Японский Чернобыль?

[mgsupgs]

Атомные электростанции обеспечивают около 30 процентов энергопотребления в Японии.
В результате землетрясения магнитудой 9 баллов остановили работу лишь 10 из 54 реакторов.
И это, мягко говоря, поразительно. Под катом дайджест сообщений  моих френдов имеющих представление о проблеме


****
Тут товарищи начали разводить панику, подогреваемую цитатками типа пресловутой заметки Газеты.вру, которая в своей очаровательной манере переврала всё, что можно, в упомянутом ею заявлении. Вот оно, для тех, кто читает по-японски:

http://www3.nhk.or.jp/news/html/20110312/t10014623511000.html

(Для тех, кто НЕ читает -- гуглотранслейт на английский, русский вариант ужасен и практически не поддаётся пониманию.)

Краткий пересказ ситуации, из этого и других источников, на английской википедии есть отличный список сообщения японских иноформагенств: 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.

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 пвышением тепературы, но современные водо-водяные реакторы, вроде стоящих в Фукусиме, спроектированы так, чтобы он при этом наоборот падал.

Именно поэтому сообщение Газеты 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.

(07:20 GMT)
Апдейт 3: Ветер северо-восточный, так что в течении пары часов всю дрянь сдует в море, тьфу-тьфу-тьфу.

(08:15 GMT)
Апдейт 3.5: Картинка которая тут была -- скорее всего фейк, поскольку противоречит данным о ветре, да и дозы уровня практически чернобыльского -- а о тамком уровне загрязнения пока не сообщают. Если всё-таки интересно -- см. в комментах.

(07:30 GMT)
Апдейт 4: По некоторым сообщениям (в том числе Франс Пресс) реактор пытались охлаждать водородом, который и взорвался. Возможно, впрочем, судя по тому, что некоторые источники сообщали о температурах в районе 1200 градусов, возможно просто вода начала разлагаться на водород и кислород на горячих циркониевых оболочках ТВЭЛов, после чего всё и бабахнуло.

(07:45 GMT)
Апдейт 5: Теперь уже говорят, что взрыв и обрушение стен -- результаты афтершока.

(09:03 GMT)
Апдейт 6: Уровень радиации вроде бы снижается: http://www.lenta.ru/news/2011/03/12/lower/

(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 последжним 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.
(c) http://khathi.livejournal.com/66370.html.


.АЭС Фукусима

Атомная электростанция Фукусима I (яп. 福島第一原子力発電所 Фукусима дай-ити генсирёку хацуденсё), популярное название Фукусима дай-ити Фукусима первая)
это АЭС, расположенная в городе Окума в уезде Футаба префектуры Фукусима. Её шесть энергоблоков, вырабатывающие 4,7 ГВт энергии, делают Фукусиму I одной из 25 крупнейших атомных электростанций в мире. Фукусима I — это первая АЭС, построенная и эксплуатируемая Токийской энергетической компанией (TEPCO).

АЭС Фукусима II также эксплуатируется компанией TEPCO расположена в 11,5 км южнее Фукусима - I

Фукусима - I
Энергоблок Тип реакторов Мощность Чистая Мощность брутто Начало строительства Энергетический пуск Ввод в эксплуатацию

Фукусима I-1 BWR 439 МВт 460 МВт 25.07.1967 17.11.1970 26.03.1971
Фукусима I-2 BWR 760 МВт 784 МВт 09.06.1969 24.12.1973 18.07.1974
Фукусима I-3 BWR 760 МВт 784 МВт 28.12.1970 26.10.1974 27.03.1976
Фукусима I-4 BWR 760 МВт 784 МВт 12.02.1973 24.02.1978 12.10.1978
Фукусима I-5 BWR 760 МВт 784 МВт 22.05.1972 22.09.1977 18.04.1978
Фукусима I-6 BWR 1067 МВт 1100 МВт 26.10.1973 04.05.1979 24.10.1979

Веб-камера наблюдающаяя за Фукусима - I в настоящий момент выключена

Схема реактора WBR



Схема кипящего корпусного ядерного реактора (WBR):
1 — стержень аварийной защиты;
2 — управляющий стержень;
3 — ядерное топливо;
4 — биологическая защита;
5 — выход пароводяной смеси;
6 — вход воды;
7 — корпус


Принцип работы энергоблока АЭС Фукусима - I




Для устойчивой работы кипящего корпусного реактора выбирают такой режим, при котором массовое паросодержание не превышает определённую величину. При больших значениях массового паросодержания работа реактора может быть неустойчивой. Такая неустойчивость объясняется тем, что пар вытесняет воду из активной зоны, а это увеличивает длину замедления нейтронов LS. При слишком бурном кипении значение LS возрастает настолько, что реактор получает отрицательную реактивность и мощность реактора начинает падать.

Снижение мощности уменьшает интенсивность кипения, массовое паросодержание, а значит, и длину замедления. В результате такого процесса освобождается реактивность, после чего мощность реактора и интенсивность кипения начинают возрастать. Происходит опасное для конструкции реактора и обслуживающего персонала колебание мощности.

При паросодержании ниже допустимого таких опасных колебаний мощности не происходит, реактор саморегулируется, обеспечивая стационарный режим работы. Так, снижение уровня мощности и уменьшение интенсивности кипения освобождает реактивность, обеспечивающую возврат уровня мощности к исходному. Паросодержание воды на выходе из активной зоны зависит от удельной мощности. Поэтому допустимое паросодержание, ниже которого обеспечивается устойчивая работа кипящего реактора, ограничивает мощность реактора с заданными размерами активной зоны. При таком ограничении с единицы объёма кипящего реактора снимается меньшая мощность, чем с единицы объёма некипящего реактора. Это существенный недостаток кипящих реакторов.

Вышесказанное справедливо для активной зоны, в которой объем воды-замедлителя избыточен относительно оптимального её количества, определяемого из отношения объёма воды к объёму топлива. В этом случае уменьшение количества воды-замедлителя нейтронов в активной зоне из-за кипения приближает соотношение объёмов замедлителя и топлива к оптимальному и приводит к увеличению размножающих свойств топлива.

В случае затеснённой активной зоны, в которой воды относительно недостаёт даже в отсутствие кипения, появление кипения будет сопровождаться снижением мощности из-за недостатка замедления нейтронов на воде и ухудшения размножающих свойств такой топливной среды.



Типовая схема коммерческого реактора кипящей воды
(1) Ядро реактора создает высокую температуру, (2) пароводяной смеси
которая производится из дистиллированной воды (теплоносителя реактора).
Смесь движется вверх через ядро, поглощая тепло, из сепаратора (3)
в котором происходит удаление капель влаги и по паропроводу (4)
пар поступает на основную турбину.
Турбина связана с генератором который и вырабатывает электроэнергию.
После турбины пар конденсируется в жидкую фазу (воду) и попадает
в деминерализатор, где происходит очистка воды.
После деминерализатора вода возвращается в ядро реактора.
Ядро реактора содержит топливные сбороки, которые охлаждаются водой
подаваемой на сборки при помощи насоса. Эти насосы и другие операционные системы
получают питание от электросети. Если в результате аварии происходит
прекращение подачи теплоносителя рекатора, в реактор подается аварийное охлаждение
от других насосов, которые могут получать питание от дизель-генераторов.
Другие системы безопасности, также нуждаются в электроэнергии.
Реактор WBR содержат от 370-800 тепловыделяющих сборок.
(c) http://scrolllock.livejournal.com/247092.html

Похоже, японским парням на первом блоке АЭС Fukushima (Фукушима) сильно не повезло с последствиями землетрясения. После аварийной защиты по сейсмовоздействию (14.48 по их времени 11 марта) - обесточение, потеря аварийных генераторов (15.41 по их времени 11 марта), соответственно, потеря (частичная) аварийных насосов расхолаживания, нарушение охлаждения активной зоны (а она, хоть реактор и заглушен, имеет остаточное тепловыделение).

Фото - Modern Survival Blog

Сначала сброс пара на что-тот типа барботера в гермобоксе (прочное здание вокруг реактора), начало роста давления в гермобоксе (ночь и утро 12 марта), затем сброс из гермобокса на атмосферу (где-то 6 утра по их времени 12 марта), начало эвакуации 10 километровой зоны. Повышение активности в районе станции (сообщение в 6.40 утра 12 марта), фиксация наличия цезия за гермооболочкой блока 1 (а это есть продукт деления, признак повреждения облочек ТВЭЛ), сообщение на 7 утра их времени 12 марта. А затем начались новости о разрушении (частичном) гермобокса - с 15 часов токийского времени.

Все это из интернета, тут могут быть всяческие неточности и по времени и конкретному описанию событий.

Но то, что ребята в попали в тяжелую аварию верхнего уровня с выбросом продуктов деления и частичным повреждением ядерного топлива уже, похоже, точно. Громаднейшие им соболезнования и большой удачи в локализации и устранении последствий.

(с) http://finnskij.livejournal.com/56471.html


PS. Вместе с тем, по мнению экспертов, происходящее на японской атомной станции "Фукусима-1" не похоже на то, что происходило в Чернобыле, и реакции типа чернобыльской там не может быть. Об этом заявил первый заместитель Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" Ярослав Штромбах.

По его словам, происходящее на АЭС в Японии связано с разогревом реактора из-за полной потери электроснабжения и снижением уровня воды в охлаждающих контурах. По его убеждению, японцы с ситуацией справятся и массированного радиоактивного выброса не будет.

PPS. МАГАТЭ присвоило аварии индекс опасности 4. Для примера Чернобыль - 7, Тримал-Айленд - 5. Почувствуйте разницу.
 

 

>