Ksenonmyrkytys

Ksenonmyrkytys on reaktorifysikaalinen ilmiö, jossa fissioreaktorin sydämeen muodostuu jodin isotooppia 135I, joka edelleen hajoaa ksenonin isotoopiksi 135Xe. 135Xe on yksi ydinreaktiossa syntyvistä fissiotuotteista. Se on lyhytikäinen, mutta sillä on suuri vaikutus reaktorin toimintaan. 135Xe-isotoopin vaikutus reaktorin toimintaan pohjautuu sen suureen neutronien absorbointikykyyn.

Reaktorin sydän alkaa tyypillisesti ksenonmyrkyttyä, kun sitä käytetään matalalla fissioteholla. Tasapainottamalla reaktionopeutta, voidaan ksenonmyrkytys estää. fission Myrkytys voi vahvimmillaan johtaa koko reaktorin sammumiseen, sillä neuroneja tarvitaan uraanin isotoopin 235 235U fission jatkumiseen. Jotta reaktorin sammuminen voitaisiin välttää on ksenonmyrkytyksen absorvoivaa vaikutusta kompensoitava ottamalla lisää reaktiivisuusreserviä käyttöön, esimerkiksi pienentämällä säätösauvojen neutronien absorbointia vetämällä niitä ulos sydämestä. Ksenonmyrkytys voi myös vaikuttaa reaktorin tehojakaumaan, sillä ksenonia syntyy eniten sinne, missä fissioteho on ollut aikaisemmin suurin.

Ksenonmyrkytys ydinonnettomuuksissa

Ksenonmyrkytys oli yhtenä suurena osatekijänä tapahtumissa, jotka johtivat Tšernobylin ydinvoimalaonnettomuuteen. Matalalla teholla käytetyn reaktorin sydämeen oli alkanut muodostua 135Xe-isotooppia, minkä seurauksena säätösauvoja oli vedetty pois ytimestä. Neutronien absorbointireservi oli tällöin siirtynyt reaktorin vesijäähdytteeseen. Kuitenkin kylmän veden tuominen sydämeen heikkeni, koska tehdyn turvallisuuskokeen seurauksena kahdeksan punpun sijasta vain neljä oli käytössä, mikä johti jäähdytysveden kiehumiseen. Tästä seurasi positiivinen takaisinkytkentä. Tehon alkaessa hallitsemattomasti nousta valvontahenkilöstö oli päättänyt pikasulkea reaktorin. Kytkettäessä säätösauvoja sydämeen, sinne työntyivät ensimmäisenä säätösauvojen grafiittijatkeet, jotka aiheuttivat tehon räjähdysmäisen nousun.

Lähteet

Aiheesta muualla 
Khalid Alnoaimi: Xenon-135 Reactor Poisoning, Stanford University, March 15, 2014 

Ydinfysiikka
Ydinvoima