انصهار نووي

هناك عدة احتمالات حول كيفية اختراق الكوريوم لحدود الضغط الأساسية.

• انفجار بخاري

كما سبق ذكره، قد يؤدي الاحتواء القسري إلى زيادة الضغط بشكل كبير، مما قد يتسبب في انهيار وعاء المفاعل النووي، وبالتالي انهيار حدود الضغط الرئيسية. ويشير هاسكين وزملاؤه إلى أنه في حالة حدوث انفجار بخاري، يكون انهيار الحيز السفلي أكثر احتمالاً بكثير من قذف الحيز العلوي في وضع ألفا. في حالة انهيار الحيز السفلي، يُتوقع قذف حطام بدرجات حرارة متفاوتة إلى التجويف أسفل قلب المفاعل. قد يتعرض وعاء الاحتواء لزيادة في الضغط، إلا أن ذلك لا يُرجح أن يؤدي إلى انهياره. أما انهيار وضع ألفا فسيؤدي إلى العواقب التي نوقشت سابقاً.

• قذف الذوبان المضغوط (PME)

من المحتمل جدًا، لا سيما في مفاعلات الماء المضغوط، أن تبقى الدائرة الأولية مضغوطة بعد انتقال الكوريوم إلى الحيز السفلي. ونتيجة لذلك، ستتعرض وعاء المفاعل لضغوط إضافية إلى جانب ضغط الوزن الذي يسببه الكوريوم المنصهر على الحيز السفلي. وعندما يضعف معدن وعاء المفاعل بفعل حرارة الكوريوم المنصهر، فمن المرجح أن يُقذف الكوريوم السائل تحت ضغط من أسفل الوعاء في تيار مضغوط، مصحوبًا بالغازات المحتبسة. وقد يؤدي هذا النمط من قذف الكوريوم إلى تسخين مباشر للوعاء.

حدد هاسكين وآخرون ستة أنماط يمكن من خلالها الطعن بشكل موثوق في الاحتواء؛ بعض هذه الأنماط لا تنطبق على حوادث انصهار قلب المفاعل.

1. الضغط الزائد
2. الضغط الديناميكي (الموجات الصدمية)
3. صواريخ داخلية
4. الصواريخ الخارجية (لا ينطبق على حوادث انصهار قلب المفاعل)
5. الذوبان
6. بواسطة

إذا اخترق اللب المنصهر وعاء الضغط، فهناك نظريات وتكهنات حول ما قد يحدث حينها.

في محطات الطاقة النووية الروسية الحديثة، يوجد "جهاز لالتقاط قلب المفاعل" في قاع مبنى الاحتواء. من المفترض أن يصطدم قلب المفاعل المنصهر بطبقة سميكة من "معدن قابل للتضحية" الذي ينصهر بدوره، مما يؤدي إلى تخفيف تركيز قلب المفاعل وزيادة توصيله الحراري، وفي النهاية يتم تبريد قلب المفاعل المخفف بواسطة الماء المتداول في الأرضية. مع ذلك، لم تُجرَ أي اختبارات واسعة النطاق لهذا الجهاز. ^{[ 13 ]}

في المصانع الغربية، يوجد مبنى احتواء محكم الإغلاق. ورغم أن مستوى الإشعاع يكون مرتفعًا داخل هذا المبنى، إلا أن الجرعات خارجه تكون أقل. صُممت مباني الاحتواء لتفريغ الضغط بشكل منظم دون إطلاق النويدات المشعة، وذلك عبر صمام لتفريغ الضغط وفلاتر. كما تُركّب أجهزة إعادة تركيب الهيدروجين/الأكسجين داخل مبنى الاحتواء لمنع انفجارات الغاز.

في حالة انصهار الوقود النووي، ستسخن بقعة أو منطقة معينة على وعاء المفاعل النووي أكثر من غيرها، مما يؤدي في النهاية إلى انصهارها. عند انصهارها، سيتدفق الكوريوم إلى التجويف أسفل المفاعل. على الرغم من أن التجويف مصمم ليبقى جافًا، إلا أن العديد من وثائق برنامج NUREG تنصح المشغلين بغمر التجويف بالماء في حالة انصهار الوقود. سيتحول هذا الماء إلى بخار ويزيد الضغط داخل وعاء الاحتواء. ستقوم رشاشات المياه الآلية بضخ كميات كبيرة من الماء إلى البيئة البخارية للحفاظ على انخفاض الضغط. ستقوم أجهزة إعادة التركيب التحفيزية بتحويل الهيدروجين والأكسجين بسرعة إلى ماء. من الآثار الإيجابية التي لا تزال محل نقاش لسقوط الكوريوم في الماء هو تبريده وعودته إلى حالته الصلبة.

ستسمح أنظمة رش المياه الواسعة داخل الحاوية جنبًا إلى جنب مع نظام التبريد والتكييف عند إعادة تنشيطه، للمشغلين برش المياه داخل الحاوية لتبريد قلب المفاعل على الأرض وخفض درجة حرارته إلى درجة منخفضة.

تهدف هذه الإجراءات إلى منع تسرب الإشعاع. ففي حادثة جزيرة ثري مايل عام ١٩٧٩، كان من الممكن أن يتعرض شخص افتراضي يقف على حدود موقع المحطة طوال فترة الحادث لجرعة إشعاعية تقارب ٢ ملي سيفرت (٢٠٠ ملي ريم)، أي ما يعادل جرعة إشعاعية تتراوح بين جرعة الأشعة السينية للصدر وجرعة إشعاعية من التصوير المقطعي المحوسب. ويعود ذلك إلى انبعاث الغازات من نظام غير مُتحكم به، والذي كان سيُزود اليوم بمرشحات الكربون النشط ومرشحات HEPA لمنع تسرب النويدات المشعة.

في حادثة فوكوشيما، فشل هذا التصميم. فعلى الرغم من جهود القائمين على تشغيل محطة فوكوشيما دايتشي للطاقة النووية للحفاظ على السيطرة، ارتفعت درجة حرارة قلب المفاعل في الوحدات من 1 إلى 3 بشكل مفرط، وانصهر الوقود النووي، وتضررت أوعية الاحتواء الثلاثة. وتسرب الهيدروجين من أوعية ضغط المفاعل، مما أدى إلى انفجارات داخل مباني المفاعل في الوحدات 1 و3 و4، وألحقت أضرارًا بالمنشآت والمعدات، وأصابت العاملين. كما تسربت النويدات المشعة من المحطة إلى الغلاف الجوي، وترسبت على اليابسة وفي المحيط. وحدثت أيضًا تسربات مباشرة إلى البحر. ^{[ 14 ] [ 15 ]}

مع انخفاض حرارة التحلل الطبيعي للكوريوم تدريجيًا إلى حالة توازن مع الحمل الحراري والتوصيل الحراري إلى جدران الحاوية، يصبح الجو باردًا بما يكفي لإيقاف أنظمة رش الماء ووضع المفاعل في مكان تخزين آمن. يمكن إغلاق الحاوية مع إطلاق كمية محدودة للغاية من الإشعاع خارج الموقع وتخفيف الضغط. بعد حوالي عقد من الزمن لتحلل نواتج الانشطار، يمكن إعادة فتح الحاوية للتطهير والهدم.

في سيناريو آخر، يتراكم الهيدروجين الذي يحتمل أن يكون قابلاً للانفجار، ولكن تم تصميم أجهزة إعادة التركيب التحفيزية الذاتية السلبية داخل حاوية الاحتواء لمنع ذلك. في فوكوشيما، مُلئت حاويات الاحتواء بالنيتروجين الخامل، مما منع احتراق الهيدروجين؛ إلا أن الهيدروجين تسرب من حاوية الاحتواء إلى مبنى المفاعل، حيث اختلط بالهواء وانفجر. ^{[ 15 ]} خلال حادثة جزيرة ثري مايل عام 1979، تشكلت فقاعة هيدروجين في قبة وعاء الضغط. كانت هناك مخاوف أولية من أن الهيدروجين قد يشتعل ويلحق الضرر بوعاء الضغط أو حتى مبنى حاوية الاحتواء؛ ولكن سرعان ما تبين أن نقص الأكسجين منع الاحتراق أو الانفجار. ^{[ 16 ]}

يتمثل أحد السيناريوهات في انهيار وعاء ضغط المفاعل دفعة واحدة، حيث تسقط كتلة الكوريوم بأكملها في بركة من الماء (مثل سائل التبريد أو المهدئ) مما يؤدي إلى توليد بخار بسرعة فائقة. قد يُهدد ارتفاع الضغط داخل الوعاء سلامة المفاعل إذا لم تتمكن أقراص التمزق من تخفيف الضغط. قد تحترق المواد القابلة للاشتعال المكشوفة، ولكن لا توجد مواد قابلة للاشتعال داخل الوعاء إلا بنسبة ضئيلة، إن وجدت.

ثمة نظرية أخرى، أطلق عليها اسم "فشل نمط ألفا" في دراسة راسموسن ( WASH-1400 ) عام 1975، تزعم أن البخار قد يُولّد ضغطًا كافيًا لتفجير رأس وعاء ضغط المفاعل. وقد يُهدد ذلك سلامة الاحتواء في حال اصطدام رأس وعاء الضغط به. (استُبدل تقرير WASH-1400 بدراسات أحدث وأكثر دقة ، والآن تبرأت هيئة التنظيم النووي من جميع تلك الدراسات، وهي بصدد إعداد دراسة شاملة بعنوان "تحليلات عواقب المفاعلات الحديثة" [SOARCA] - انظر إخلاء المسؤولية في NUREG-1150 ).

بحلول عام 1970، ثارت شكوك حول قدرة أنظمة التبريد الطارئة للمفاعل النووي على منع حادثة فقدان سائل التبريد وما يترتب عليها من انصهار قلب الوقود؛ وقد لاقى هذا الموضوع رواجًا واسعًا في الصحافة التقنية والشعبية. ^{[ 17 ]} في عام 1971، استخدم رالف لاب، الفيزيائي النووي السابق في مشروع مانهاتن ، في مقال بعنوان " أفكار حول أنظمة التبريد النووية "، مصطلح "متلازمة الصين" لوصف احتمالية احتراق هياكل الاحتواء، وما يتبعه من تسرب مواد مشعة إلى الغلاف الجوي والبيئة. استندت هذه الفرضية إلى تقرير صدر عام 1967 عن مجموعة من الفيزيائيين النوويين برئاسة دبليو كيه إرجن . ^{[ 18 ]} يخشى البعض من أن يخترق قلب المفاعل المنصهر وعاء ضغط المفاعل وهيكل الاحتواء، ويحترق نزولًا إلى مستوى المياه الجوفية . ^{[ 19 ]}

لم يُحدد بعد مدى قدرة الكتلة المنصهرة على اختراق بنية ما (على الرغم من اختبار ذلك في مفاعل اختبار فقدان السوائل الموصوف في صحيفة حقائق منطقة الاختبار الشمالية ^{[ 20 ]} ). وقد وفر حادث جزيرة ثري مايل تجربة واقعية مع قلب منصهر: إذ لم يخترق الكوريوم وعاء ضغط المفاعل بعد أكثر من ست ساعات من التعرض بسبب تخفيف الانصهار بواسطة قضبان التحكم والمكونات الداخلية الأخرى للمفاعل، مما يؤكد أهمية التركيز على الدفاع المتعدد الطبقات ضد حوادث تلف القلب.

تُصمَّم مفاعلات كاندو ، وهي مفاعلات كندية الصنع تعمل بالديوتيريوم واليورانيوم، بخزان واحد على الأقل، وعادةً ما يكون خزانين، كبيرين من الماء ذي درجة حرارة وضغط منخفضين، يحيطان بقنوات الوقود/المبرد. الأول هو خزان الماء الثقيل الرئيسي (نظام منفصل عن المبرد)، والثاني هو خزان الحماية المملوء بالماء الخفيف (أو قبو الكالاندريا ). تكفي هذه الخزانات الاحتياطية لمنع انصهار الوقود في المقام الأول (باستخدام خزان الماء الثقيل)، أو لمنع انهيار وعاء المفاعل في حال تبخر الماء الثقيل في نهاية المطاف (باستخدام خزان الحماية). ^{[ 21 ]} من المحتمل حدوث أعطال أخرى في مفاعل كاندو، إلى جانب انصهار الوقود، بدلاً من الانصهار الكامل، مثل تشوه الكالاندريا إلى وضع غير حرج. تقع جميع مفاعلات كاندو داخل حاويات احتواء غربية قياسية.

يُعدّ نوعٌ من المفاعلات الغربية، يُعرف باسم المفاعل المتقدم المبرد بالغاز (AGR)، والذي بنته المملكة المتحدة، أقل عرضةً لحوادث فقدان التبريد أو تلف قلب المفاعل إلا في أقصى الظروف. وبفضل استخدام مُبرّد خامل نسبيًا (ثاني أكسيد الكربون)، وحجمه الكبير وضغطه العالي، وكفاءة نقل الحرارة العالية نسبيًا في المفاعل، فإن الفترة الزمنية اللازمة لحدوث تلف في قلب المفاعل في حالة حدوث عطل مُحدِّد تُقاس بالأيام. ويُمكن منع حدوث هذا التلف من خلال استعادة تدفق المُبرّد.

في الآونة الأخيرة، تم اقتراح استخدام المعادن السائلة الثقيلة، مثل الرصاص أو الرصاص والبزموت، كمبرد للمفاعل. ^{[ 22 ]} ونظرًا لتشابه كثافة الوقود والمعادن السائلة الثقيلة، فقد تطورت آلية أمان سلبية ذاتية الإزالة بفعل قوى الطفو، والتي تدفع طبقة التبريد المعبأة بعيدًا عن الجدار عند بلوغ عتبة معينة من درجة الحرارة، حيث تصبح الطبقة أخف من المبرد المحيط بها، مما يمنع ارتفاع درجات الحرارة التي قد تهدد السلامة الهيكلية للوعاء، ويقلل أيضًا من احتمالية إعادة التفاعل النووي عن طريق الحد من عمق طبقة التبريد المسموح به.

تركز بعض مفاهيم تصميم المفاعلات النووية على مقاومة الانصهار والسلامة التشغيلية.

تصاميم PIUS ( الأمان المطلق المتأصل في العملية )، التي صممها السويديون في أواخر السبعينيات وأوائل الثمانينيات، هي مفاعلات ماء خفيف مقاومة لتلف قلب المفاعل بفضل تصميمها. ولم يتم بناء أي وحدات منها حتى الآن.

وقد طرح المهندسون المهتمون مفاعلات الطاقة، بما في ذلك مفاعل الطاقة الكهربائية القابل للنشر ، وهو نسخة متنقلة واسعة النطاق من مفاعل TRIGA لتوليد الطاقة في مناطق الكوارث وفي المهام العسكرية، ونظام طاقة TRIGA ، وهو محطة طاقة صغيرة ومصدر حرارة للاستخدام في المجتمعات الصغيرة والنائية، وتشترك هذه المفاعلات في خصائص السلامة الخاصة بمفاعل TRIGA نظرًا لاستخدام وقود هيدريد اليورانيوم والزركونيوم .

وحدة الطاقة النووية ذاتية التنظيم والمعدلة بالهيدروجين ، وهي مفاعل يستخدم هيدريد اليورانيوم كمعدل ووقود، تشبه في تركيبها الكيميائي وسلامتها مفاعل TRIGA، كما أنها تمتلك خصائص السلامة والاستقرار القصوى هذه، وقد حظيت باهتمام كبير في الآونة الأخيرة.

صُمم مفاعل الثوريوم السائل بالفلوريد بحيث يكون قلبه في حالة انصهار طبيعية، على شكل مزيج يوتكتيكي من أملاح الثوريوم والفلور. وبذلك، يعكس القلب المنصهر حالة التشغيل الطبيعية والآمنة لهذا النوع من المفاعلات. في حال ارتفاع درجة حرارة القلب بشكل مفرط، ينصهر سدادة معدنية، ويتسرب الملح المنصهر إلى خزانات حيث يبرد في وضع غير حرج. ولأن القلب سائل ومنصهر بالفعل، فإنه لا يمكن أن يتضرر.

تستخدم المفاعلات المعدنية السائلة المتقدمة، مثل المفاعل السريع المتكامل الأمريكي والمفاعلات الروسية BN-350 و BN-600 و BN-800 ، مادة تبريد ذات سعة حرارية عالية جدًا، وهي معدن الصوديوم. وبذلك، يمكنها تحمل فقدان التبريد دون الحاجة إلى إيقاف تشغيل المفاعل، وفقدان مشتت الحرارة دون الحاجة إلى إيقاف تشغيل المفاعل، مما يجعلها آمنة بطبيعتها.

المفاعلات RBMK ( Reaktor Bolshoy Moshchnosti Kanalnyy) المصممة في الحقبة السوفيتية ، والتي توجد فقط في روسيا ودول ما بعد الاتحاد السوفيتي الأخرى، والتي تم إغلاقها الآن في كل مكان باستثناء روسيا، لا تحتوي على مبانٍ احتواء، وهي غير مستقرة بطبيعتها (تميل إلى تقلبات خطيرة في الطاقة)، ​​ولديها أنظمة تبريد طارئة (ECCS) تعتبر غير كافية بشكل كبير وفقًا لمعايير السلامة الغربية.

تتكون أنظمة التبريد الطارئ لقلب مفاعل RBMK من قسم واحد فقط، مع وجود عدد قليل من الأنظمة الاحتياطية داخل هذا القسم. ورغم أن قلب مفاعل RBMK الكبير أقل كثافة طاقة من قلب مفاعل الماء الخفيف الغربي الأصغر حجمًا، إلا أنه أصعب تبريدًا. يُستخدم الجرافيت لتهدئة مفاعل RBMK . في وجود كل من البخار والأكسجين عند درجات حرارة عالية، يُكوّن الجرافيت غازًا اصطناعيًا ، ومع تفاعل تحويل غاز الماء ، يحترق الهيدروجين الناتج بشكل انفجاري. إذا لامس الأكسجين الجرافيت الساخن، فإنه سيحترق. كانت قضبان التحكم تُغطى أطرافها بالجرافيت، وهي مادة تُبطئ النيوترونات، وبالتالي تُسرّع التفاعل المتسلسل. يُستخدم الماء كمبرد، وليس كمهدئ. إذا تبخر الماء، يتوقف التبريد، لكن التهدئة تستمر. يُطلق على هذا معامل الفراغ الموجب للتفاعلية.

يميل مفاعل RBMK إلى التعرض لتقلبات خطيرة في الطاقة. قد تتعطل قضبان التحكم إذا ارتفعت درجة حرارة المفاعل فجأة أثناء حركتها. يميل الزينون-135، وهو ناتج انشطار يمتص النيوترونات، إلى التراكم في قلب المفاعل والاحتراق بشكل غير متوقع في حالة التشغيل بطاقة منخفضة. قد يؤدي ذلك إلى عدم دقة في تقديرات الطاقة النيوترونية والحرارية.

لا يحتوي مفاعل RBMK على أي غلاف واقٍ فوق قلب المفاعل. الحاجز الصلب الوحيد فوق الوقود هو الجزء العلوي من القلب، والذي يُسمى الدرع البيولوجي العلوي، وهو عبارة عن قطعة من الخرسانة تتخللها قضبان تحكم وفتحات للتزود بالوقود أثناء التشغيل. كانت أجزاء أخرى من مفاعل RBMK محمية بشكل أفضل من قلب المفاعل نفسه. يستغرق الإيقاف السريع ( SCRAM ) من 10 إلى 15 ثانية، بينما تستغرق المفاعلات الغربية من 1 إلى 2.5 ثانية.

قُدّمت مساعدات غربية لتوفير بعض إمكانيات مراقبة السلامة الآنية للعاملين في التشغيل. ولا يُعرف ما إذا كان ذلك يشمل التفعيل التلقائي للتبريد الطارئ. وقد تم توفير تدريب في مجال تقييم السلامة من مصادر غربية، كما طُوّرت المفاعلات الروسية استجابةً لنقاط الضعف التي كانت موجودة في مفاعل RBMK. ومع ذلك، لا يزال العديد من مفاعلات RBMK قيد التشغيل.

على الرغم من أنه قد يكون من الممكن إيقاف حدث فقدان سائل التبريد قبل حدوث تلف في قلب المفاعل، إلا أن أي حوادث تلف في قلب المفاعل ستسمح على الأرجح بإطلاق كميات هائلة من المواد المشعة.

عند انضمام ليتوانيا إلى الاتحاد الأوروبي عام 2004، طُلب منها التخلص التدريجي من مفاعليها من طراز RBMK في محطة إيغنالينا للطاقة النووية ، اللذين اعتُبرا غير متوافقين مع معايير السلامة النووية الأوروبية. وكانت البلاد تخطط لاستبدالهما بمفاعلات أكثر أمانًا في محطة فيساغيناس للطاقة النووية .

إن مفاعل MKER هو مفاعل حديث من نوع القناة تم تصميمه هندسيًا في روسيا وهو سليل بعيد لمفاعل RBMK، وقد تم تصميمه لتحسين الفوائد وإصلاح العيوب الخطيرة للأصل.

تُضفي العديد من الميزات الفريدة لتصميم مفاعل MKER عليه مصداقيةً وجاذبيةً تجعله خيارًا جديرًا بالاهتمام. يبقى المفاعل قيد التشغيل أثناء إعادة التزود بالوقود، مما يضمن توقفه لفترات قصيرة فقط لأغراض الصيانة، مع وقت تشغيل يصل إلى 97-99%. يسمح تصميم المهدئ باستخدام وقود أقل تخصيبًا، بمعدل احتراق عالٍ. تم تحسين خصائص النيوترونات للاستخدام المدني، من أجل تخصيب وإعادة تدوير الوقود بكفاءة عالية؛ كما يحقق التهدئة باستخدام الجرافيت خصائص نيوترونية أفضل مما هو ممكن باستخدام الماء الخفيف. تعمل كثافة الطاقة المنخفضة في قلب المفاعل على تحسين التنظيم الحراري بشكل كبير.

بفضل مجموعة من التحسينات، أصبح مستوى أمان مفاعل MKER مماثلاً لمفاعلات الجيل الثالث الغربية، وذلك بفضل جودة مكوناته المحسّنة، وأنظمة التحكم الحاسوبية المتطورة، ونظام التبريد الطارئ السلبي الشامل للقلب، وهيكل الاحتواء المتين للغاية، بالإضافة إلى معامل فراغ سلبي ونظام إيقاف تشغيل سريع الاستجابة. يعتمد نظام التبريد الطارئ السلبي على ظواهر طبيعية موثوقة لتبريد القلب، بدلاً من الاعتماد على المضخات التي تعمل بمحركات. صُمم هيكل الاحتواء ليتحمل إجهادًا وضغطًا شديدين. في حال حدوث كسر في أحد أنابيب قناة مياه التبريد، يمكن عزل القناة عن مصدر المياه، مما يمنع حدوث عطل عام.

إن تعزيز السلامة في تصميم MKER يعزز قدرته التنافسية في البلدان التي تفكر في خيارات دورة الوقود الكاملة للتطوير النووي.

يُعدّ مفاعل VVER مفاعلاً يعمل بالماء الخفيف المضغوط، وهو أكثر استقراراً وأماناً بكثير من مفاعل RBMK. ويعود ذلك إلى استخدامه الماء الخفيف كمهدئ (بدلاً من الجرافيت)، وخصائصه التشغيلية المعروفة جيداً، ومعامل تفاعله السلبي. إضافةً إلى ذلك، بُني بعضها بأنظمة احتواء متطورة، وبعضها الآخر مزود بأنظمة تبريد واحتواء عالية الجودة، وجرى تحديث بعضها وفقاً للمعايير الدولية للتحكم والأجهزة. وتُبنى الأجيال الحالية من مفاعلات VVER (بدءاً من VVER-1000) بمستويات تُعادل المعايير الغربية في أنظمة الأجهزة والتحكم والاحتواء.

ومع ذلك، فإنه على الرغم من هذه التطورات الإيجابية، فإن بعض طرازات VVER القديمة تثير مستوى عالٍ من القلق، وخاصة طراز VVER-440 V230. ^{[ 23 ]}

لا يحتوي مفاعل VVER-440 V230 على مبنى احتواء، بل على هيكل قادر فقط على احتواء البخار المحيط بوعاء المفاعل. هذا الهيكل عبارة عن كتلة من الفولاذ الرقيق، ربما بسماكة 2.5 إلى 5.1 سم، وهو حجم غير كافٍ على الإطلاق وفقًا للمعايير الغربية. 

• لا يحتوي على نظام تبريد وتكييف مركزي. يمكنه تحمل كسر أنبوب واحد على الأكثر بحجم 4 بوصات (10 سم) (هناك العديد من الأنابيب الأكبر من هذا الحجم داخل التصميم).  
• يحتوي على ست حلقات لتوليد البخار، مما يضيف تعقيداً غير ضروري.
  • يبدو أنه يمكن عزل حلقات مولد البخار في حال حدوث عطل في إحداها. ويمكن للمحطة أن تستمر في العمل بحلقة واحدة معزولة، وهي ميزة لا توجد إلا في عدد قليل من المفاعلات الغربية.

الجزء الداخلي من وعاء الضغط مصنوع من فولاذ سبيكي عادي، وهو مُعرَّض للماء. قد يؤدي ذلك إلى الصدأ إذا تعرض المفاعل للماء. من أبرز ما يُميز مفاعل VVER عن نظيره الغربي هو نظام تنظيف مياه المفاعل، الذي بُني بلا شك للتعامل مع الكميات الهائلة من الصدأ داخل دائرة التبريد الرئيسية، والناتجة عن التآكل البطيء لوعاء الضغط. يُنظر إلى هذا النموذج على أنه يفتقر إلى أنظمة تحكم كافية في العمليات.

كان لدى بلغاريا عدد من مفاعلات VVER-440 V230، لكنها فضّلت إيقاف تشغيلها عند انضمامها إلى الاتحاد الأوروبي بدلاً من تحديثها، وهي الآن بصدد بناء مفاعلات VVER-1000 جديدة. وتحتفظ العديد من الدول غير الأعضاء في الاتحاد الأوروبي بمفاعلات V230، بما في ذلك روسيا ودول رابطة الدول المستقلة. وقد اختارت العديد من هذه الدول، بدلاً من التخلي عن المفاعلات تماماً، تركيب نظام احتواء للطوارئ، ووضع إجراءات قياسية، وتركيب أجهزة قياس وأنظمة تحكم مناسبة. ورغم أنه لا يمكن تحويل الحواجز إلى حاويات، إلا أنه يمكن تقليل خطر حدوث عطل يؤدي إلى تلف قلب المفاعل بشكل كبير.

صُمم طراز VVER-440 V213 وفقًا لأول مجموعة من معايير السلامة النووية السوفيتية. ويحتوي على مبنى احتواء متواضع، وأنظمة التحكم في الانبعاثات، وإن لم تكن مطابقة تمامًا للمعايير الغربية، إلا أنها شاملة إلى حد معقول. وقد جرى تحديث العديد من طرازات VVER-440 V213 التي تشغلها دول الكتلة السوفيتية السابقة إلى أنظمة أجهزة وتحكم آلية بالكامل على النمط الغربي، مما حسّن السلامة إلى مستويات غربية فيما يتعلق بمنع الحوادث، ولكن ليس فيما يتعلق باحتواء الحوادث، الذي لا يزال متواضعًا مقارنةً بالمحطات الغربية. وتُعتبر هذه المفاعلات "آمنة بما يكفي" وفقًا للمعايير الغربية لمواصلة التشغيل دون تعديلات كبيرة، على الرغم من أن معظم مالكيها قد أجروا تعديلات كبيرة لرفعها إلى مستويات مكافئة من السلامة النووية.

خلال سبعينيات القرن الماضي، قامت فنلندا ببناء نموذجين من مفاعلات VVER-440 V213 وفقًا للمعايير الغربية، مزودين بحاوية احتواء كاملة كبيرة الحجم وأجهزة قياس وتحكم عالمية المستوى، بالإضافة إلى نظام تبريد وتكييف مركزي (ECCS) متعدد المكونات ومتنوعة. علاوة على ذلك، تم تركيب ميزات أمان سلبية، مثل مكثفات جليدية بسعة 900 طن، مما يجعل هذين النموذجين من أكثر مفاعلات VVER-440 تطورًا في العالم من حيث السلامة.

يتمتع نوع VVER-1000 باحتواء مناسب تمامًا على الطراز الغربي، ونظام التحكم في حالات الطوارئ (ECCS) كافٍ وفقًا للمعايير الغربية، وقد تم تحسين الأجهزة والتحكم بشكل ملحوظ إلى مستويات حقبة السبعينيات الغربية.

• تعرض مفاعل وستنجهاوس TR-2 لأضرار جزئية في قلبه عام 1960 عندما تسبب عيب محتمل في غلاف الوقود في ارتفاع درجة حرارة أحد عناصر الوقود (من بين أكثر من 200 عنصر) وانصهاره. ^{[ 26 ]}
• تعرض المفاعل النموذجي SL-1 في محطة اختبار المفاعلات الوطنية في ولاية أيداهو لحدث حرج فوري وتم تدميره في عام 1961 بعد أن ساعد أحد المشغلين في تحريك قضيب التحكم المركزي يدويًا.
• تعرض المفاعل في EBR-I لانصهار جزئي أثناء اختبار تدفق سائل التبريد في 29 نوفمبر 1955.
• كان مفاعل الصوديوم التجريبي في مختبر سانتا سوزانا الميداني مفاعلاً نووياً تجريبياً عمل من عام 1957 إلى عام 1964 وكان أول محطة طاقة تجارية في العالم تتعرض لانصهار قلب المفاعل في يوليو 1959.
• تسبب الانصهار الجزئي في مفاعل فيرمي 1 التجريبي السريع، في عام 1966، في ضرورة إصلاح المفاعل، على الرغم من أنه لم يحقق التشغيل الكامل بعد ذلك.
• تعرض مفاعل SNAP8DR في مختبر سانتا سوزانا الميداني لأضرار في حوالي ثلث وقوده في حادث وقع عام 1969.
• أدى حادث جزيرة ثري مايل في عام 1979، والذي أشير إليه في الصحافة باسم "انصهار جزئي للقلب"، ^{[ 27 ]} إلى التفكيك الكامل والإغلاق الدائم للمفاعل 2. واستمرت الوحدة 1 في العمل حتى عام 2019.

• تعرض عدد من الغواصات النووية التابعة للبحرية السوفيتية لانصهار نووي، بما في ذلك K-27 و K-140 و K-431 .
• تعرض المفاعل رقم 4 في محطة تشيرنوبيل للطاقة النووية لانصهار كامل وانفجار بخاري بعد وضعه في وضعية غير آمنة.

• خلال كارثة فوكوشيما دايتشي النووية التي أعقبت الزلزال والتسونامي في مارس 2011، تعرضت ثلاثة من مفاعلات المحطة الستة لانصهار نووي. وانصهر معظم الوقود في المفاعل رقم 1 في محطة الطاقة النووية. ^{[ 28 ] [ 29 ]}

• مفاعل لوسينس ، سويسرا ، عام 1969.

• NRX (عسكري)، أونتاريو ، كندا، في عام 1952

• ويندسكيل (عسكري)، سيلافيلد ، إنجلترا، في عام 1957 (انظر حريق ويندسكيل )
• محطة تشابلكروس للطاقة النووية (مدنية)، اسكتلندا ، عام 1967

• محطة سان لوران للطاقة النووية (مدنية)، فرنسا، عام 1969

أثار تصميم أنظمة محطات الطاقة النووية التي بُنيت في أواخر الستينيات مخاوف من إمكانية تسبب حادث خطير في المفاعل في إطلاق كميات كبيرة من المواد المشعة في الغلاف الجوي والبيئة. وبحلول عام 1970، ثارت شكوك حول قدرة نظام التبريد الاحتياطي للقلب على التعامل مع آثار حادث فقدان سائل التبريد وما يترتب عليه من انصهار قلب الوقود. ^{[ 17 ]} في عام 1971، استخدم الفيزيائي النووي رالف لاب، الذي عمل سابقًا في مشروع مانهاتن (1942-1946)، في مقال بعنوان " أفكار حول أنظمة الأنابيب النووية "، مصطلح "متلازمة الصين" لوصف احتمال حدوث احتراق كامل، بعد حادث فقدان سائل التبريد، لقضبان الوقود النووي ومكونات القلب، مما يؤدي إلى انصهار هياكل الاحتواء، وما يتبعه من تسرب مواد مشعة إلى الغلاف الجوي والبيئة؛ وقد استُمدت هذه الفرضية من تقرير صدر عام 1967 عن مجموعة من الفيزيائيين النوويين برئاسة دبليو كيه إرجن. ^{[ 18 ]} في النهاية، تم تحويل حادث لاب النووي الافتراضي إلى فيلم The China Syndrome (1979).

لكنّ الرعب الحقيقي جاء من اقتباس في فيلم "متلازمة الصين " عام 1979 ، والذي جاء فيه: "ينصهر الوقود النووي مباشرةً عبر قاع المحطة - نظريًا باتجاه الصين، ولكن بالطبع، بمجرد وصوله إلى المياه الجوفية، ينفجر في الغلاف الجوي مُطلقًا سحبًا من الإشعاع. سيعتمد عدد القتلى على اتجاه الرياح، مما يجعل منطقة بحجم ولاية بنسلفانيا غير صالحة للسكن بشكل دائم." وقد تم اختبار هذا التهديد فعليًا بعد 12 يومًا فقط من عرض الفيلم، عندما تسبب انصهار نووي في محطة ثري مايل آيلاند 2 ( TMI-2 ) في بنسلفانيا في تحرك قلب منصهر مسافة 15 مليمترًا (0.59 بوصة) باتجاه "الصين" قبل أن يتجمد في قاع وعاء ضغط المفاعل . ^{[ 32 ]} وهكذا، اخترق وقود مفاعل TMI-2 ونواتج الانشطار قضبان الوقود، لكن القلب المنصهر نفسه لم يكسر غلاف وعاء المفاعل. ^{[ 33 ]}

برزت مخاوف مماثلة خلال كارثة تشيرنوبيل. فبعد تدمير المفاعل، بدأت كتلة من الكوريوم السائل المتسرب من قلب المفاعل المنصهر في اختراق أرضية المفاعل الخرسانية، الواقعة فوق حوض الفقاعات (خزان مياه كبير لمضخات الطوارئ واحتواء أي تمزق في أنابيب البخار). كان هناك تخوف من حدوث انفجار بخاري إذا لامس الكوريوم الساخن الماء، مما قد يؤدي إلى انبعاث المزيد من المواد المشعة في الهواء. ونظرًا للأضرار الناجمة عن الحادث، قام ثلاثة من عمال المحطة بتشغيل الصمامات يدويًا لتصريف هذا الحوض . ^{[ 34 ] [ 35 ] [ 36 ]} إلا أن هذا التخوف ثبت عدم صحته، إذ تبين (دون علم القائمين على الأمر آنذاك) أن الكوريوم قد لامس الخزان بالفعل قبل تصريفه، حيث برد بسرعة ودون أن يتسبب في انفجار بخاري، مكونًا حجر خفاف خزفيًا بنيًا فاتحًا يطفو على سطح الماء.