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 
pienoiskuva|upright=1.5|Yksinkertaistettu RBMK-reaktorin kaavio
pienoiskuva|upright=1.5|RBMK-reaktorin halkileikkauskuva
 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 7 kpl (2025) 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 (archive.org) (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
|
|}

 VoimalaTšernobyl 1
Tšernobyl 2
Tšernobyl 3
Tšernobyl 4
Tšernobyl 5
Ignalina 1
Ignalina 2
Ignalina 3
Kursk 1
Kursk 2
Kursk 3
Kursk 4
Kursk 5
Kursk 6
Leningrad 1
Leningrad 2
Leningrad 3
Leningrad 4
Smolensk 1
Smolensk 2
Smolensk 3
Smolensk 4
Directorate for Construction of Kostoma NPP  (For Kostroma 1 and 2)
Table 31. Technology and Soviet Energy Availability – November 1981 – NTIS order #PB82-133455 (For Ignalina 4) Reaktorityyppi Tila Nettoteho (MWe) Bruttoteho (MWe)Tšernobyl 1RBMK-1000Suljettu 1996 740 800Tšernobyl 2RBMK-1000Suljettu 1991 925 1 000Tšernobyl 3RBMK-1000Suljettu 2000 925 1 000Tšernobyl 4RBMK-1000Tuhoutui Tšernobylin ydinvoimalaonnettomuudessa 925 1 000Tšernobyl 5RBMK-1000Peruttu 1988 950 1 000Tšernobyl 6RBMK-1000Peruttu 1988 950 1 000Ignalina 1RBMK-1500Suljettu 2004 1 185 1 300 (Bruttotehoa pudotettiin Tšernobylin onnettomuuden jälkeen.)Ignalina 2RBMK-1500Suljettu 2009 1 185 1 300 (Bruttotehoa pudotettiin Tšernobylin onnettomuuden jälkeen.)Ignalina 3RBMK-1500Peruttu 1988 1 380 1 500Ignalina 4RBMK-1500Peruttu 1988 1 380 1 500Kostroma 1RBMKP-2400Peruttu 1980 luvulla 2 260 2 400Kostroma 2RBMKP-2400Peruttu 1980 luvulla 2 260 2 400Kursk 1RBMK-1000Suljettu joulukuussa 2021 925 1 000Kursk 2RBMK-1000Suljettu tammikuussa 2024 925 1 000Kursk 3RBMK-1000Toiminnassa vuoteen 2033 925 1 000Kursk 4RBMK-1000Toiminnassa vuoteen 2035 925 1 000Kursk 5MKER-1000 (Valmistumaton prototyyppi)Peruttu 2012 925 1 000Kursk 6RBMK-1000Peruttu 1993 925 1 000Leningrad 1RBMK-1000Suljettu 2018 925 1 000Leningrad 2RBMK-1000Suljettu 2021  925 1 000Leningrad 3RBMK-1000Toiminnassa vuoteen 2030 (Annettu lisää aikaa 5 vuotta, vuonna 2025) 925 1 000Leningrad 4RBMK-1000Toiminnassa elokuuhun 2026 925 1 000Smolensk 1RBMK-1000Toiminnassa vuoteen 2028 925 1 000Smolensk 2RBMK-1000Toiminnassa vuoteen 2030 925 1 000Smolensk 3RBMK-1000Toiminnassa vuoteen 2040 (Annettu lisää aikaa 6 vuotta, vuonna 2023) 925 1 000Smolensk 4RBMK-1000Peruttu 1993 925 1 000

 Lähteet 

Luokka:Ydinreaktorityypit