![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
red_pteroАлекс.О.ГО
16.03.2011 21:49, изменен 16.03.2011 22:14
...
4. Вся беда на Фукусиме сейчас в том, что в корпусах всех аварийных реакторов осталось еще достаточно много воды. Посмотрите картинку BWR/6 в предыдущем посте http://photokaravan.com/Blogs/Mymr/365. Активная зона (твэлы) находится приблизительно посередине корпуса реактора. И остаточное тепло выделяется именно в ней. Пока акт.зона была залита водой, тепло от твэлов отводилось в воду и она (вода) кипела повышая давление в корпусе, которое (давление) стравливали из корпуса чтобы его (корпус) не разорвало. Постепенно вода выкипала и её уровень понижался. Т.е. нижняя часть твэлов стала омываться кипящей водой, а верхняя (выше уровня воды) водяным паром. Теплоотвод от верхних частей твэлов стал существенно хуже и они (эти части) стали нагреваться. Дойдя то температур ~ 700-800 градусов на циркониевых оболочках твэлов началась паро-циркониевая реакция, начал выделяться водород. Но в совокупности с этим продолжает расти давление (вода-то в нижней части кипит) и это давление надо стравливать. То есть стравливали водяной пар в смеси с образовавшимся водородом. Этот водород образовав с кислородом воздуха в каких-то замкнутых помещениях станции «гремучую смесь» и рванул разворотив здание станции. Это плохо но есть и плюсы. Сейчас, наверное, «замкнутых помещений» не осталось. Стравливать пар вместе с водородом можно спокойно (но аккуратно). Что дальше?
5. А дальше будет похоже вот что. В конце-концов уровень воды опустится ниже уровня активной зоны и поэтому интенсивное паровыделение и рост давления прекратиться, а, следовательно, пар можно будет не стравливать или стравливать не так интенсивно. Но сама-то активная зона будет всё равно находиться в паровой среде, а значит, пароциркониевые реакции будут продолжаться, будет продолжать накапливаться водород в корпусе реактора. Сам по себе водород не страшен, страшна его смесь с кислородом, а его (кислорода) внутри корпуса очень и очень мало. То есть образования и взрыва «гремучего газа» в корпусе реактора можно не опасаться. Опасаться надо другого.
6. Оголённая, оставшаяся без воды активная зона будет продолжать греться. Причём в нижней (~1/3 объёма) части корпуса будет находиться жидкая (может быть слегка подкипающая) вода. Активная зона будет продолжать греться и в конце концов достигнет температур при которой конструкционные материалы (цирконий Тплавления-1750С, сталь 1200-1500С) начнут разрушаться. Прогнётся (а в каких-то местах может и разрушиться) стальная опорная решётка на которой стоит активная зона, начнут разрушаться циркониевые оболочки (уже значительно «объеденные» пароциркониевой реакцией) и таблетки топлива из диоксида урана (UO2) будут выпадать из активной зоны на дно корпуса реактора. А ТАМ ВОДА!!!!
7. А вода это замедлитель. Для того чтобы в реакторе такого типа началась самоподдерживающая цепная реакция (СЦР) необходимо наличие урана и замедлителя (воды), а также расположение блочков (таблеток) урана в некоторых вполне определённых конфигурациях. В реакторах такого типа, критическая конфигурация (конфигурация при которой может возникнуть СЦР) в среднем оценивается, как отношение объёма топлива к объёму замедлителя (жидкой воде) равное 1. В осушенной активной зоне СЦР не может начаться в принципе. Там нет замедлителя (воды), а, кроме того, в зоне присутствуют поглощающие стержни. (на самом деле это не стержни а крестообразные пластины содержащие материал поглощающий нейтроны)
Так вот, как и каким образом будут собираться в воде на днище корпуса реактора, выпадающие из активной зоны таблетки, в какие конфигурации они будут собираться, предсказать однозначно невозможно. Но вероятность получения критической композиции остаётся далеко не нулевой.
8. При образовании критической композиции начнётся СЦР. Т.е., грубо говоря, реактор (точнее образовавшаяся критическая композиция) начнёт работать. А управлять этой «работой» у нас средств не будет. Что в этом случае делать?
9. А ничего! Надо постараться не дать собраться критической композиции, а грубо говоря, слить из нижней части реактора воду. Если этого не сделать, то, как я писал выше, «вероятность получения критической композиции остаётся далеко не нулевой».
10. Если же она всё-таки соберётся, то мощность этой композиции будет расти по экспоненте…. УВЫ :-(
11. Но Бог он всё-таки есть. Росту мощности по экспоненте будут препятствовать так называемые «обратные связи». Для нас здесь важны 2 из них: это обратная связь по температуре топлива и обратная связь по плотности замедлителя (воды). а) При росте температуры топлива, размножающие свойства (в смысле размножения нейтронов) будут ухудшаться, а значит рост мощности по экспоненте будет уменьшаться. б) При увеличении мощности тепло начнёт отдаваться в воду а она скорее всего начнёт кипеть, а значит указанное выше отношение объёма топлива к объёму замедлителя (жидкой воде) равное 1 будет расти (количество воды будет уменьшаться, она кипит) и эта композиция перестанет быть критической, СЦР прекратится, но только до тех пор пока вода перестанет кипеть. Опять возникнет критическая композиция и опять начнётся СЦР…..
В конце концов этот квази-реактор самопроизвольно выйдет на некоторый уровень мощности при которой и СЦР будет продолжаться, и вода кипеть, и композиция таблеток в воде будет оставаться критической. Какой будет этот уровень мощности?….Да-а-а… Вопросик! Ну во всяком случае не выше номинальной мощности реактора 2400 МВт, а, а скорее всего, раз в 10-50 ниже. Но эта оценка «выковырена из носа» :-)
12. Да! Я забыл сказать что при кипении воды в таком квази-реакторе будет расти давление. Причём появление такого квази-реактора будет совершенно внезапным. И выход на «стационарный уровень мощности» должен произойти в течении нескольких минут. Другими словами, при возникновении критической композиции из воды и обломков топлива на днище реактора за несколько минут тепловая мощность может увеличиться раз в 100 и соответственно за это же время возрастёт давление внутри корпуса. Не хочу каркать, но мне думается что предохранительный клапан не справится со сбросом давления. Очень уж большая будет скорость нарастания давления из-за вскипания воды.
13. А в таком случае кирдык корпусу. Скорее всего порвутся болты крепящие крышку корпуса реактора. И вся активная зона под давлением пара снизу будет выброшена наружу. Всё рассыплется и критическая композиция прекратит своё существование. Последующие проблемы будут похлеще Чернобыльских. Океан рядом. Всю эту дрянь куда-то потащит японское Кура-Сиво. И на ближайшие лет 30-50 красную икру и крабов можно будет есть только проверив их предварительно дозиметром.
http://photokaravan.com/Blogs/Mymr/366#comment_1280
16.03.2011 21:49, изменен 16.03.2011 22:14
...
4. Вся беда на Фукусиме сейчас в том, что в корпусах всех аварийных реакторов осталось еще достаточно много воды. Посмотрите картинку BWR/6 в предыдущем посте http://photokaravan.com/Blogs/Mymr/365. Активная зона (твэлы) находится приблизительно посередине корпуса реактора. И остаточное тепло выделяется именно в ней. Пока акт.зона была залита водой, тепло от твэлов отводилось в воду и она (вода) кипела повышая давление в корпусе, которое (давление) стравливали из корпуса чтобы его (корпус) не разорвало. Постепенно вода выкипала и её уровень понижался. Т.е. нижняя часть твэлов стала омываться кипящей водой, а верхняя (выше уровня воды) водяным паром. Теплоотвод от верхних частей твэлов стал существенно хуже и они (эти части) стали нагреваться. Дойдя то температур ~ 700-800 градусов на циркониевых оболочках твэлов началась паро-циркониевая реакция, начал выделяться водород. Но в совокупности с этим продолжает расти давление (вода-то в нижней части кипит) и это давление надо стравливать. То есть стравливали водяной пар в смеси с образовавшимся водородом. Этот водород образовав с кислородом воздуха в каких-то замкнутых помещениях станции «гремучую смесь» и рванул разворотив здание станции. Это плохо но есть и плюсы. Сейчас, наверное, «замкнутых помещений» не осталось. Стравливать пар вместе с водородом можно спокойно (но аккуратно). Что дальше?
5. А дальше будет похоже вот что. В конце-концов уровень воды опустится ниже уровня активной зоны и поэтому интенсивное паровыделение и рост давления прекратиться, а, следовательно, пар можно будет не стравливать или стравливать не так интенсивно. Но сама-то активная зона будет всё равно находиться в паровой среде, а значит, пароциркониевые реакции будут продолжаться, будет продолжать накапливаться водород в корпусе реактора. Сам по себе водород не страшен, страшна его смесь с кислородом, а его (кислорода) внутри корпуса очень и очень мало. То есть образования и взрыва «гремучего газа» в корпусе реактора можно не опасаться. Опасаться надо другого.
6. Оголённая, оставшаяся без воды активная зона будет продолжать греться. Причём в нижней (~1/3 объёма) части корпуса будет находиться жидкая (может быть слегка подкипающая) вода. Активная зона будет продолжать греться и в конце концов достигнет температур при которой конструкционные материалы (цирконий Тплавления-1750С, сталь 1200-1500С) начнут разрушаться. Прогнётся (а в каких-то местах может и разрушиться) стальная опорная решётка на которой стоит активная зона, начнут разрушаться циркониевые оболочки (уже значительно «объеденные» пароциркониевой реакцией) и таблетки топлива из диоксида урана (UO2) будут выпадать из активной зоны на дно корпуса реактора. А ТАМ ВОДА!!!!
7. А вода это замедлитель. Для того чтобы в реакторе такого типа началась самоподдерживающая цепная реакция (СЦР) необходимо наличие урана и замедлителя (воды), а также расположение блочков (таблеток) урана в некоторых вполне определённых конфигурациях. В реакторах такого типа, критическая конфигурация (конфигурация при которой может возникнуть СЦР) в среднем оценивается, как отношение объёма топлива к объёму замедлителя (жидкой воде) равное 1. В осушенной активной зоне СЦР не может начаться в принципе. Там нет замедлителя (воды), а, кроме того, в зоне присутствуют поглощающие стержни. (на самом деле это не стержни а крестообразные пластины содержащие материал поглощающий нейтроны)
Так вот, как и каким образом будут собираться в воде на днище корпуса реактора, выпадающие из активной зоны таблетки, в какие конфигурации они будут собираться, предсказать однозначно невозможно. Но вероятность получения критической композиции остаётся далеко не нулевой.
8. При образовании критической композиции начнётся СЦР. Т.е., грубо говоря, реактор (точнее образовавшаяся критическая композиция) начнёт работать. А управлять этой «работой» у нас средств не будет. Что в этом случае делать?
9. А ничего! Надо постараться не дать собраться критической композиции, а грубо говоря, слить из нижней части реактора воду. Если этого не сделать, то, как я писал выше, «вероятность получения критической композиции остаётся далеко не нулевой».
10. Если же она всё-таки соберётся, то мощность этой композиции будет расти по экспоненте…. УВЫ :-(
11. Но Бог он всё-таки есть. Росту мощности по экспоненте будут препятствовать так называемые «обратные связи». Для нас здесь важны 2 из них: это обратная связь по температуре топлива и обратная связь по плотности замедлителя (воды). а) При росте температуры топлива, размножающие свойства (в смысле размножения нейтронов) будут ухудшаться, а значит рост мощности по экспоненте будет уменьшаться. б) При увеличении мощности тепло начнёт отдаваться в воду а она скорее всего начнёт кипеть, а значит указанное выше отношение объёма топлива к объёму замедлителя (жидкой воде) равное 1 будет расти (количество воды будет уменьшаться, она кипит) и эта композиция перестанет быть критической, СЦР прекратится, но только до тех пор пока вода перестанет кипеть. Опять возникнет критическая композиция и опять начнётся СЦР…..
В конце концов этот квази-реактор самопроизвольно выйдет на некоторый уровень мощности при которой и СЦР будет продолжаться, и вода кипеть, и композиция таблеток в воде будет оставаться критической. Какой будет этот уровень мощности?….Да-а-а… Вопросик! Ну во всяком случае не выше номинальной мощности реактора 2400 МВт, а, а скорее всего, раз в 10-50 ниже. Но эта оценка «выковырена из носа» :-)
12. Да! Я забыл сказать что при кипении воды в таком квази-реакторе будет расти давление. Причём появление такого квази-реактора будет совершенно внезапным. И выход на «стационарный уровень мощности» должен произойти в течении нескольких минут. Другими словами, при возникновении критической композиции из воды и обломков топлива на днище реактора за несколько минут тепловая мощность может увеличиться раз в 100 и соответственно за это же время возрастёт давление внутри корпуса. Не хочу каркать, но мне думается что предохранительный клапан не справится со сбросом давления. Очень уж большая будет скорость нарастания давления из-за вскипания воды.
13. А в таком случае кирдык корпусу. Скорее всего порвутся болты крепящие крышку корпуса реактора. И вся активная зона под давлением пара снизу будет выброшена наружу. Всё рассыплется и критическая композиция прекратит своё существование. Последующие проблемы будут похлеще Чернобыльских. Океан рядом. Всю эту дрянь куда-то потащит японское Кура-Сиво. И на ближайшие лет 30-50 красную икру и крабов можно будет есть только проверив их предварительно дозиметром.
http://photokaravan.com/Blogs/Mymr/366#comment_1280
