo

Komentujesz korzystając z konta Google+. Log Out / Zmień )

Connecting to %s

Follow rewolucja energetyczna on WordPress.com
%d blogerów lubi to: