Что на самом деле взорвалось под Северодвинском?

Sep 02, 2019 18:16


Пресса пишет, что это была то ли ядерная батарейка, то ли какой-то реактор новейшего типа, поди разберись там… Давайте попробуем разобраться.

[Spoiler (click to open)]Никакая информация из этой заметки не имеет под собой непосредственных источников информации, как-то связанных с реально произошедшими событиями. Всё, что написано ниже, является исключительно реконструкцией, основанной на сообщениях в публичной прессе и реальных знаниях о физике - и ни в коем случае НЕ является никаким раскрытием никаких секретов. Это простите, общеизвестная физика! Прошу любить и жаловать)




Работа ядерного реактора на любой современной АЭС основана на том, что радиоактивные вещества нагреваются сами собой. И чем выше концентрация распадающегося вещества, тем сильнее.

То же самое происходит в атомной бомбе: две половинки радиоактивного вещества соединяются, а эффект получается такой, что каждая (распадаясь) греется потихоньку и несильно, но когда они соединены, распад вызывает дальнейший самораспад и теплоты выделяется очень-очень много. Поэтому и говорят о "цепной реакции" распада в случае превышения критической массы.

Границей между реакторами и бомбами служит так называемая критическая масса: это сколько чистого радиоактивного вещества надо собрать вместе, чтобы ядерная трансмутация начала самоускоряться до взрыва вместо плавного затухания (который называют "периодом полураспада").

Отсюда, три с половиной типа того, что вообще делают в атомной промышленности.

а) некритическая масса: ядерные батарейки

Небольшое количество радиоактивного вещества (значительно меньше, чем критическая масса) постоянно распадается, нагреваясь - а эту теплоту утилизируют, превращая например, в электричество. Такие батарейки активно применяются в космосе: например, аппараты Вояджер без них бы ничего не передавали. Важно то, что даже если положить это всё в духовку, никакой цепной реакции не случится: оно просто перегреется, обычным способом (без ядерной трансмутации) расплавится (но не взорвётся) и тупо потечёт.

б) подкритическая масса: ядерные реакторы

В двух словах, ядерный реактор - это тихо взрывающая атомная бомба. В них общая масса радиоактивного вещества выше критической, но оно распределено с промежутками так, что взрыва не происходит, а вместо этого значительная выделяющаяся тепловая энергия уходит в выработку электричества.

[Spoiler (click to open)]Например, в шахматном порядке чередуются стержни двух типов: с ядерным материалом (которые нельзя соединять вместе, а то взорвутся) и условно "изолирующие", которые не дают взорваться первым. Одни задвигаются в другие, регулируя выделяемую тепловую мощность. А между ними всеми - ещё каналы с нагреваемой водой.

Бывает так, что со стержнями что-то там не рассчитали: вода обычно тоже "изолятор" (беру в кавычки, потому что правильнее - замедлитель) реакции, а вот пар - ровно наоборот. Например, в Чернобыле стержни чисто конструктивно как-то там слишком сильно вытащили - и если бы вода осталась водой, то ничего бы не произошло, но когда она превратилась в пар, вытащенных стержней начало не хватать (потому что пар вместо воды недоучли академики, кто разрабатывал весь этот шайтан-котёл) и всё бухнуло. Конечно, этого бы скорее всего не произошло, если бы они там - как оказалось - заранее не поотключали большинство защит и не понарушали кучу инструкций, но это уже другой вопрос.


в) сверхкритическая масса: атомные бомбы

Половинка на половинку (обе подкритические) соединяются вместе в одну надкритическую массу в момент, когда нос бомба сплющивается об землю (ну это очень упрощая, конечно).

Почему же типов три с половиной, а не три?

Потому что существует ещё один широко известный, но почему-то нигде не применяемый тип реакторов: инициируемые извне.

Это, упрощая, когда саморазогрев куска радиоактивного вещества с далеко не критической массой можно здорово повысить, облучая его извне. То есть критическая масса - такая, которая в достаточной степени облучает сама себя, а здесь массы не хватает, но её заменяют внешним источником - например, ускорителем частиц.

Что получается:

1. Берём "обычную" ядерную батарейку с далеко некритической массой и слабой мощностью (например, всего несколько сотен ватт).

2. Направляем на неё компактный ускоритель частиц (которые могут быть не такими уж большими при невысокой мощности)

3. Саморазогрев "батарейки" (с выработкой, то есть растратой радиоактивного вещества в ней) резко повышается, выделяемая мощность растёт в разы или на порядки. Батарейка внезапно становится очень мощной.

4. Очень мощная батарейка (и желательно, размерами чуть меньше, чем хотя бы дом) это мечта-мечтой всей промышленности… [Spoiler (click to open)]от вояк до космонавтики, и вообще, глобально одна из принципиальных задача человечества: потому что её можно было бы засунуть а автомобиль, на такой можно было бы летать, делать из неё бластеры, ходить гигантскими человекоподобными роботами, не тянуть всякие ЛЭП через пол-страны от ГЭС - и т.д. и т.п. по такому огромному списку, что приз за разработку это полное изменение вообще всей нашей жизни. Таких задач в принципе, всего несколько: долголетие, телепатия, какие-нибудь телепорты вместо транспорта, да подобная батарейка - причём задачу телепортов она отчасти даже решает (подумайте, как клёво было бы на выходные летать на другой континент в частном авто).

5. В электричество мощность можно и не преобразовывать: раскалённую батарейку саму по себе получится применить, например, прямиком для разделения воды на водород+кислород

6. А этот гремучий газ подаём в стандартный реактивный двигатель: где камера сгорания, сопло и всё остальное.

7. Вуаля. Ну или там - PROFiT. У вас есть реактор нового типа.

[Spoiler (click to open)]Вот только почему-то такой до сих пор никто в промышленных масштабах не делал: все АЭС до сих пор обычного типа, как паровоз. То ли батарейкам мощи не хватает, то ли материалов нужных нет, чтобы всё это долго держалось, то ли АЭС выгодно делать (потому что вещество для батарейки всё равно ещё надо где-то получить), не разбери-поймёшь там.

Однако именно такой тип реактора идеально совмещает в себе противоречивые сообщения в прессе: то о "ядерной батарейке", то о "таинственном реакторе", то о "новейших разработках" говорят. А тут становится понятно, что произошло: где-то не удержали производные вещества реакции (которые взрывучие сами по себе, как тот водород с кислородом), ну а эта гремучая смесь разнесла всю установку вместе с батарейкой, распылив её на мелкие вредные радиоактивные частицы. Никакого секрета, сам принцип известен уже десятки лет и широко доступен в свободном доступе. И конечно, никаких америк я тут не открыл, потому что любые специалисты любого гипотетического вероятного противника догадались обо всём этом, считайте, что сразу (и уж точно гораздо раньше меня, с моими почти школьными знаниями). Поэтому какой смысл вообще скрывать тип установки, непонятно.

Дело в том, что ноу-хау как раз будет состоять в том, что облучать, чем облучать, как облучать, чисто технологически удержать все эти высокоактивные компоненты на своем месте и сделать компактными. К сожалению, ровно этот же вопрос принципиален для населения: что разлетелось, куда разлетелось и в каких количествах. Говорят, что ничего никуда. Ну и как всегда в истории человечества, первыми новые разработки получают, вояки… и только потом становится известно, сколько там экологических территорий за Уралом плохо загрязнили в 50-тые годы 20-го столетия.

Поэтому лично у меня только один вопрос: неужели нельзя было для опытов какие-нибудь каракумы выбрать? Как теперь покупать беломорскую селёдку, если альфа-бета частицу в конкретной рыбе ни одна экспертиза не найдёт, потому что она же не 100% проверяет, а выборочно - и то, в какую одну конкретно рыбу оно попало и неповезло ли конкретно лично вам, превращается в русскую рулетку…

Где баланс между тем, чтобы страну не сожрали вероятные противники - и тем, чтобы население не попередохло от своей же защиты? Какой смысл великолепно защититься сейчас, если завтра чокнувшиеся от плохой еды и отсутствия товаров в магазинах хомячки сами не устроят 1991-ый год? В СССР реакторы такого типа были, конечно, известны, но отчего-то ракету из них делать постремались, хотя нельзя сказать, чтобы СССР как-то особенно жалел экологию и население, когда дело касалось военных вопросов…


P.s. картинка взята с вики.

ядерная, физика, атомная, реактор

Previous post Next post
Up