Saturday, March 12, 2011

Анализ ситцуации на АЭС в Японии


...Повреждений от землетрясения станция практически не получила, но, судя по некоторым данным, волной цунами частично накрыло аварийные дизель-генераторы и соединение станции с общей энергосетью Японии. Поэтому, после того как все реакторы были успешно остановлены, дизеля проработали всего час и встали, оставив как минимум один реактор без каких-либо источников электричества (критически необходимых для запитывания главных циркуляционных насосов реактора, поскольку даже выключенный реактор продолжает выделять тепло и нуждается в охлаждении как минимум неделю), кроме резервных батарей.

Заряда батарей, в норме использующихся главным образом для того, чтобы душа была спокойна, пока на дизель-генераторах идёт ремонт и обслуживание, хватает на восемь часов. Когда он исчерпался, ГЦНы встали и охлаждение реактора прекратилось. Тут надо сделать небольшой экскурс в физику ядерного реактора. В обычном режиме реактор работает за счёт того, что атомы урана-235 распадаются на два примерно одинаковых осколка (на самом деле скорее в соотношении 2:3, их образуется великое множество элементов и изотопов в чёткими пиками в области атомных весов 90-100 и 140-150) с выделением нескольких лишних нейтронов, обычно трёх. Каждый из этих нейтронов затем замедляется до скоростей, на которых он уже в состоянии поглотиться другим ядром урана-235 и развалить уже и его надвое -- тоже с выделением нескольких нейтронов, за счёт чего она и является самоподдерживающейся.


Ниже есть продолжение.


Регулировкой поглощения этих нейтронов в пространстве активной зоны и достигается стабильная ядерная реакция, которая не ускоряется, но и не замедляется (коэффициент реактивности равен 1). Если он больше единицы -- мощность реактора растёт (т.н. "разгон" реактора), если меньше -- уменьшается. Реактор считается заглушенным, если его коэффициент реактивности равен 0 -- то есть ВСЕ выделяемые атомами урана нейтроны поглощаются и в реакторе выделяется лишь остаточная мощность за счёт распада продуктов разложения урана. Некоторые типы реакторов, вроде печально-знаменитого РБМК, имеют такую физику, что их коэффициент реактивности растёт с повышением тепературы, но современные водо-водяные реакторы, вроде стоящих в Фукусиме, спроектированы так, чтобы он при этом наоборот падал.

Именно поэтому сообщение...о "неуправляемой цепной реакции" -- полная чушь. Да, там идёт неуправляемая цепная реакция. Но лишь в том смысле, что в полностью заглушенном реакторе всё-таки осталось чуть более чем до хрена тех самых вышеупомянутых осколков ядер урана-235, большая часть которых нестабильна и продолжает распадаться, естественно с выделением тепла. Именно в этом-то и заключается проблема: поскольку из-за отсутствия электроэнергии охлаждение реактора на какое-то время прекратилось, он начал разогреваться. Остававшаяся в реакторе вода, разумеется, вскипела, и, превратившись в пар, резко подняла давление внутри его корпуса. Поскольку температура неохлаждаемой активной зоны продолжала расти, росло и давление этого радиоактивного пара, пока оно не превысило расчётного предела прочности оболочки реактора.

При этом, даже с учётом того, что армия подогнала мобильную электростанцию, любая попытка подать в реактор воду привела бы (поскольку вода, попав на раскалённую активную зону немедленно бы вскипела) только к дальнейшему росту давления и катастрофическому разрушению оболочки реактора. Поэтому утром в субботу инженеры станции открыли аварийные клапана и стравили радиоактивный пар внутрь т.н. "контейнмента" -- герметичного купола, окружающего реактор, который там существует как раз на этот случай. После этого в реактор тут же была подана вода, и, по вышепроцитированному сообщению, на момент 6 утра 12-го марта уровень воды в реакторе составлял около 1 метра и его расхолаживание вышло на штатный режим.

К сожалению, за это время часть оболочек ТВЭЛов (ТеплоВыделяющих ЭЛементов, таблеток окиси урана герметически запаянных в капсулы из циркония или нержавеющей стали) успела расплавиться, что привело к загрязнению реакторного газа (который в принципе не особенно радиоактивен) продуктами распада урана -- радиоактивными стронцием, цезием и йодом. Именно они и были отмечены в атмосфере в окрестностях станции, видимо потому, что купол оказался не вполне герметичен и слегка подтравливает. Особой проблемы, впрочем, это на настоящий момент не представляет, поскольку утечка невелика и на проходной станции превышение уровня радиации наблюдается всего лишь восьмикратное, что достаточно неприятно, но в краткосрочной перспективе неопасно. Тысячекратное превышение о котором пишут газеты -- это превышение ПОД КУПОЛОМ, внутри защитной гермооболочки реактора.

Поэтому можете пока что вздохнуть спокойно -- ситуация под контролем и кроме длительной и дорогой процедуры дезактивации гермооболочки ничем особо страшным нам эта авария не грозит, и эвакуация населения из окрестностей проводится главным образом для очистки совести. Если оболочка не будет разрушена афтершоком, то примерно через неделю её начерно отмоют, реакторы остынут и TEPCO останется только подсчитать убытки. ;)


(07:03 GMT)
Апдейт: Таки накаркал. На станции прозвучал взрыв и, по отзывам обрушился потолок/стены реакторного зала. Вопрос теперь -- повреждена ли гермооболочка.

(07:17 GMT)
Апдейт 2: Фон в окрестностях станции -- 1015 микрозивертов (в час?), или порядка 100 миллирентген. То есть, похоже, таки оболочка рухнула.
...
(07:45 GMT)
Апдейт 5: Теперь уже говорят, что взрыв и обрушение стен -- результаты афтершока.
...
(11:01 GMT)
Апдейт 7: Спасибо alex_lotos за микро-ликбез о радиации и о том, с чем её едят. Мне как-то не пришло в голову, что многие об этом ни сном, ни духом:

Живя в современном мире, важно знать, что такое радиация и каким образом она влияет на людей, животных и растительность. Степень воздействия радиационного излучения на организм человека принято измерять в Зивертах (сокращенно Зв, 1 Зв = 1000 мЗв = 1000 000 мкЗв). Делается это с помощью специальных приборов для измерения радиации — дозиметров.

Под воздействием естественной радиации каждый из нас облучается в год на 2,4 мЗв, и мы этого не ощущаем, так как данный показатель является абсолютно безопасным для здоровья. Но при высоких дозах облучения последствия для организма человека или животного могут быть самые тяжелые. Из известных заболеваний, которые возникают вследствие облучения организма человека, отмечаются такие, как лейкоз, лучевая болезнь со всеми вытекающими отсюда последствиями, всевозможные виды опухолей, катаракта, инфекции, бесплодие. А при сильном облучении радиация может даже вызвать ожоги! Примерная картина последствий радиации при различных дозах выглядит следующим образом:

при дозе эффективного облучения организма в 1 Зв происходит ухудшение состава крови;
при дозе эффективного облучения организма в 2 — 5 Зв возникает облысение и белокровие (т.н. "лучевая болезнь");
при дозе эффективного облучения организма в 3 Зв около 50 процентов людей умирают в течение одного месяца.

При авариях на радиационно–опасных объектах основным поражающим компонентом выбросов является радиоактивный йод. При вдыхании йод накапливается в щитовидной железе, разрушает ее и провоцирует развитие рака щитовидной железы.
Калия йодид – при своевременном применении полностью защищает щитовидную железу от накопления радиоактивного йода.Прием первой таблетки Калия йодида до облучения или в течении 30 минут после облучения обеспечивает полную защиту щитовидной железы от радиоактивного йода, через 2 часа эффективность применения снижается в 2 раза, через 4 и более часов его применение уже практически неэффективно.

(11:48 GMT)
Апдейт 8: Поскольку меня тут обвиняют в нагнетании паники, ещё раз подчеркну: насколько бы это ни было похоже на Чернобыль, это НЕ ОН. Поводов для паники пока можно придумать только один: отсутствие подробной и открытой информации о происшедшем -- тут японцы на СССР как раз весьма похожи. Но по всем признакам и принципам работы реакторов и АЭС такого типа понятно, что авария, пусть и серьёзная, но НЕ КАТАСТРОФИЧЕСКАЯ. Сам реактор цел и успешно удерживает то, что должен, а взрыв произошёл ВНЕ его. Утечка была, судя по последним данным, разовая, и не особо сильная, так что пока что паниковать нет ни смысла, ни повода. Пить йод, в общем, тоже -- потому что передозировка йода штука тоже весьма неприятная, и получать её за просто так, когда нет никакого заражения, совершенно незачем. В общем, ждите новостей.

(12:33 GMT)
Апдейт 9: Наконец-то какая-то прямая информация, а не пересказы. Ёмиури передаёт сообщение секретаря Кабмина:

http://translate.google.com/translate?hl=ru&sl=ja&tl=en&u=http%3A%2F%2Fwww.yomiuri.co.jp%2Fnational%2Fnews%2F20110312-OYT1T00654.htm%3Ffrom%3Dtop

В двух словах -- взрыв произошёл ВНЕ реактора, причём не только собственно корпуса, но и защитной гермооболочки, контейнмент НЕ ПОВРЕЖДЁН, утечка радиоактивных газов умеренна. Источник водорода пока не называется.

(13:18 GMT)
Апдейт 10: Сорока на хвосте принесла, что взрыв был НЕ в реакторном зале, а в соседнем помещении. Что, совокупно с вот этим наводит на мысль, что водород, который взорвался, вообще не имел к охлаждению реактора никакого отношения, а использовался для охлаждения турбоагрегатов в соседнем здании, а то, что облицовка полетела с реакторного зала -- просто особенности распространения ударной волны.

http://khathi.livejournal.com/66370.html

См. также
Японское ТВ. Прямой эфир
Власти Японии эвакуируют всех жителей в 10 км вокруг АЭС "Фукусима-2"
Второй канал: здание реактора ПОЛНОСТЮ разрушено
Второй канал: здание реактора частично разрушено
Второй канал: взрыв на ядерном реакторе
Situation on Japan reactors (English)
Радиоактивный цезий выявлен возле АЭС "Фукусима-1
Внутри АЭС в японской Фукусиме повысился уровень радиации
Будет произведена контролируемый выпуск радиации
Внутри АЭС в японской Фукусиме повысился уровень радиации

No comments:

Post a Comment