От SVAN
К Mikej
Дата 05.09.2002 18:11:24
Рубрики Современность; Флот;

В Чернобыле, между прочим...

В Чернобыле, между прочим, тоже был именно "неядерный" взрыв - и мало не показалось.

СВАН
От Taras~Ural
К SVAN (05.09.2002 18:11:24)
Дата 06.09.2002 13:55:27

между прочим...это всего лишь часть события, а первопричина ядерная(+)

"...Над блоком взметнулось светло-фиолетовое пламя высотой 500 м. Всё здание 4-го блока содрогнулось. Бетонные балки заходили ходуном. В помещение пульта управления (БЩУ-4) «ворвалась взрывная волна, насыщенная паром». Потух общий свет. Остались гореть только три лампы, питавшиеся от аккумуляторов. И только после этого персонал, оправившись от первого шока, бросился нажимать свой «стоп-кран» — кнопку АЗ-5. Но уже было поздно. Реактор ушёл в небытие. На всё это могло уйти 10—20—30 секунд после взрыва. Тогда получается, что авария произошла не в 1 час 23 минуты 40 секунд, а несколько раньше. А это означает, что неуправляемая цепная реакция началась до нажатия кнопки АЗ-5."



Чем, когда и как должен закончиться рост мощности реактора при неконтролируемом разгоне, если нейтронопоглощающие материалы системы управления и защиты реактора выведены из активной зоны? Понятно, что неконтролируемый рост мощности должен завершиться разрушением активной зоны, разбросом материалов, из которых она состоит. Это с полным основанием может быть названо тепловым взрывом как явление, при котором скорость тепловыделения в некотором объеме превосходит скорость энергоотвода от него (безотносительно природы источника энерговыделения). Очевидно и несомненно, что при разгоне реактора источником энерговыделения являются экзотермические нейтронно-ядерные реакции: цепная реакция деления ядер U-235, U-238, Ru-239, а также реакции радиационного захвата.


Рис.1. Начальный период развития аварии на 4-м блоке: 1 — активная зона, 2 — стальной кожух, 3 — бак биологической защиты, 4 — плита верхней биологической защиты, 5 — настил центрального зала.
Таким образом, можно дать более точное, соответствующее данному конкретному случаю определение взрыва: тепловой ядерный взрыв. Это качественного анализа природы источника энерговыделения достаточно для классификации (по определению) произошедшего взрыва.

В чем смысл классификации взрыва как ядерного? Ведь по мощности взрыва он на два порядка слабее минимального стандартного боевого ядерного заряда (на порядок, если сравнивать с зарядом ~1 кт тнт). С точки зрения изменения суммарной активности продуктов деления при мгновенном разгоне реактора добавка продуктов мгновенного деления пренебрежимо мала, так как в разгоне успевает принять участие небольшая доля делящихся материалов активной зоны. Давление (150-220 МПа и даже 1000 МПа), которое развилось при взрыве небольшой части активной зоны реактора, на ~6 порядков ниже, чем в боевом ядерном заряде, а температура — на четыре. Однако ядерная природа взрыва дает основание объяснить некоторые экспериментальные факты. Во-первых, при разгоне на мгновенных нейтронах даже столь незначительной мощности в ядерном топливе все-таки развиваются температуры, достаточные для его диспергирования, а локально — даже испарения (по некоторым оценкам, эффективные температуры в ядерном топливе достигали 6000-7000 К и даже 40000 К). Таким образом, создаются условия для разгерметизации твэлов и выхода газообразных и летучих продуктов деления практически полностью, причем высота подъема в атмосфере диспергированных и испаренных компонентов ядерного топлива, продуктов деления зависит от температуры. По некоторым опубликованным данным, продукты деления в аварийном выбросе перемещались на высоте до 1500 м на северо-северо-запад и на высоте 1500-7500 м на восток, через Азию к Японии и через Тихий океан к США; естественно, обнаружены они и у нас за Уралом, и в Казахстане.

Во-вторых, при мгновенном разгоне реактора реакции нейтронов деления с некоторыми ядрами продуктов деления ядерного топлива приводят к изменению радионуклидного состава по сравнению со случаем штатного останова реактора. Экспертные оценки величины аварийного выброса радионуклидов расходились, начиная с 1986 г.

Рис.2. Состояние 4-го блока после аварии (схема-разрез): 1 — опоры кровли саркофага, 2 — реакторный зал, 3 — плита верхней биологической защиты, 4 — шахта реактора, 5 — металлическое основание реактора, 6 — стена-каскад саркофага.

Признание факта ядерной природы взрыва реактора 4-го блока ЧАЭС (в терминологии проф. Б.Г. Дубовского «ядерный взрыв активной зоны реактора») хоть и пренебрежимо малой мощности по сравнению даже со «слабыми» боевыми ядерными зарядами, позволяет объяснить не реакторное соотношение радионуклидов в выпадениях на местности. Это было подтверждено результатами экспериментального исследования коэффициентов фракционирования радионуклидов аварийного выброса 4-го блока ЧАЭС. В работе Ю.А. Израэля и др. «Чернобыль: радиоактивное загрязнение природных сред» было отмечено, что «корреляционные зависимости коэффициентов фракционирования имеют такой же характер, как и при ядерных взрывах». Более того, было экспериментально установлено при исследованиях состава воздушных потоков сразу после аварии такое соотношение активностей Xe-133m и Xe-133, которое невозможно объяснить просто распадом продуктов деления остановленного реактора. Но оно дает основания не только подтвердить гипотезу мгновенного энерговыделения (с характерной наработкой продуктов мгновенного деления), но и подтверждает оценку величины этого импульсного мгновенного энерговыделения (по С.А. Пахомову и др. «Оценка величины мгновенного энерговыделения при аварии реактора на ЧАЭС, основанная на определении отношения активностей Xe-133 и Xe-133m в воздухе», мгновенное энерговыделение было эквивалентно 100-150 т тнт).

Таким образом, если основным, наиболее значительным, доминирующим источником энерговыделения была цепная ядерная реакция деления, взрыв следует считать по его физической природе ядерным, хотя и весьма маломощным (если сравнивать со взрывами самых малых ядерных боеприпасов). Это дает основания для формулировки уже не гипотетической, а обоснованной результатами экспериментальных исследований 4-го блока после аварии, апостериорной модели (подъема реактора из шахты, обезвоживания и взрыва активной зоны — ядерного по источнику энерговыделения — в воздухе, но в пределах шатра ЦЗ). Такая модель развития аварийных процессов на 4-м энергоблоке ЧАЭС 26.04.1986 г. представляется наиболее внутренне непротиворечивой, то есть позволяет удовлетворительно и связно объяснить наблюдаемое состояние строительных конструкций, РУ и ядерного топлива после аварии. Более того, она, кажется, позволяет объяснить и некоторые особенности радиоактивных выпадений, анализ которых вне предлагаемой модели давал слишком большой разброс оценок, и биологические последствия таких выпадений.

Взрыв активной зоны мощностью ~100-250 т тнт произошел в воздухе над шахтой реактора, что при этом вследствие его ядерной природы были развиты температуры, приведшие к диспергированию части материалов активной зоны, а также испарению некоторой ее части, необходимо сделать вывод, что в такой модели нет оснований для предположений о последующем возврате 97% ядерного топлива назад в шахту реактора и в подреакторные помещения. Действительно, в растекшихся и затвердевших в подреакторных помещениях расплавах, содержащих топливо, удалось обнаружить не более 9-13% первоначальной загрузки в активную зону реактора ядерного топлива. При учете газовых полостей, элементов оборудования в объеме расплавов, оценки могут снизиться, возможно, до 4-6%, но это не имеет принципиального значения. Декларированных 97% топлива в 4-м блоке за прошедшие после аварии годы отыскать не удалось. В то же время сложившаяся на основе изучения послеаварийного состояния оборудования РУ, строительных конструкций блока апостериорная («ядерная») модель хорошо согласуется с оценкой выброса, сделанной 24.06.1986 г. в Чернобыле ведущими специалистами Минсредмаша СССР, согласно которой за пределами промплощадки находится 15-25% осколочных нуклидов и топлива, на территории около 25%, в завале баллонной системы около 5%, а в шахте реактора, возможно, 10-30%. Теперь всем известно, что в шахте реактора 0% топлива, но эксперты Министерства среднего машиностроения СССР, подписавшие Заключение уже в мае 1986 г., допускали, что в реакторном отделении 4-го блока, возможно, осталось всего 10% топлива. Впрочем, те, кому придется разбирать 4-й блок, об этом сожалеть не будут.



почитать:
http://polyn.kiae.su/ke/ke5.htm
http://courier.com.ru/energy/en0602checherov.htm
http://www.zerkalo-nedeli.com/ie/show/390/34509/
не предираясь к мелочам и субъективным оценкам, а обобщая фактологический материал и делая выводы






От tevolga
К Taras~Ural (06.09.2002 13:55:27)
Дата 06.09.2002 14:24:12

Re: между прочим...это...


>Взрыв активной зоны мощностью ~100-250 т тнт произошел в воздухе над шахтой реактора,

Тут вот в Москве килограммами дома заваливают, а у Вас 250 тоннами тнт соседний блок не затронуло:-))) Он даже работать мог. Читайте учебник, а не газету...

С уважением к сообществу.
От Taras~Ural
К tevolga (06.09.2002 14:24:12)
Дата 06.09.2002 15:28:47

читайте внимательно (+)

...(исследования пространственных координат центра очага взрыва по остаточным деформациям строительных конструкций дают основания считать, что активная зона была поднята до взрыва на высоту ~30-40 м).

Для того, чтобы пролететь такие расстояния, согласно баллистическим расчетам с учетом сопротивления воздуха, они должны были иметь стартовые скорости около 250-370 м/с Просто при разрыве контура многократной принудительной циркуляции (КМПЦ) с давлением ~7 МПа фрагменты могут быть разогнаны лишь до скоростей ~10-15 м/с. Для разгона до скоростей 250-370 м/с необходимо давление ~150-220 МПа.

Оценки надежности строительных конструкций по ретроспективе взрывного воздействия при аварии, выполненные в 1995 г. киевским НИИ строительных конструкций, выявили наиболее нагруженные при взрывном воздействии элементы и величины усилий в них. Было установлено, что превышение несущей способности некоторых элементов железобетонных монолитных строительных конструкций стало возможным при достижении взрывного воздействия соответственно 1.99-2.24 кПа (до 17кПа). Это дает оценку давления в очаге взрыва ~150 МПа для области детонации радиусом ~6 м и ~1000 МПа для области детонации радиусом ~1 м. Это приближение никак не учитывает конструктивные особенности РУ и процессы энерговыделения в активной зоне, но показывает, что величины давления порядка 200 МПа для конкретной аварии не противоречат наблюдаемым данным и физическим оценкам с разных сторон.
Такие оценки, в частности, были сделаны специалистами ОИФЗ им. О.Ю. Шмидта на основе анализа сейсмограмм. Мощность сейсмособытия, соответствующего по времени и месту аварии на ЧАЭС, была оценена в 10 т тринитротолуола (тнт) при условии, что источник сейсмосигнала считался находящимся под землей (если бы, например, это был сигнал из зоны землетрясения). Из опыта сейсморазведки известно: чтобы сейсмосигнал имел одинаковую магнитуду при наземных и подземных взрывах, в последнем случае мощность заряда должна быть в 10- 25 раз больше (для поперечных волн в 10-15 раз, для продольных в 14-25 раз). Таким образом, поскольку взорвавшаяся РУ находится над землей, мощность взрыва на 4-м блоке можно оценить в 100-250 т тнт. (Аналогичная оценка — 230 т тнт — приведена в работе Ядрихинского А.А., а также в «Информации МАГАТЭ».)

Что ж будем думать что: киевский НИИ строительных конструкций, специалисты ОИФЗ им. О.Ю. Шмидта, специалисты МАГАТЭ - СЧИТАТЬ НЕ УМЕЮТ и зря получают зарплату?!


От Alex Medvedev
К Taras~Ural (06.09.2002 13:55:27)
Дата 06.09.2002 14:04:37

Насколько помню

1. АЗ быда включена и взрыв произошел после начала опускания стержней.
2. Взорвалась гремучка.
От Taras~Ural
К Alex Medvedev (06.09.2002 14:04:37)
Дата 06.09.2002 15:37:54

Ну ей богу, потрудитесь почитать ссылки (+)

>2. Взорвалась гремучка.

И 90% топливной загрузки реактора, а это - 180 т - испарились!

В работе Ю.А. Израэля и др. «Чернобыль: радиоактивное загрязнение природных сред» было отмечено, что «корреляционные зависимости коэффициентов фракционирования имеют такой же характер, как и при ядерных взрывах». Более того, было экспериментально установлено при исследованиях состава воздушных потоков сразу после аварии такое соотношение активностей Xe-133m и Xe-133, которое невозможно объяснить просто распадом продуктов деления остановленного реактора. Но оно дает основания не только подтвердить гипотезу мгновенного энерговыделения (с характерной наработкой продуктов мгновенного деления), но и подтверждает оценку величины этого импульсного мгновенного энерговыделения (по С.А. Пахомову и др. «Оценка величины мгновенного энерговыделения при аварии реактора на ЧАЭС, основанная на определении отношения активностей Xe-133 и Xe-133m в воздухе», мгновенное энерговыделение было эквивалентно 100-150 т тнт).

Для взрыва гремучего газа мощностью 100-250 т тнт необходимо 2.93-7.32 т водорода, который при нормальных условиях должен занимать объем, равный или больший (почти вдвое) объема невскрытого ЦЗ. Однако для наработки такого количества водорода, например, за счет радиолиза необходимо затратить почти на порядок больше энергии, чем впоследствии может выделиться при взрыве этого водорода. То есть до взрыва водорода должно было бы иметь место почти мгновенное десятикратное энерговыделение для его образования. (В контуре циркуляции КМПЦ нет свободного объема для накопления такого количества водорода.) Если же не будет мгновенного энерговыделения для образования водорода, то опорожнение КМПЦ при разгерметизации исключает возможность и наработки водорода и его накопления из-за сброса легких кровель и навесных панелей шатра ЦЗ при возникновении минимального избыточного давления при разрыве контура. Но даже если бы немыслимым образом почти мгновенно водород накопился в ЦЗ (после разгерметизации КМПЦ) и взорвался в визуально установленном центре очага взрыва — можно было бы объяснить, как ударной волной активная зона была вбита в шахту реактора, но объяснить выброс 10% активной зоны из шахты реактора на крышу блоков А и В сквозь центр очага взрыва — невозможно. Наблюдаемые факты и энергетические оценки вынуждают отказаться от гипотезы взрыва водорода.


От Alex Medvedev
К Taras~Ural (06.09.2002 15:37:54)
Дата 06.09.2002 15:40:14

Вы хоть представляете сколько это 100 тонн ТНТ?

>основанная на определении отношения активностей Xe-133 и Xe-133m в воздухе», мгновенное энерговыделение было эквивалентно 100-150 т тнт).

Вот после этого уже можно и не читать...