Чернобыль вот-вот опять взорвется

[tnenergy]

Пестрят заголовки СМИ. Ну а я написал для N+1 более-менее подробный разбор.

Поскольку формат там сугубо научно популярный, то некоторые мелкие подробности остались за рамками, так что если после прочтения остануться вопросы - приходите с ними в комментарии.

Comments

[andyu_vrai]

Какие могут быть вопросы: написанная "показать на пальцах" заметка о критичности топлива взорвавшегося реактора, перемешанного с остатками конструкции и водой, не предусмотрена для строгого рассмотрения. Спонтанное деление актинидов будет идти там ещё тысячи лет, и нейтроны будут эти же тысячи лет фиксироваться, если всё это р/а дерьмо в один прекрасный момент не выгребут и не переработают.

Влияние воды безусловно, но получить вторичную критичность, так, чтобы произошла нейтронная вспышка, вряд ли удасться: обогащение топлива спонтанно не увеличивается, его собирание в компактные массы маловероятно без серьёзных катаклизмов. Да, было бы здорово, если бы удалось посмотреть под реактором, можно было бы тогда при необходимости (выявленном риске) насытить помещение поглотителем нейтронов.

Не нужно только писать про Доплер и пр. "обратные связи": если возникнет локальная надкритичность, никакой Доплер никуда не успеет и не спасёт -- он работает со скоростью изменения температуры, т.е. это секунды. А нейтронно-физические процессы на мгновенных нейтронах деления идут со скоростями ~10е-7 секунды. Это фактически дельта-функция, а не экспонента.

[tnenergy]

>Не нужно только писать про Доплер и пр. "обратные связи": если возникнет локальная надкритичность, никакой Доплер никуда не успеет и не спасёт -- он работает со скоростью изменения температуры, т.е. это секунды.

Здрасте, вы серьезно это пишете с таким апломбом? На эффекте допплера работа множества реакторов построена, да хоть https://tnenergy.livejournal.com/58566.html

>А нейтронно-физические процессы на мгновенных нейтронах деления идут со скоростями ~10е-7 секунды.

да какая разница, с какой скоростью они идут. Нагрев атомов урана зависит от энерговыделения, т.е. интеграла от кинетики реакции. будет у нас полупик 1 миллисекунду или 100 - не важно, важно что примерно на одном и том же количестве джоулей в адиабатическом приближении все встанет.

[andyu_vrai]

> Здрасте, вы серьезно это пишете с таким апломбом? На эффекте допплера работа множества реакторов построена, да хоть ...

Серьёзно, т.к. это моя специальность, и апломб здесь совершенно не при чём (апломбом, как правило, отличаются люди несведущие). Работа реактора НЕ построена на эффекте Доплера, работа реактора построена на следовании Активной Зоны условиям критичности. Эффект Доплера же является только лишь одной из обратных связей, обусловленных температурными изменениями в делящемся материале, и влияющим на критичность.

> да какая разница, с какой скоростью они идут. Нагрев атомов урана зависит от энерговыделения, т.е. интеграла от кинетики реакции. будет у нас полупик 1 миллисекунду или 100 - не важно, важно что примерно на одном и том же количестве джоулей в адиабатическом приближении все встанет.

Абракадабра, извините. Повторю: при надкритичности реактора выше "бэты", т.е. доли запаздывающих нейтронов, реактор мгновенно (10е-7 секунды) нейтронно взрывается, т.к. в нём идёт самоподдерживающаяся цепная реакция на мгновенных нейтронах деления. Это Чернобыль номер 2: через две-три секунды нейтронная вспышка превращается в тепловую и всё в месте вспышки плавится и взрывается.

Спонтанные же деления в подкритических средах будут идти тысячи лет с небольшими флуктуациями возле некоторого уровня; присутствие воды оказывает влияние на этот уровень, т.к. меняет свойства среды, но не более того; температурные изменения, вызванные делениями, будут в данной среде минимальны, т.к. спонтанно вылетевшие нейтроны будут массово поглощаться без какого-либо дальнейшего деления и т.д., и т.п.

[tnenergy]

>Повторю: при надкритичности реактора выше "бэты", т.е. доли запаздывающих нейтронов, реактор мгновенно (10е-7 секунды) нейтронно взрывается, т.к. в нём идёт самоподдерживающаяся цепная реакция на мгновенных нейтронах деления. Это Чернобыль номер 2: через две-три секунды нейтронная вспышка превращается в тепловую и всё в месте вспышки плавится и взрывается.

Ок, объясните тогда, почему не взрывается реактор ACRR, где вводится 3,5 беты положительной реактивности? И зачем там топливо сделано с щелями?

[andyu_vrai]

Откуда ж мне знать "почему"? Предположу, что таким образом достигается/поддерживается критичность, т.к. вводимая положительня реактивность обязательным образом компенситуется отрицательной (или же огромной утечкой нейтронов). И надкритический на долю выше "беты" реактор мгновенно взрывается. Вы действительно не знаете, что только запаздывающие нейтроны позволяют управлять ядерным реактором? Странно.

А "щели" в топливе, предположу, могут давать какие-нибудь желаемые геометрические обратные связи либо ту же "хитрую" утечку. Или же ещё что-нибудь: в ранних проектах реактора "Брест", например, предполагалось иметь открытые твэлы с подслоем жидкого свинца для выноса наверх (и последующего удаления) газообразных продуктов деления и снижения температуры в сердечнике топливного стержня за счёт лучшего теплоотвода. В любом случе, конструирование безопасных реакторов -- очень непростая конструкторская и расчётная задача.

[tnenergy]

>Откуда ж мне знать "почему"?

Вот я и называю это апломбом. ACRR - импульсный реактор, тормозящийся на допплер-эффекте, это написано в любом серьезном описании по нему. И это, разумеется, не единственный реактор на допплер эффекте.

Аналогично и куча аварий с критичностью, да тот же demon core - СЦР тормозится за счет допплера и теплового расширения, читайте известную публикацию лос аламоса с обзором этих аварий.

[andyu_vrai]

Какое отношение импульсный экспериментальный реактор имеет к аварийному реактору РБМК да и к любому энергетическому реактору, после аварии или без?! Впрочем, пустое, вы из написанного мной ничего не поняли. Называйте, конечно же, как вам будет угодно, т.б. в вашем личном дневнике.

Слава богу, в индустрии вы не работаете, а ... -- не мешки ворочать. Ничего личного.

[second_path]

>>Ок, объясните тогда, почему не взрывается реактор ACRR, где вводится 3,5 беты положительной реактивности?

Возможно, в Чернобыле было сильно больше чем 3,5 беты положительной реактивности. Желая вылезти из диодной ямы они полностью вывели управляющие стержни и добились вспышки мгновенных нейтронов.

[tnenergy]

Да нет, примерно 3,5 бета и было, видимо. И получились они не в момент вывода из "диодной" ямы, а в момент глушения реактора и ввода в него поглощающих стержней.

[second_path]

Йодной ямы, конечно же. Автокоррекция подшучивает. :)

Начало ввода стержней лишь усугубило то, что уже было плохо, точка невозврата была пройдена. Вспышка нейтронов сожгла ксенон, что ввело большую положительную реактивность. Взять под контроль такую ситуацию было невозможно.