Як повідомлялося минулої неділі енергетична компанія "Токіо електрик пауер", оголосила, що розраховує домогтися так званої "холодної зупинки" реакторів через 6-9 місяців.
Який перше питання виник у звичайних людей після новини про Фокусіми?
Як не дивно це не питання: "Чому вони просто не вимкнуть реактор?". Проте, через деякий час, коли масова істерія вщухає і в роботу включається мозок, це питання спливає все частіше.
Якщо є бажання зрозуміти і не страшно злегка напружити звивини - ласкаво просимо під кат.
Трохи про наш:
Реактор Великий Потужності Канальний (РБМК) - серія енергетичних ядерних реакторів, розроблених в Радянському Союзі. Даний реактор - канальний, гетерогенний, уран-графітовий (графито-водний за сповільнювачу), киплячого типу, на теплових нейтронах; призначений для вироблення насиченої пари тиском 70 кгс / см². Теплоносій - кипляча вода.
Частина 2. Термічна.
wiki
Після зупинки реактора навіть за відсутності ланцюгової реакції тепловиділення триває за рахунок радіоактивного розпаду накопичених актиноидов і інших продуктів поділу. Що виділяється після зупинки потужність залежить від кількості накопичених продуктів поділу, для її розрахунку використовуються формули, запропоновані різними вченими. Найбільшого поширення набула формула Вея-Вігнера. Виходячи з неї потужність залишкового тепловиділення зменшується згідно із законом:
, де:
- потужність залишкового тепловиділення реактора через час після його зупинки;
- потужність реактора до зупинки, на якій він працював протягом часу
час виражено в секундах (існують формули, які мають дещо інший вигляд, де час виражено в добі)
На початковому етапі після зупинки, коли, можна використовувати спрощену залежність:
Таким чином, в перші секунди після зупинки залишкове енерговиділення складе приблизно 6,5% від рівня потужності до зупинки. Через годину - приблизно 1,4%, через рік - 0,023%. З цієї причини існує необхідність при будь-яких умовах забезпечити тепловідвід від реактора. На випадок раптової зупинки реактора конструкція включає різні системи аварійного охолодження (розхолоджування) активної зони з електропостачанням від резервних дизельних електростанцій
------
Відповідно, якщо вважати, що реактор напередодні зупинки працював на проектній потужності 760 МВт, то через добу він буде виділяти 11 МВт. А це величезна кількість тепла. Причому, підозрюю, що 760 МВт - це електрична потужність реактора. А теплова потужність зазвичай рази в три більше.
1) подати більше води
2) збільшити швидкість протікання води (в європі вода як і СРСР / Росії циркулює природно, гаряча витісняється наверх а холодна затікає знизу засмоктує) але в РБМК типу є 3 ГЦН (Гідравлічних централтних насосів) які можуть ускотіть перебігу води настільки наскільки це фізично можливо
3) Стрижні з бором (використовуються для котроліруемого розгону реактора, так як реактор при наліічіі бору продовжує разогреватся але вже повільніше
4) стрижні з графітом (гарантують 100% гальмування)
5) САР (Система аварійного охолодження реактора) яка активує всі вище стоять системи гальмування, плюс починає закачувати воду з водоймища)
Частина 4. Оповідальна.
АЕС "Фукусіма-1": експерти не виключають погіршення ситуації
Ситуація навколо АЕС "Фукусіма-1" продовжує ускладнюватися. Іноземні фахівці намагаються оцінити ступінь загрози можливого радіаційного зараження навколо аварійної станції, але не беруться прогнозувати можливий розвиток ситуації через нестачу інформації про поточний стан на станції. У свою чергу, офіційні особи зберігають стриманий оптимізм.
Цей оптимізм поділяють не всі. Так, офіційний представник уряду Франції Франсуа Баруен висловив думку, що "не можна виключати найгіршого сценарію розвитку ситуації". "У випадку, якщо ситуація піде за найгіршим сценарієм, наслідки можуть бути більш серйозними, ніж в результаті катастрофи на Чорнобильській АЕС", - заявив він.
Дивимося фотографії з місця аварії.
Що і чому сталося на АЕС «Фукусіма-1»
Через три хвилини реактори працювали тільки на 10% своєї потужності, через 6 хвилин - на 1%, а через десять хвилин перші три реактора АЕС перестали виробляти енергію. І вже ніколи не почнуть.
В результаті кожного розпаду ядро урану-235 або плутона-239 розвалюється на два інших ядра і виділяє масу енергії. Енергія на одиницю маси ядерного палива приблизно в мільйон разів перевершує енергію від згорання викопного палива - тому ядерний розпад такої багатообіцяючий джерело енергії. Продукти розпаду дуже радіоактивні, але швидко розпадаються далі (протягом року близько 80% продуктів розпаду стають стабільними). Але в перші години після зупинки реактора вони справляють велике кількості тепла - його не можна відключити так, як вимикають реактори. Процес повинен закінчитися сам по собі. З цієї причини управління «теплотою радіоактивного розпаду» - один з найважливіших аспектів безпеки ядерного реактора. Сучасні реактори мають безліч систем охолодження, у яких одна мета - видаляти тепло від ядерного палива. І поки реактори «Фукусіми-1» охолоджувалися, вдарило цунамі.
Цунамі зруйнувало запасні дизельні генератори, які живлять насоси, що примушують охолоджуючу рідину циркулювати по реактору. За відсутності циркуляції температура стала підніматися, а вода - перетворюватися в пар, в результаті чого зріс тиск.
Киплячі водо-водяні реактори (в яких вода використовується і для того, щоб передати енергію від реактора далі, і власне для охолодження) для АЕС Фукусіма розробляла General Electric. Вони поміщені в дві захисних оболонки з армованого бетону, які повинні запобігти витоку радіоактивних матеріалів. Вторинна оболонка ( «контейнментом») - це та прямокутна конструкція, яку показують в телевізійних новинах. На верхівці контейнмента знаходиться сталева конструкція, до якої кріпиться кран для завантаження і вивантаження ядерного палива.
Творці реактора в Фукусімі-Дайити передбачали можливість підвищення тиску навколо реактора. Але поки працювало електропостачання, насоси відкачували гарячу рідину від реактора в конденсатор. Відведення тепла могло тривати і далі - але весь процес був зав'язаний на дизельні генератори, зруйновані цунамі.
Вода в реакторі може під дією радіації розпадатися на водень і кисень. В штатній ситуації вони потрапляють в рекомбінаційну камеру, де з них знову утворюється вода. Але в перші години після зупинки реакторів водень накопичувався і став просочуватися під купол реактора. У якийсь момент його концентрація досягла такої величини, що він не міг не здетонувати, - і спочатку в першому, потім в третьому, а під кінець і в другому блоці сталися вибухи, які зірвали купола будівель. Самі контейнментом залишилися цілі.
Спочатку зберігалася надія на порятунок самих реакторів - з тим, щоб вони продовжували виробляти енергію після того, як все увійде в норму. Але надія танула, а температура росла, і оператори станції почали вживати заходів, руйнівні для обладнання. Наприклад, вони почали охолоджувати реактори морською водою. Деякий час ще буде необхідно активно охолоджувати реактори, але протягом декількох місяців тиск всередині можна буде скинути і подивитися на стан справ. Паливо могло оплавитися і бути пошкоджено - поки це невідомо.
У будь-якому випадку ясно, що ситуація сильно відрізняється від того, що сталося в Чорнобилі і на АЕС Three Mile Island. В інциденті на «Фукусімі» не винен оператор, і кожен з реакторів перестав працювати відразу ж після землетрусу. Ситуація розвивалася повільно, але попри те, на що розраховували творці станції. Вони не припускали, зокрема, що на кілька днів після аварії вимкнеться електрику, живить аварійні насоси. Вони побудували значний арсенал запасних насосів і генераторів, щоб запобігти можливим проблемам. На жаль, їх зруйнувало цунамі.
Частина 5. Заключна.
Згідно з матеріалом, всі проблеми Фукусіми викликані відмовою систем охолодження. А в силу неможливості управління реактором без нормального охолодження, там почалися проблеми.
Ось що цікаво. Навіть після відновлення охолодження на Фукусіма-2, 3 і 4 там все одно сталися вибухи. Ймовірно в реакторах вже пішли незворотні процеси, які не можуть регулюватися штатними системами.