Wprowadzenie
Arbeitsgemeinschaft Versuchsreaktor (AVR) to nieczynna niemiecka elektrownia jądrowa, która odegrała kluczową rolę w rozwoju technologii reaktorów wysokotemperaturowych. Działająca w latach 1966-1988, AVR była domem dla pierwszego na świecie eksperymentalnego reaktora jądrowego z rdzeniem usypanym (pebble bed). Zlokalizowana w Forschungszentrum Jülich, ta doświadczalna instalacja miała na celu badanie różnych aspektów dotyczących wydajności i bezpieczeństwa reaktorów jądrowych. W artykule przyjrzymy się historii, budowie, działaniu oraz procesowi demontażu reaktora AVR.
Historia reaktora AVR
Reaktor AVR był jednym z pierwszych obiektów tego typu wybudowanych w Niemczech. Jego koncepcja narodziła się w latach 50. XX wieku, kiedy to Rudolf Schulten postanowił zrealizować projekt reaktora opartego na pomyśle Farringtona Danielsa. Prace projektowe ruszyły w 1957 roku, a budowa reaktora rozpoczęła się cztery lata później. Po sześciu latach intensywnych prac konstrukcyjnych, w 1967 roku reaktor został podłączony do sieci elektrycznej. Dwa lata później, 19 maja 1969 roku, AVR rozpoczął działalność komercyjną.
Reaktor był obsługiwany przez konsorcjum 15 niemieckich firm energetycznych skupionych w spółce AVR GmbH. Po ponad dwóch dekadach pracy, 31 grudnia 1988 roku, reaktor został trwale wyłączony, po przepracowaniu ponad 123 tysięcy godzin. W trakcie swojej eksploatacji osiągnął imponujący średni stopień wypalenia paliwa przekraczający 100 GWd/tHM.
Problemy techniczne i awarie
Podczas swojej działalności reaktor AVR doświadczył jedynie jednej poważnej awarii związanej z generatorem pary. W 1978 roku, podczas planowych prac konserwacyjnych, doszło do przecieku o wielkości od 1 do 3 mm². W wyniku tego incydentu z generatora pary wyciekło około 27 ton wody, co spowodowało blokadę obiegu chłodziwa helowego. Niestety, ten problem wymagał aż 15 miesięcy na całkowite usunięcie wody z systemu. Co gorsza, wydobyta woda zawierała znaczne ilości substancji promieniotwórczych, takich jak stront-90 i tryt.
Innym istotnym wydarzeniem był eksperyment przeprowadzony w 1970 roku, polegający na wyłączeniu wymuszonego chłodzenia rdzenia. Mimo że temperatura rdzenia usypanego nie przekroczyła wartości krytycznych, incydent ten wykazał znaczenie monitorowania i kontrolowania warunków pracy reaktora.
Budowa i zasada działania reaktora AVR
Reaktor AVR był wyposażony w innowacyjny system chłodzenia gazowego oraz rdzeń usypany z kulkami paliwowymi. Jego konstrukcja składała się z betonu i stali; zbiornik rdzenia miał wysokość 2,8 metra oraz średnicę 3 metrów. Serce reaktora stanowiło około 100 tysięcy kulek o średnicy 6 cm, z których część była ceramicznym paliwem jądrowym TRISO-BISO zawierającym uran-235.
Kulki paliwa były regularnie usuwane z rdzenia do spektrometrii gamma, co pozwalało monitorować ich stopień wypalenia oraz oceniać wydajność cyklu paliwowego. Reaktor osiągał niezwykle wysoką temperaturę paliwa wynoszącą nawet do 1000 °C – to najwyższa temperatura uzyskana kiedykolwiek w komercyjnych reaktorach jądrowych.
Temperatura chłodziwa na wlocie do rdzenia wynosiła około 275 °C,
Artykuł sporządzony na podstawie: Wikipedia (PL).