Teknik · Förklarat enkelt
RBMK-reaktorn — varför konstruktionen var farlig
Reaktorn i Tjernobyl var av en sovjetisk typ som kallas RBMK-1000. Den hade egenskaper som kunde göra den instabil. Här förklarar vi det viktigaste utan teknisk förkunskap.
Vad var RBMK-1000?
RBMK är en förkortning för en rysk beskrivning som ungefär betyder ”reaktor med kanaltyp och hög effekt”. Det var en stor sovjetisk reaktor som hade en praktisk fördel: den kunde producera mycket el och samtidigt material som kunde användas i kärnvapenprogram, och den kunde byggas stor utan en dyr, kraftig inneslutning.
Men just dessa designval gjorde den också mindre säker än många reaktorer i väst.
Grafitmoderering — vad betyder det?
För att en kärnreaktion ska hållas igång behöver neutronerna bromsas ner. Materialet som gör detta kallas moderator. I RBMK-reaktorn var moderatorn grafit — samma material som i en blyertspenna, fast i enorma mängder.
Det viktiga att förstå är att grafiten höll igång reaktionen även när vattnet försvann. I många andra reaktorer är det i stället vattnet som är moderator, vilket gör att reaktionen avtar av sig själv om vattnet kokar bort. RBMK saknade den ”inbyggda bromsen”.
Vattenkylning
Vatten pumpades genom kanalerna för att kyla bränslet och föras vidare som ånga till turbinerna. I RBMK hade vattnet en dubbel roll: det kylde, men det dämpade också reaktionen en aning genom att fånga upp en del neutroner.
När vatten förvandlas till ånga bildas bubblor — på fackspråk ”voids”. Eftersom vattnet dämpade reaktionen, betydde mer ånga (mindre vatten) att reaktionen kunde öka. Det leder oss till reaktorns farligaste egenskap.
Positiv void-koefficient
”Void-koefficient” låter tekniskt, men idén är enkel. Den beskriver vad som händer med reaktorns effekt när det bildas ångbubblor i kylvattnet.
- Negativ void-koefficient (säkrare): mer ånga → reaktionen minskar. Reaktorn bromsar sig själv.
- Positiv void-koefficient (farligare): mer ånga → reaktionen ökar. Reaktorn ”gasar” sig själv.
RBMK hade en positiv void-koefficient, särskilt vid låg effekt. Då uppstår en farlig spiral: mer värme ger mer ånga, mer ånga ger mer effekt, vilket ger ännu mer värme. Vid det olycksaliga testet var det precis denna spiral som tog fart.
Kontrollstavarnas designfel
Styrstavar (kontrollstavar) är reaktorns broms. När de skjuts in i härden absorberar de neutroner och dämpar reaktionen. I RBMK hade stavarna dock en allvarlig konstruktionsmiss: deras nedre del var inte tom eller bromsande, utan bestod av grafit.
Det betydde att de första sekunderna när stavarna fördes in, sköt grafitspetsarna undan vatten i den nedre delen av härden — vilket tillfälligt ökade reaktionen där i stället för att minska den. Just denna effekt gjorde nödstoppet AZ-5 till en tändande gnista i stället för en broms.
När operatörerna tryckte på nödstoppsknappen för att rädda situationen, utlöste stavarnas grafitspetsar i stället den slutliga effektökningen. Reaktorns ”broms” fungerade under några sekunder som en gaspedal.
Varför konstruktionen kunde bli instabil
Sammanfattningsvis: vid låg effekt, med få styrstavar i härden och mycket ånga i kanalerna, kunde RBMK-reaktorn hamna i ett tillstånd där den positiva void-koefficienten och styrstavarnas designfel förstärkte varandra. Då kunde effekten öka snabbare än någon hann reagera.
Efter olyckan byggdes de kvarvarande RBMK-reaktorerna om för att minska dessa risker — bland annat ändrades styrstavarna, bränslet och driftreglerna. Reaktortypen används fortfarande i begränsad omfattning, men i modifierad och noggrant övervakad form.