вопрос:
Почему нельзя остановить атомную электростанцию?

Реакторы на искусственной радиоактивности или наведенная радиация, или как выключить атомный реактор

100 тонн урана, плутония и прочих радионуклидов - сами по себе, без выключателя

Продолжение.
Начало - в статье Действительно, почему нельзя остановить ядерный реактор?

Ядро урана-235 и урана-238, как и все другие радиоактивные вещества, прекрасно делится и само, облучая всё вокруг.

Если собрать в кучу, как металлолом, полтонны урана-235 и урана-238, получится полезнейшая вещь - взрыв ядерной бомбы. Впрочем, полтонны - это с запасом, критическая масса урана-235 всего лишь 50 кг.

В гигаваттном (1000 мегаватт) атомном реакторе АЭС урана-235, урана-238, плутония-239 в сумме около 100 тонн - см. Мелтдаун: ядерный взрыв в атомном реакторе.

Итак, атомный взрыв получили - это просто. "Случайный" нейтрон, попадая в ядро урана, вызывает распад ядра урана, из которого вылетают еще 2-3 нейтрона, часть из которых снова попадают в ядра урана, и так до тех пор, пока объемная концентрация ядер урана в получившемся разлетающемся плазменном облаке не уменьшится, пока нейтроны не перестанут попадать в ядра урана.

Этот процесс и называется цепной ядерной реакцией.

Тактичное название "вынужденное деление в топливных элементах атомных реакторов" (ТВЭЛ, в виде трубок-стержней) - та же цепная ядерная реакция. Только в отличие от кучи уранового металлолома, концентрация урана в ядерном реакторе не столь велика - и в самом ТВЭЛе, и ТВЭЛы разнесены на расстоянии друг от друга, и между ними могут находится поглощающие стержни, поглощающие нейтроны.

А графит в реакторе нужен точно для обратной задачи, для усиления ядерной реакции - тормозить слишком быстрые нейтроны, так для "правильного" ядерного распада нужны нейтроны с определенной скоростью, уран лучше распадается с медленными нейтронами.

В общем, объемная концентрация урана в нормально собранном атомном котле не достаточна для ядерного взрыва. Какая радиоизотопная смесь в облаке альфа, бета и гамма-излучений получается в ядерном реакторе, является для общественности тайной. Может быть, коммерческой, может быть оружейной тайной. Именно в ядерных реакторах получают и полоний, и плутоний - всё что нужно для "ядерного сдерживания".

А может быть, тайна - для общественности, чтобы общественность не разбегалась из стройных колонн в белых тапочках, организованно движущихся в сторону назначенного кладбища.

Но факт в том, что внутри реактора очень радиоактивно и радиоактивных изотопов (радионуклидов) намного больше, чем элементов в таблице Менделеева.

Интенсивность ядерной реакции регулируется управляющими стержнями, которые поглощают нейтроны и, возможно рентгеновское излучение, альфа и бета, которые "самовоспроизводят" цепные ядерные реакции радиоактивных изотопов. Понятие "ядерный реактор заглушен" - это не означает, что ядерные реакции полностью остановлены.

Самопроизвольный распад радионуклидов с тепловыделением и испусканием радиации не остановить никак (см. "Что такое естественная радиоактивность" в Действительно, почему нельзя остановить ядерный реактор?), никакими "управляющими стержнями" - науке то не подвластно.

Да и сами нейтронные ядерные распады не могут полностью прекратиться в радиоактивном чреве реактора. Просто интенсивность из поглощающими стержнями очень сильно уменьшается.

Даже если топливные стержни (ТВЭЛы) извлечь из реактора, они еще будут выделять тепло много лет. Пример тому - горячая вода в бассейнах с "отработанными" топливными элементами.

Итак, "выключить" даже целый ядерный реактор попросту невозможно.

А что, кроме корпуса, осталось более-менее целым от конструкции аварийных реакторов в Фукусиме? Есть ли стержни или они уже рассыпались-расплавились (произошел мелтдаун)? Насколко мне известно, разгрузки атомного парового котла методом аварийного сброса металлолома или слива расплава из ядерных реакторов не предусмотрено.

Единственный способ "выключить" атомный реактор - это отправить его за пределы Солнечной системы или разбросать его радиоактивное содержимое пошире, чтобы не было цепных ядерных реакций. Заодно уменьшится и концентрация тепловыделения от "естественого" (самопроизвольного) деления радионуклидного содержимого. По крайней мере, исчезнет вероятность сверхмощного парового взрыва с выбросом эдак 200 тонн радионуклидов в верхние слои атмосферы.

Как понимаете, катапультировать аварийные реакторы общей массой в тысячи тонн за пределы Земли попросту бизнес и техника не доросли (но гадить под себя или на других - это пожалуйста), а разбросать - это неполиткорректно, то есть радиоактивно.

Так что в любом случае жить человечеству с "продукцией" Фукусимы еще тысячи лет. Вопрос только в том, покроет она Земной шар ровным тонким слоем, или же останется более-менее сконцентрированном виде - под Токио, и еще сколько городов и сёл?
Но ничего, ничего - живут же люди в Киеве и Москве рядом с Чернобыльским Саркофагом, где неизвестно-что-происходит (куда пропали 190 тонн ядерного "топлива" из реактора)?

Далее - Какова вероятность ядерного взрыва японских ядерных реакторов?

См. также Про радиацию

 
23мар2011