В разрушенном реакторе Чернобыльской АЭС активизировались ядерные реакции: насколько это опасно
14 мая 2021 года
Автор: Ярослав КОРОБАТОВ
Фото: Владимир ВЕЛЕНГУРИН
Источник: Комсомольская правда
Катастрофа, которая произошла на Чернобыльской атомной электростанции 6 апреля 1986 года, до сих пор считается самой страшной аварией на ядерном объекте в истории человечества. После взрыва атомного реактора урановое топливо вместе с расплавленной циркониевой оболочкой и графитовыми регулирующими стержнями превратились в своего рода “вулканическую” лаву, которая вытекла в подвальные помещения реактора и застыла в виде так называемых топливосодержащих материалов (ТСМ). Эти расплавы содержат примерно 170 тонн уранового топлива.
Через год после аварии над разрушенным четвертым реактором Чернобыльской АЭС соорудили саркофаг из бетона и стали.
Но, тем не менее, дождевая вода просачивалась внутрь и это активизировало процесс деления ядер. После сильных дождей плотность потока нейтронов заметно увеличивалась. Старый саркофаг был рассчитан на 20-40 лет службы, а у специалистов возникали сомнения в его надежности, поэтому в 2007 году начались работы по сооружению Новой защитной оболочки. Новый купол ЧАЭС установили в 2019 году, одна из задач сооружения стоимостью 2,15 миллиардов евро состояла в том, чтобы изолировать саркофаг от протечек дождевой и талой воды. С этой проблемой удалось успешно справиться, однако “сухой” реактор начал вести себя очень странно. В некоторых участках выбросы нейтронов распадающегося уранового топлива значительно увеличились с тех пор, как был установлен новый купол. Возможно, по мере высыхания адской смеси радиоактивных материалов создались более благоприятные условия для цепной реакции.
Возможно, это похоже на тлеющие угли в жаровне для барбекю, так считает Нил Хаятт, химик-ядерщик из Университета Шеффилда. В этом случае через какое-то время ядерная реакция затихнет сама по себе. Однако Максим Савельев старший научный сотрудник ИПБ АЭС полагает, что нельзя исключить ситуации, когда выделяемое урановым топливом тепло испарит оставшуюся воду и возникнет реакция неуправляемого деления в топливосодержащих материалах. Вряд ли это будет повторением катастрофы 1986 года, но взрывная реакция может разрушить саркофаг и выпустить облако радиоактивной пыли.
Насколько опасна нынешняя ситуация и может ли она выйти из под контроля? С этим вопросом мы обратились к Олегу Долматову, директору Инженерной школы ядерных технологий
— Ситуация во многом надуманная, — считает Олег Юрьевич. — Первоисточник — статья в журнал Science — не дает достаточного объема качественных и количественных данных, которые могли бы уверенно свидетельствовать о возможности новых серьезных инцидентов в зоне ЧАЭС.
Нужно понимать, что в момент аварии в Чернобыле произошел огромный выброс энергии, температуры были колоссальные. Часть ядерного топлива и конструкционных материалов расплавились. Эти расплавы, о которых идет речь, конечно, радиоактивны, и в них продолжаются ядерные реакции различного типа. В результате могут образоваться нейтроны, о которых идет речь в статье. Но чтобы произошла та самая цепная ядерная реакция, которая может привести к новой катастрофе, необходима критичная масса делящихся ядер. На сегодня таких условий просто нет
.Оригинал статьи: https://www.kp.ru/daily/27277/4412571/
Назад к списку
Возможен ли новый Чернобыль? Какими могут быть последствия аварии на оккупированной Запорожской АЭС
- Амалия Затари
- Би-би-си
Подпишитесь на нашу рассылку ”Контекст”: она поможет вам разобраться в событиях.
Автор фото, Russian Defence Ministry
Запорожская АЭС в украинском Энергодаре — самая крупная атомная электростанция в Европе. С 4 марта она находится под российской оккупацией, но продолжает работу, и ее по-прежнему обслуживают украинские инженеры. Со второй половины июля ЗАЭС регулярно попадает под обстрелы, в которых воюющие стороны обвиняют друг друга. Сотрудники станции обратились к мировому сообществу с просьбой «не допустить непоправимого» и говорят, что российские войска используют ее как свою военную базу и в качестве щита от украинских атак.
Русская служба Би-би-си рассказывает, чем потенциально могут быть опасны боевые действия вблизи ЗАЭС и удары по каким именно частям станции несут в себе наибольшую угрозу.
Россия захватила Запорожскую АЭС (ЗАЭС), которая производит до пятой части энергии Украины, в начале марта, на вторую неделю войны. Перед оккупацией станции и города Энергодара, где она находится, территория, прилегающая к АЭС, долго обстреливались российскими войсками.
Пожар, вспыхнувший в одном из административных корпусов, вызвал тогда большую тревогу в мире.
После захвата станции, как утверждают украинские власти и западные государства, российская армия ведет огонь с территории АЭС. Госсекретарь США Блинкен говорил, что Россия использует станцию как военную базу для обстрела украинцев, осознавая, что те не станут отвечать, потому что это было бы чревато случайным попаданием в ядерный реактор.
Би-би-си писала о том, что российская армия разместила на территории станции реактивные системы залпового огня, а также другое оружие и технику. Москва признает наличие своих военных на ЗАЭС , но отрицает удары с территории станции и обвиняет Украину в создании угрозы атомному объекту.
Петр Котин, глава украинского Энергоатома, утверждает, что на территории станции находится до 50 машин тяжелой военной техники, в том числе «Уралы» со взрывчаткой, и до 500 российских солдат.
Сотрудники Запорожской АЭС рассказывали Би-би-си, что армия России практически держит их в заложниках.
18 августа сотрудники Запорожской АЭС, которые, несмотря на контроль российских военных, по-прежнему обслуживают станцию, опубликовали обращение, в котором просят мировое сообщество «не допустить непоправимого».
Будет ли «второй Чернобыль»?
Пропустить Подкаст и продолжить чтение.
Подкаст
Что это было?
Мы быстро, просто и понятно объясняем, что случилось, почему это важно и что будет дальше.
эпизоды
Конец истории Подкаст
Потенциальную угрозу ядерного взрыва на Запорожской АЭС и его предположительные последствия часто сравнивают с аварией на Чернобыльской АЭС в 1986 году, крупнейшей катастрофой в истории атомной энергетики. Тогда в результате взрыва в реакторе был полностью разрушен один из энергоблоков станции, в атмосферу выброшено огромное количество радиоактивных веществ.
Но сравнивать оккупированную Запорожскую АЭС с Чернобыльской не очень корректно как минимум из-за того, что на станциях установлены разные типы реакторов.
В Чернобыле (ЧАЭС) был реактор типа РБМК — графитовый. Его активная зона содержала значительное количество графита, который играл роль замедлителя нейтронов. В результате аварии в графитовой кладке возник пожар, который внес существенный вклад в распространение радиации. Часть радиоактивного графита была выброшена за пределы активной зоны, заметно затруднив доступ к реактору.
На Запорожской АЭС установлен реактор типа ВВЭР-1000 (водо-водяной). Схема работы водо-водяного реактора в общем выглядит так.
Ядерная энергия преобразуется в тепловую в ходе цепной реакции деления урана, которая поддерживается в активной зоне реактора. Активная зона постоянно охлаждается водой, которая одновременно играет роль замедлителя нейтронов. Разогретая до высокой температуры вода используется для производства пара, который затем подается на турбины, производящие электричество.
При этом насосы должны постоянно поддерживать циркуляцию воды в контуре охлаждения реактора, который включает в себя и корпус реактора. В противном случае температура в активной зоне может повыситься настолько, что это приведет к расплавлению топливных элементов (как это произошло в ходе аварии на Фукусиме).
Тут можно прочитать подробнее, как устроена атомная станция и самый распространенный в мире водо-водяной реактор.
На Запорожской АЭС реактор занимает не очень много места и расположен в самом центре энергоблока, а все остальное пространство в нем занимают краны, бассейны топлива и вспомогательные системы.
Важное отличие Запорожской АЭС от Чернобыльской: реактор на ЗАЭС оснащен защитной оболочкой (ее еще называют «контейнмент»). Это большая герметичная бетонная конструкция со стенами шириной больше метра.
На фотографиях ЗАЭС у энергоблоков видны красные купола — это и есть защитная оболочка. Она рассчитана на то, чтобы в случае каких-либо аварий внутри энергоблока все радиоактивные вещества оставались внутри и не попадали наружу.
Реактор на Чернобыльской АЭС не был защищен герметичной оболочкой, поэтому вся радиация в результате аварии и последующего разрушения энергоблока попала в воздух.
Для сравнения, в 2011 году при аварии на японской АЭС «Фукусима-1» защитная оболочка, которой был оснащен реактор на станции, смогла удержать порядка 98% радиоактивного содержимого, и в воздух было выброшено около 2% тех радиоактивных веществ, которые могли бы выйти наружу, если бы не было контейнмента.
- «Остановитесь и задумайтесь!» — сотрудники Запорожской АЭС выступили с обращением
- «Ситуация почти как в Фукусиме, и не помогает никто». Интервью с инженером оккупированной Запорожской АЭС
- На Запорожской АЭС остановлен энергоблок. МАГАТЭ предупреждает о реальной угрозе ядерной катастрофы
Выдержит ли оболочка обстрелы?
Герметичная оболочка, которой оснащен реактор на ЗАЭС, должна не только удерживать радиацию внутри энергоблока, но и защищать его от внешнего воздействия — это могут быть как природные катаклизмы, так и падения самолетов, террористические атаки и взрывы.
У контейнмента есть определенный запас прочности, но есть и предел. Если падение нетяжелого самолета или взрыв рядом с энергоблоком эта герметичная оболочка в состоянии выдержать, то удар достаточного мощного боезаряда, например, ракетой или бомбой, вполне может привести к ее повреждению.
Означает ли повреждение оболочки, что повреждения получит и находящийся в ней реактор? Работавший в 1988-2009 годах на Чернобыльской АЭС Александр Купный, который несколько лет также работал и на ЗАЭС, где курировал строительство двух энергоблоков, уверен, что повреждение контейнмента не приведет к одномоментному повреждению реактора.
«Для того, чтобы повредить реактор, необходимо высокоточными снарядами в одно место попадать несколько раз. Первые один-два снаряда пробивают гермооболочку, а следующие, попадая в это же отверстие внутрь, могут привеcти к повреждению реактора», — объяснял Купный в одном из своих стримов на YouTube.
В случае если через пробитое в оболочке отверстие произойдет радиоактивный выброс, он в любом случае будет меньше, чем в Чернобыле, и масштаб аварии будет другим, говорит Купный.
«Конечно, будет какое-то заражение на промплощадке. Но это будет местный масштаб, не всемирная катастрофа. Могут пострадать люди, прежде всего персонал станции, жители Энергодара, Каменско-Днепровского района и Никополя. Смотря, куда ветер подует», — подчеркивает физик-ядерщик.
Понятно, что наибольший радиоактивный выброс произойдет в том случае, если у всех энергоблоков ЗАЭС будет пробита оболочка и задет реактор. Последствия такого выброса будут зависеть от скорости и направления ветра: пострадать могут как страны Восточной Европы, Беларусь, так и приграничные области России — Белгородская, Ростовская, Курская, а также аннексированный Россией Крым.
«Вообще реактор и атомная станция — объект довольно сложный. И возможностей для аварий существует довольно много. И прямое поражение защитной оболочки реактора — это не единственная возможность», — отмечает в разговоре с Би-би-си старший научный сотрудник Института ООН по исследованию проблем разоружения Павел Подвиг.
Имеет ли значение, по какому из энергоблоков будет нанесен удар?
Всего на ЗАЭС шесть энергоблоков. Сейчас работают три, причем не на полную мощность, и один из них, как сообщил 6 августа украинский «Энергоатом», был остановлен после обстрела накануне.
Оставшиеся три нерабочих блока выведены из строя и не настолько насыщены радионуклидами (радиоактивными элементами), поэтому выбросы из них в случае повреждения оболочки будут меньше. (Радионуклиды бывают короткоживущими и долгоживущими, различаясь периодом полураспада. Например, у йода-131, опасного радионуклида, который может привести к раку, период полураспада составляет восемь суток.)
Во время аварии на Чернобыльской АЭС топливо оставалось в работающем реакторе. В топливе было накоплено много радионуклидов — и короткоживущих, и долгоживущих. Но в первые дни после аварии в вышедшей наружу радиации преобладали именно короткоживущие нуклиды, которые на тот момент еще не успели распасться, объяснял в своем стриме Купный.
На Запорожской АЭС в неработающих трех энергоблоках короткоживущие нуклиды давно распались, поэтому уровень радиации в них меньше.
В энергоблоке, который в начале августа отключили из-за обстрелов, часть короткоживущих нуклидов, таких как йод-131, распались, но далеко не все. Например, у цезия-134 период полураспада два года, у цезия-137 — 30 лет.
Где еще на ЗАЭС есть радиоактивные вещества?
Помимо реакторов радиоактивные вещества содержатся в отработавшем топливе. Оно становится отработавшим, когда его выгружают из реактора для замены новым.
В отработавшем топливе еще есть достаточно высокая остаточная активность из-за содержащихся в нем радиоактивных продуктов распада. Они продолжают генерировать энергию, поэтому после смены топлива их сначала помещают в так называемый бассейн выдержки.
Бассейны выдержки на Запорожской АЭС расположены внутри контейнмента и представляют из себя бассейны с водой.
В них отработавшее топливо находится около пяти лет. Со временем температура и радиоактивность нуклидов снижается, и по истечении пяти лет отработавшее топливо из бассейна выдержки перемещают в сухое хранилище.
Бассейны выдержки — тоже уязвимое место АЭС. В них постоянно должна быть вода, которая охлаждает облученные топливные сборки.
Если в бассейне образуется дырка — например, в результате ракетного удара, — и вода из бассейна уйдет, то тепло, которое выделяют радионуклиды, может привести к достаточно сильному разогреву и даже к возгоранию отработавшего топлива.
Такого рода пожар может в итоге привести к достаточно серьезному выбросу радиоактивности, предупреждает старший научный сотрудник Института ООН по исследованию проблем разоружения Павел Подвиг.
«Но здесь нужно иметь в виду два обстоятельства. Самое главное — что у реактора на ЗАЭС этот бассейн выдержки находится внутри герметичной оболочки. То есть до него еще надо добраться.
И повредить его надо определенным образом, чтобы оттуда достаточно быстро ушла вся вода. Потому что если дырка будет маленькой, то в бассейн можно просто доливать воду, и утечки воды не случится. Такой вариант тоже существует. То есть здесь главное не допускать ухода воды, ухода охладителя», — объяснил он Би-би-си.
Также играет роль то, насколько давно отработавшее топливо выгрузили из реактора. Если это сделали только что, то, значит, оно остается наиболее горячим и поэтому представляет наибольшую опасность. Если же оно пролежало уже несколько лет, то вряд ли загорится, даже если оставить его без охлаждения.
Что будет в случае удара по хранилищу с отработавшим топливом?
Особенность Запорожской АЭС — там есть сухое хранилище отработавшего топлива (СХОЯТ). Туда отработавшее топливо помещают после пяти лет в бассейне выдержки, когда оно уже охладилось и его активность упала.
Сухое хранилище — это большие контейнеры, которые рядами стоят на открытой площадке на территории станции.
Они могут стоять так десятки лет.
Сухое хранилище — это еще один потенциальный источник радиоактивности. У контейнеров нет никакой герметичной защиты, поэтому они могут быть уязвимы для боевых действий, хотя и обладают определенным запасом прочности.
«Ракетами по ним не стреляли, но из гранатомета во время испытаний стреляли. Они проектируются с тем расчетом, что они будут использоваться при транспортировке. И тут возникает вопрос, как их обезопасить. И расчеты делали, исходя из гранатомета и такого рода воздействия, пожара и так далее. То есть это достаточно устойчивые сооружения», — объясняет Павел Подвиг.
По его словам, если по СХОЯТ будет нанесен, к примеру, ракетный удар, то выброс радиации произойдет (потому что в отработавшем топливе все еще хранятся долгоживущие нуклиды), но он будет локальным, в пределах 10-30 метров.
Из-за того, что в СХОЯТ хранится уже остывшее отработавшее топливо, после удара оно не воспламенится.
Пожар сгенерировал бы поток воздуха, который потом вышел бы в атмосферу и там бы мог распространиться.
«А здесь все будет локально, в этом, конечно, тоже нет ничего хорошего, но это опасность другого уровня», — говорит Подвиг.
Сами контейнеры вряд ли повредят, но потеря контроля за ними (а системы контроля и наблюдения за СХОЯТ уже повреждены) чревата непредсказуемыми последствиями, предупреждает в своем стриме Купский: «Это плохо. Когда мы теряем контроль над радиационноопасным объектом — это всегда плохо. Мы не знаем, что происходит внутри этого контейнера».
Чем грозит повреждение линий электропередач?
Запорожская АЭС имеет четыре линии электропередач (ЛЭП). По ним со станции идет энергия, которую она вырабатывает.
Причем как минимум две из них из-за боевых действий оказались выведены из строя. Весной также сообщалось, что перестала работать третья ЛЭП. Какие именно ЛЭП остаются рабочими на данный момент — неизвестно.
Если все ЛЭП выйдут из строя, то все энергоблоки на Запорожской АЭС нужно будет остановить. Остановленные энергоблоки не представляют угрозы, если у станции есть электроэнергия на собственные нужды.
Инженер Запорожской АЭС в интервью Би-би-си говорил, что высоковольтные линии передач на станции уже пострадали от обстрелов.
Если разорвать оставшиеся линии, реакторы начнут быстро нагреваться. В таком случае вариантов развития событий два.
Либо контролирующим АЭС россиянам удастся перебросить мощности АЭС, запитав от них собственную энергосистему, либо быстро начнет расти угроза ядерной катастрофы.
Что будет, если реактор окажется обесточен?
Чтобы запустить в работу новый, еще холодный энергоблок, на атомных электростанциях существуют специальные котельные. Они генерируют тепло для того, чтобы разогреть оборудование перед началом работы.
Особенность Запорожской АЭС в том, что у нее нет своей котельной, и тепло она берет с расположенной рядом Запорожской тепловой электростанции, самой мощной ТЭС в Украине.
Поэтому много энергии на собственные нужды Запорожская АЭС берет у ТЭС. Если реактор окажется обесточен, у него может не оказаться возможности поддерживать работу насосов, которые охлаждают активную зону реактора.
Именно это произошло на «Фукусиме-1». Там были системы, которые должны были обеспечивать охлаждение активной зоны реактора, но из-за мощного цунами они оказались уничтожены, и реактор остался без охлаждения. Несмотря на то, что формально он был остановлен, там все равно оставалось достаточное тепловыделение продуктов распада, и в результате активная зона расплавилась.
Из-за высокой температуры начал генерироваться водород, который в итоге взорвался. В результате произошла разгерметизация защитной оболочки, и какое-то количество радиоактивных веществ вышло наружу.
На случай потери электричества на атомных станциях есть запасные генераторы. На «Фукусиме-1» эти генераторы тоже были выведены из строя цунами.
На Запорожской АЭС есть три дизельных станции, все они находятся на промплощадке.
Один запасной дизельный генератор в состоянии работать около суток, при сильной экономии три запасных дизельных станции смогут проработать максимум четверо суток.
Если они перестанут работать и на станцию по-прежнему не будет поступать электричество извне, то охлаждение активной зоны реактора станет невозможным.
В этом случае возможна серьезная авария — вплоть до расплавления активной зоны, как это произошло на Фукусиме.
«Понятно, что АЭС, конечно, рассчитана на какие-то внешние воздействия, но на то, что реактор окажется в зоне военных действий, я думаю, никто всерьез не рассчитывал», — говорит Павел Подвиг.
Если инцидент с повреждением активной зоны или бассейна выдержки будет достаточно серьезным, с повреждением оболочки, то нельзя исключать того, что последствия такой аварии затронут территорию протяженностью 100-200 км, рассуждает он: «Какие-то более слабые повышения радиационного фона могут чувствовать и гораздо дальше.
Зависит от ветра».
«Я бы не стал рисовать очень мрачную картину, но, с другой стороны, надо понимать, что могут быть достаточно серьезные последствия в смысле радиоактивного загрязнения», — продолжает эксперт.
«Я не думаю, что этот фон сразу приведет к гибели людей, никто сразу не погибнет. Но понятно, что будет экономический ущерб, потому что будет зона отчуждения. Последствия могут проявиться не сразу, но в долгосрочной перспективе они могут быть очень серьезными», — предупреждает он.
- LIVE: Последние новости в режиме реального времени
- ЛИЧНЫЕ ИСТОРИИ: Не смыкая глаз. Жизнь в городе, который бомбят и днем, и ночью
- ИНТЕРВЬЮ: Леонид Кучма: «Путин хотел уничтожить Украину, а получит наше второе рождение»
- АНАЛИЗ: Комбатанты, наемники, добровольцы. Кто это и в чем между ними разница?
- РЕПОРТАЖ: Как партизаны в Украине сопротивляются российской оккупации
Чернобыль: почему взорвался ядерный реактор и может ли это произойти снова?
Чернобыль, мрачный и жестокий мини-сериал, созданный совместно HBO и Sky UK, вероятно, войдет в число лучших телешоу этого года, а может быть, и всех времен.
В нем рассказывается правдивая история самой страшной в мире ядерной катастрофы, которая произошла на российской атомной электростанции в апреле 1986 года.
Автор сценария Крейг Мазин и режиссер Йохан Ренк, «Чернобыль» стоически соответствует эпохе и кризису, который он изображал, как радиация, цепляющаяся за выброшенная форма пожарных. Возможно, он позволил себе некоторые художественные вольности ради истории, но отказался замести правду о катастрофе под ковер. В нем историческая правда и бесчисленная ложь предстали в мучительном свете.
На каждом шагу Чернобыль касался некомпетентности российского руководства, бескомпромиссного мужества ликвидаторов, которым было поручено очистить территорию, груза, который висит на плечах каждого ученого, расследующего катастрофу, и суровой реальности атомной энергии.
Но главным достижением Чернобыля является то, что он пробудил в своих зрителях огромное научное любопытство через ужас. Мы знаем, что Чернобыль действительно был, и трезвый, честный подход к катастрофической катастрофе только усилил это любопытство.
Google Trends показывает огромный всплеск запросов по терминам, связанным с наукой о сериале: «реактор РБМК», «ядерный реактор» и «лучевая болезнь» — все они пережили огромный скачок с момента дебюта Чернобыля на телевидении.
На протяжении пяти эпизодов «Чернобыль» постоянно двигался к ответу на один вопрос — «Как?» — и мы хотели пропустить вперед и найти ответы для себя. Последняя серия, вышедшая в эфир 3 июня, наконец раскрыла правду об апрельском утре 1986 года.
Через несколько мгновений после взрыва реактора Чернобыль горит.
ГБО Валерий Легасов, глава комиссии по расследованию катастрофы, принимает участие в суде над тремя должностными лицами электростанции, ответственными за взрыв и его непосредственные последствия. Вместе с политиком Борисом Щербиной и физиком Уланой Хомюк трио подробно описывает основные причины катастрофы и прямо указывает на ошибки этих чиновников, включая главного инженера Анатолия Дятлова, как на причину взрыва станции.
Но мы говорим здесь о ядерной физике. Вещи грязные и запутанные. Термин «положительный коэффициент пустотности» широко используется, и это не тот термин, который вы слышите каждый день. Даже чернобыльские инженеры не могли до конца осознать последствия своих действий. Итак, мы раскопали радиоактивную трясину, чтобы представить вам научные данные о взрыве реактора РБМК в Чернобыле и причины, по которым мы вряд ли увидим это снова.
Что такое реактор РБМК?
Российская ядерная программа разрабатывала технологию для реакторов РБМК на протяжении 50-х годов, до начала строительства первого реактора РБМК-1000 в Чернобыле в 1970. РБМК — это аббревиатура от Реактор Большой Мощности Канальный, что переводится как «реактор канального типа большой мощности».
Проще говоря, реактор — это гигантский резервуар, полный атомов, строительный блок, из которого состоит все, что мы видим. Сами они состоят из трех частиц: протонов, нейтронов и электронов. В реакторе нейтроны сталкиваются с другими атомами, расщепляя их на части и выделяя тепло в процессе, известном как ядерное деление .
Реактор РБМК, взорвавшийся в Чернобыле, № 4, был огромным, 23 фута (7 метров) в высоту и почти 40 футов (12 метров) в ширину. Наиболее важным сегментом реактора является ядро , огромный кусок графита, зажатый между двумя «биологическими экранами», как мясо в гамбургере. Вы можете увидеть этот дизайн ниже.
Схема установки, использованной в сериале HBO «Чернобыль», с графитовым ядром и биологическими экранами.
HBO/Аннотации CNET В ядре происходит реакция деления. Он имеет тысячи каналов, которые содержат «топливные стержни», состоящие из урана, атомы которого «легко» расщепляются. Активная зона также имеет каналы для регулирующих стержней, состоящих из бора и покрытых графитом, предназначенных для нейтрализации реакции.
Вода имеет решающее значение для понимания того, что произошло в Чернобыле . В реакторе РБМК вода выполняет две функции: охлаждает и замедляет реакцию. Подобная конструкция не реализована ни в одном другом ядерном реакторе мира.
Топливные стержни являются электростанцией активной зоны и состоят из атомов урана. Атомы урана образуют сеть в ядре, и когда нейтроны-изгои крутятся внутри, они проходят через твердый графит, который их окружает. Графит «замедляет» эти нейтроны, как это делает вода, что делает их более вероятными для захвата сетью атомов урана. Столкновение с этой сетью может выбить больше нейтронов. Если процесс происходит снова и снова в виде цепной реакции, он создает много тепла. Таким образом, вода в канале закипает, превращается в пар и используется для создания энергии.
Если не остановить эту реакцию, она выйдет из-под контроля и вызовет расплавление, но для уравновешивания реакции используются управляющие стержни.
Проще говоря, если реактор вырабатывает слишком много энергии, управляющие стержни помещаются в активную зону, предотвращая регулярное столкновение нейтронов и замедляя реакцию.
В идеальном мире системы и люди, контролирующие системы, гарантируют, что весы никогда не склонятся слишком далеко в ту или иную сторону. Стержни управления входят и выходят из реактора, через него постоянно прокачивается вода, чтобы все это охлаждалось, а электростанция вырабатывает энергию.
А если отключится сама установка, что тогда? Это один из недостатков реактора РБМК. Отсутствие электроэнергии означает, что вода больше не перекачивается для охлаждения реактора, а это может быстро привести к катастрофе. Рано утром 26 апреля 1986 года реактор проходил испытание на безопасность, целью которого было решить эту проблему.
Испытание на безопасность
Валерий Легасов дает показания перед комиссией, перед тремя ответственными за аварию работниками электростанции.
ГБО Испытание на безопасность является отправной точкой цепочки ошибок, которые в конечном итоге привели к взрыву реактора 4.
Факты таковы:
- В случае обесточивания или отключения электростанции реактор РБМК прекратит прокачку воды через активную зону.
- Резервный набор дизельных генераторов в таком случае включается через 60 секунд, но это время может подвергнуть реактор опасности.
- Таким образом, тесты должны были показать, как реактор РБМК может преодолеть 60 секунд и продолжать закачивать холодную воду в систему, используя запасную мощность, вырабатываемую при замедлении турбин станции.
- Первоначально испытание было запланировано на 25 апреля, но власти Киева отложили его на 10 часов.
- Задержка означала, что команда сотрудников ночной смены должна была провести тест, чему они не были обучены.
- Для проведения испытания реактор необходимо было перевести в опасное маломощное состояние.
Состояние пониженного энергопотребления реактора РБМК не похоже на перевод компьютера в спящий режим. Его нельзя быстро вернуть в обычное состояние питания.
Однако команда в диспетчерской в Чернобыле попыталась сделать именно это и проигнорировала действующие протоколы безопасности.
Чтобы попытаться восстановить мощность до приемлемого уровня, рабочие удалили регулирующие стержни в активной зоне, надеясь снова запустить реакцию и снова поднять мощность. Но они не могли этого сделать. Во время 10-часовой задержки маломощное состояние активной зоны вызвало накопление ксенона, другого типа атома, который, по сути, блокирует процесс ядерного деления. Температура ядра также упала настолько, что перестала выкипать вода и производить пар.
Обычный план действий при таком малом энергопотреблении — восстановить уровень мощности ядра в течение 24 часов. Начальник электростанции Дятлов не захотел ждать и начал проверку на безопасность.
«Любые пуско-наладочные испытания, связанные с изменениями в системах защиты, должны быть очень тщательно спланированы и контролироваться», — объясняет Тони Ирвин, который консультировал россиян по методам безопасной эксплуатации реакторов РБМК после аварии на Чернобыльской АЭС.
«В этой аварии они действовали вне своих правил и нарушили защиту, которая была разработана для обеспечения безопасности реактора.»
Пренебрежение правилами и наукой подвергало их большой опасности РБМК: Положительный коэффициент пустотности.
Положительный коэффициент пустотности
Мы слышим термин «положительный коэффициент пустотности», который мы слышим от Легасова Джареда Харриса в заключительном эпизоде «Чернобыля», и он является ключом к взрыву, но точно не объясняется.
Вспомните, как вода одновременно охлаждает ядро и « замедляет » реакцию вниз. Однако, когда вода превращается в пар, ей не хватает способности эффективно делать обе эти вещи, потому что она испаряется и превращается в пузыри или «пустоты». Отношение воды к пару известно как «коэффициент пустот». В других ядерных реакторах коэффициент пустотности отрицателен — больше пара, меньше реактивность.
В реакторе РБМК все наоборот: чем больше пара, тем выше реактивность.
Этот положительный коэффициент пустотности уникален для российских реакторов РБМК.
Эмили Уотсон захватывающая роль физика-ядерщика, представляющего всех реальных ученых, которые работали над разгадкой того, как взорвался Чернобыль.
ГБОПосле того, как рабочие станции остановили реактор в 1:23:04, вода больше не закачивается в активную зону. Катастрофический каскад в Чернобыле запущен.
Проверка безопасности останавливает реактор, и оставшаяся вода испаряется. Таким образом, больше пара.
Пар делает ядерное деление более эффективным, ускоряя его. Таким образом, больше тепла.
Чем больше тепла, тем быстрее выкипает вода. Больше пара.
Больше пара… ну вы поняли.
Если мы остановим кадр прямо здесь, сценарий будет мрачным. Ядро быстро генерирует пар и тепло в неуправляемой реакции. Все, кроме шести, из более чем 211 управляющих стержней были удалены из активной зоны, и вода больше не оказывает никакого охлаждающего действия.
Ядро теперь представляет собой гигантскую игровую яму для детей во время землетрясения, где нейтроны прыгают по камере и постоянно сталкиваются друг с другом.
Единственное, что могли сделать рабочие завода, это нажать кнопку аварийной остановки.
Чернобыльский взрыв
В 1:23:40 начальник ночной смены Александр Акимов нажал кнопку аварийной остановки. Это заставляет все управляющие стержни вернуться в активную зону.
Стержни управления должны уменьшать реакцию, но поскольку они покрыты графитом, они на самом деле вызывают еще больший всплеск мощности. В течение следующих пяти секунд мощность резко возрастает до уровня, который реактор не может выдержать. Крышки на верхней части активной зоны реактора весом более 750 фунтов начинают буквально подпрыгивать в реакторном зале.
Стальные блоки весом более 700 фунтов, лежащие на верхней части активной зоны реактора, начали грохотать и подниматься в воздух за несколько мгновений до взрыва.
ГБО Затем, в 1:23:45, происходит взрыв.
Это не ядерный взрыв, а паровой взрыв, вызванный огромным повышением давления внутри активной зоны. Это сносит биологический щит с верхней части активной зоны, разрывает топливные каналы и вызывает выброс графита в воздух. В результате происходит еще одна химическая реакция: воздух просачивается в реакторный зал и воспламеняется, вызывая второй взрыв, прекращающий ядерные реакции в активной зоне и оставляющий огромную дыру в здании чернобыльского реактора.
Может ли это повториться?
Немного безумно думать, что люди могут управлять силой атома. Катастрофа на Фукусиме, поразившая японскую атомную электростанцию в 2011 году, показывает, что катастрофы все еще подстерегают реакторы по всему миру, и мы не всегда к ним готовы.
После Чернобыля в реакторы РБМК по всей России внесен ряд изменений. Сегодня в стране по-прежнему работают 10 таких реакторов — единственное место, где они сейчас работают.
Эти объекты были модернизированы средствами безопасности, призванными предотвратить второй Чернобыль.
Стержни управления были сделаны более многочисленными и могут быть введены в активную зону быстрее. Топливные стержни содержат немного более обогащенный уран, что помогает немного лучше контролировать ядерные реакции. А положительный коэффициент пустотности, хотя он все еще существует в конструкции, был резко уменьшен, чтобы предотвратить возможность повторного расплавления малой мощности.
Конечно, единственное, что не изменилось, это мы. Чернобыль был провалом в человеческом масштабе задолго до того, как он стал провалом в атомном. Попытки контролировать ядерные реакции деления всегда будут сопряжены с риском, и эти риски можно только смягчить, а не свести к нулю. Чернобыль и другие ядерные реакторы — это не ядерные бомбы, готовые взорваться. Сериал HBO учит нас, что они могут стать опасными, если мы не поймем потенциал атомной науки.
Так может ли повторится подобная ядерная катастрофа? Да. Пока мы пытаемся использовать мощь атома, шансы на катастрофу будут падать. Но должны ли мы прекратить попытки сделать это? Нет.
Использование силы атома и максимальное снижение рисков ядерной энергетики — это один из путей к более чистой энергии в будущем.
По данным Всемирной ядерной ассоциации, на ядерную энергию приходится примерно 11% всей энергии, вырабатываемой на Земле. По всей планете в настоящее время эксплуатируется 450 реакторов — только 10 из них — это реакторы РБМК с повышенными характеристиками безопасности, — и, поскольку мы ищем способы уменьшить нашу зависимость от вредных ископаемых видов топлива, ядерная энергия должна рассматриваться как жизнеспособная альтернатива. Мы не можем продолжать сжигать уголь, как мы это делаем, и ожидать, что климатический кризис исчезнет.
Итак, мы продолжим использовать мощь атома и станем лучше. Мы должны.
Фукусима обращается к роботам, чтобы исправить будущее
+15 еще Посмотреть все фотографии Первоначально опубликовано 4 июня.
Обновления, 14:50. PT: Уточняется, что последний абзац не является аргументом против ядерной энергии; 16:30, 6 июня: Обновление обсуждения ядерной энергии.
:: Чернобыль, разрушенный российский ядерный реактор :::
Главная » Чернобыль, разрушенный российский ядерный реактор
Исследуйте коллекцию
Обзор коллекции
Примеры поиска
- Изображения саркофага/реактора
- Наблюдения/измерения радиоактивных осадков
Перед прибытием в Саркофаг
26 апреля. В 1986 году на атомной электростанции в тогдашнем Советском Союзе произошел взрыв. В этом сборнике рассказывается история аварии на Чернобыльском реакторе, увиденная глазами профессора Уильяма Золлера, атмосферного химика, приглашенного Организацией Объединенных Наций для изучения этого места. Авария оценивается как событие 7-го уровня, что является вершиной Международной шкалы ядерных и радиологических событий.
По состоянию на 2016 год произошло только одно подобное событие — авария на японской АЭС «Фукусима», с которой многие ученые не сравнимы. 1 В результате аварии на Чернобыльской АЭС в атмосферу было выброшено большое количество радиации, и воздействие на окружающую среду во всем мире все еще ощущается и изучается. 2
История началась со звонка доктору Золлеру из Лос-Аламосской ядерной лаборатории, где доктор Золлер был консультантом. Звонок сказал ему немедленно ехать в Лос-Аламос. По прибытии в Лос-Аламос его ждала машина, чтобы отвезти в Ядерно-химическую лабораторию строгого режима, где ему сообщили, что ядерный реактор был разрушен взрывом на Украине, а радиоактивные обломки путешествуют по России и направляются в Тихий океан. .
Эта история началась со звонка доктору Золлеру из Лос-Аламосской ядерной лаборатории, где он был консультантом. Звонок сказал ему немедленно ехать в Лос-Аламос. По прибытии в Лос-Аламос его ждала машина, чтобы отвезти в Ядерно-химическую лабораторию строгого режима, где ему сообщили, что ядерный реактор был разрушен взрывом на Украине, а радиоактивные обломки путешествуют по России и направляются в Тихий океан.
.
Международное агентство по атомной энергии попросило д-ра Золлера посетить поврежденный реактор и посетить его для Организации Объединенных Наций. Обсуждается поездка туда и увиденное на месте, а также подробности из российского доклада в ООН.
Коллекция включает данные, собранные из образцов в Тихом океане профессором Робертом Дьюсом из Университета Род-Айленда, директором проекта SEREX, который собирал образцы атмосферного аэрозоля на острове в Тихом океане вместе с образцами, собранными студентами, от самого высокого здания кампуса Вашингтонского университета, здания атмосферных наук.
Почетный профессор UW Уильям Золлер, консультант ливерморских лабораторий Лос-Аламоса и Лоуренса, провел эту работу, работая в Вашингтонском университете.
Об этой базе данных
Изображения для этой коллекции были предоставлены со слайдов, снятых и/или подготовленных профессором Уильямом Золлером. Первоначально они использовались для поддержки серии выступлений, которые он давал различным группам и организациям, в том числе в Пентагоне.