RBMK

Grafiittihidasteinen kanavatyyppinen reaktori eli RBMK () on Neuvostoliitossa rakennettu ja suunniteltu vesijäähdytteinen ja grafiittihidasteinen ydinreaktori.

RBMK on vanhin edelleen kaupallisessa käytössä oleva reaktorimalli. Ensimmäinen tuotannollinen grafiittihidasteinen ja kevytvesijäähdytteinen ydinreaktori kehitettiin 1950-luvun alussa Neuvostoliitossa. Se oli sata kilometriä Moskovan lounaispuolella sijaitsevaan Obninskin ydinvoimalaitokseen rakennettu, lämpöteholtaan 30 megawatin ja sähköteholtaan viiden megawatin AM-1 (lyh. ven. атом мирный, atom mirnyi, "rauhan atomi") -reaktori (LWGR, light-water-cooled graphite-moderated reactor). Reaktori käynnistettiin ensimmäisen kerran 6. toukokuuta 1954 kello 19.40 Moskovan aikaa. Voimala liitettiin sähköverkkoon 27. kesäkuuta 1954. Obninskin LWGR-reaktorin pohjalta laadittiin uusia reaktoriratkaisuja, ja se toimi esikuvana myös RBMK-reaktorille.

Reaktorin rakenne ja toiminta

Yleisesti
RBMK-reaktoreiden merkittävä rakenteellinen ero muihin vesijäähdytteisiin reaktoreihin (PWR ja BWR) on sen fyysinen hidastin- ja jäähdytysaineen erottaminen kevytveteen ja grafiittiharkkoihin sekä yhtenäisen suuren paineastian korvaaminen erillisillä pystysuuntaisilla putkikanavilla, joihin polttoainesauvat ja säätösauvat on sijoitettu. Kanavatyyppinen rakenne mahdollistaa useimmista muista ydinreaktoreista poiketen polttoainesauvojen vaihtamisen uusiin reaktorin ollessa käynnissä, sillä yksittäinen kanava voidaan sulkea polttoainesauvan vaihdon ajaksi. Kevytveden käyttö jäähdytyksessä ja grafiittihidastinaine mahdollistavat matalarikasteisen uraanin käytön reaktorissa. Nämä ominaisuudet toisaalta tekivät reaktorista epävakaan matalalla fissioteholla, koska fissiohajoamisen seurauksena syntyvä ”reaktorimyrkkynä” tunnettu ksenon-135 ei häviä tarpeeksi nopeasti. Lisäksi RBMK-reaktorin positiivinen takaisinkytkentä eli jäähdytinveden kiehumisesta aiheutuva fissiotehon kasvu oli merkittävä osatekijä Tšernobylin ydinvoimalaonnettomuudessa.

Reaktoriastia, hidastinaine ja säteilysuojaus
Reaktorimonttu on valmistettu vahvistetusta betonista, ja se on 21,6 m leveä, 21,6 m syvä sekä 25,5 m korkea. Sylinterinmuotoinen, seinäpaksuudeltaan 16 mm paksu, halkaisijaltaan 14,52-metrinen ja 9,75 metriä korkea teräksinen reaktoriastia on sijoitettu monttuun ristinmuotoisen metallikannakkeen päälle. Reaktoriydin koostuu päällekkäin ladotuista grafiittiharkoista, joiden läpi kulkee pystysuuntainen halkaisijaltaan 11,4 cm oleva kanava. Grafiittiharkon mitat ovat leveydeltään 25 cm ja syvyydeltään 25 cm. Harkkojen korkeus vaihtelee 20 ja 60 senttimetrin välillä, koska harkot on ladottu reaktoriin limittäin sivusuuntaisen tuennan vuoksi (vrt. pystysuuntainen tiiliseinä). Reaktorin sisäinen helium-typpi-kaasukehä pitää reaktoriytimen inerttinä ja auttaa lämmönsiirrossa grafiitilta jäähdytyskanaville. Grafiittihidasteiden yhteisleveys on 14 metriä ja korkeus 8 metriä. Lämpölaajenemisesta aiheutuvien vaurioiden estämiseksi reaktoriastiassa on liikuntasauma. Grafiitin maksimilämpötila oli 730 °C.

Käyttö 
RBMK-tyyppisiä eli grafiittihidasteisia kiehutusvesireaktoreita on  yhä käytössä kaikkiaan 8 kpl (2022) kolmessa eri voimalaitoksessa, kaikki nykyisen Venäjän alueella. Voimalaitoksia oli myös nykyisten Ukrainan ja Liettuan tasavaltojen alueella. (Katso taulukko alla.) Myös Tšernobylin ydinvoimalaitoksen reaktorit edustivat kyseistä reaktorityyppiä.

Suomea lähimmät toiminnassa olevat RBMK-voimalat ovat Leningradin ydinvoimala (2 laitosta) Sosnovyi Borissa Pietarista länteen sekä Smolenskin ydinvoimalaitos Desnogorskissa. (3 laitosta) Liettuan Ignalinan ydinvoimalan viimeinen käytössä ollut reaktori (kaksi 1 450 megawatin yksikköä) ajettiin alas joulukuussa 2009 (Kuolan ydinvoimalassa käytetään VVER-reaktoreita).

Kyky tuottaa ydinasemateriaalia

RBMK-reaktorissa voidaan tuottaa ydinaseisiin tarvittavaa plutoniumia. Sähkön tuotantoon rakennetuilla laitoksilla tämä ei kuitenkaan ole ensisijainen tarkoitus.

Luettelo reaktoreista

Sisältää toiminnassa olevat, perutut, suljetut ja tuhoutuneet yksiköt. Osa perutuista oli rakenteilla Tšernobylin onnettomuuden sattuessa, eivätkä ne koskaan valmistuneet.

Värikoodit:
{|
|-
| – Toiminnassa 
|   
| – Poistettu käytöstä
|
| – Tuhoutunut
|
| – Peruttu
|
|}

Lähteet 

Ydinreaktorityypit