Экспериментальное изучение разрушенного реактора.(Часть 2)

Модель.


В результате несимметричного нагружения выталкивающими силами верхняя плита биологической защиты (схема Е) вместе с кладкой, оторванными снизу канальными трубами, оставшимися на подвесках в ТК ТВС и обечайкой металлоконструкции КЖ, отрывая ПВК, поднялась над уровнем пола ЦЗ по меньшей мере на 14-15 метров, т.е. центр масс поднялся на высоту не менее 17-18 м (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).

При этом плита схемы Е (вместе с активной зоной), поднимаясь и поднимая вместе с собой разгрузочно-загрузочную машину (РЗМ), разворачивалась в вертикальной плоскости вокруг точки контакта, обращая нижний срез активной зоны в сторону 3-го блока. Обрыв всех верхних трубопроводов ПВК привел к прекращению подачи воды в активную зону противотоком из барабан-сепараторов и ее полному обезвоживанию.

В результате резкого роста энерговыделения (по разным оценкам до 80-150 номиналов), прежде всего, в твэлах, произошло диспергирование и испарение большей части находившегося в активной зоне топлива (что эквивалентно введению дополнительной реактивности ~ 7 $).

Дробление излучением топлива и конструкционных материалов активной зоны ("тепловой удар”), образование откольных слоев, диссипация кинетической энергии откольной пыли в кладке и ее распыление приводят к окончательному разрушению активной зоны. Обечайка металлоконструкции КЖ оказывается оторванной от схемы Е и отброшенной в сторону восточной стены ЦЗ. Возникшей ударной волной и последующей волной разрежения в основном и было разрушено здание энергоблока.

Часть топлива, оставшегося в твердой фазе вместе с графитом, была выброшена в ЦЗ, на крышу 3-го блока и за пределы здания АЭС. Испарившееся и высокодисперсное топливо было унесено в атмосферу. Плита схемы Е упала на ребро в шахту реактора. Диспергированный графит кладки активной зоны в виде мелкой пыли (это не продукт горения) покрыл все здание 4-го блока, внутренние поверхности помещений, промплощадку, здание АБК-2. (Графитовая пыль была зафиксирована на значительных расстояниях от АЭС: например, на расстоянии 1-2 км в Копачах, на расстоянии около 200 км под Каневом).

После этого никаких сопоставимых по значимости событий в пределах реакторной шахты не происходило. Из разрушенного контура многократной принудительной циркуляции (КМПЦ) в шахту реактора подавалась вода, которая способствовала быстрому затвердеванию расплавов – они застыли вертикальными струями, не успев растечься.

В ЦЗ было чему гореть – изоляция кабелей РЗМ и крана, гудрон кровель, при благоприятной конфигурации нагромождения фрагментов активной зоны возможен разогрев и возгорание графита, что, однако, маловероятно, и очевидных свидетельств этого обнаружено не было.

Понятно, что при таком развитии аварийных процессов причин для попадания значительного количества топлива назад в шахту реактора нет. И, действительно, в расплавах ниже шахты реактора удалось обнаружить около 10% первоначальной загрузки. Может быть, его даже еще чуть меньше, но это уже не принципиально.

Интересно, как было установлено, что топлива в блоке не менее 97%. Сделано это было теоретически, еще в апреле 1986 года на основе гипотетических модельных представлений об аварии, у которой не было аналогов. Осенью 1986 года локальные измерения тепловых потоков в ЦЗ (1-6 Вт/м2) были интерпретированы как обнаружение остаточного тепловыделения примерно 90% ядерного топлива. Т.к. в июне температура в районе шахты реактора была всего 24 градуса, важно было понять, тепловыделение чего было обнаружено в сентябре.

Конечно, раз дело связано с ядерным реактором, каждому дураку ясно, что ядерная физика главнее строительной. Тем не менее, за последние сто лет теплофизика зданий накопила огромный фактический материал по учету всевозможных источников тепла и энерговыделений, позволяющих сокращать оплачиваемый подогрев. Учитывается все: тепловыделение телят и цыплят, работников умственного труда и рабочих, выполняющих тяжелую физическую работу, солнечное тепло и обогрев здания за счет осветительных приборов, теплоотдачи станков , электроинструмента и т.д..

Расчеты показали, что техногенное и антропогенное тепло превосходит тепловыделение даже 100% ядерного топлива. Если же учесть суточное тепловое дыхание здания огромной массы и, соответствующей теплоемкости, то тепловые потоки от остаточного тепловыделения ядерного топлива окажутся на уровне 1% этого дыхания. В таком случае заведомо и легко можно найти и измерить желанный 1%. Процент – да, но его происхождение требует выяснения: часто тепловые потоки фиксируются в помещениях, где нет ни топлива, ни технологического оборудования – здание все время либо нагревается, либо остывает – и соответствующие тепловые потоки есть всегда.


Ядерная опасность/безопасность.


Фактически, консенсуса по вопросу о количестве ядерного топлива внутри 4-го блока за 12 лет достичь не удалось, но определились две принципиально различные оценки: одна – декларированная в апреле 1986 года – 97% топлива находятся внутри, хоть и неизвестно точно, где именно; другая – к которой пришли те, кто искал это топливо, ползая по помещениям 4-го блока – внутри блока достоверно не найдено и 10%.

Характерно, что первая декларация (97%) с 1986 года сопровождалась утверждением о ядерной безопасности блока, которая, действительно, подтверждалась измерениями нейтронных потоков, данными о низкой концентрации топлива в расплавах и другими данными, убеждавшими экспериментаторов в глубокой подкритичности 4-го блока. Однако последние годы по разным причинам нефизического характера оценка ядерной безопасности стала сдвигаться в сторону ядерной опасности.

В прессе стали появляться утверждения о возможности ядерного взрыва в объекте "Укрытие” в 100 раз более мощном, чем в 1986 году, что взрыв должен произойти в ближайшее время (в январе 1998 г.), хотя никаких экспериментальных данных и результатов расчетов, обосновывающих опасения, конечно, никто не приводит. Как же относиться к подобным оценкам?

Ядерная безопасность важна в двух отношениях: конечно, хотелось бы предельно достоверно знать, есть опасность или ее нет, и ради этого хотелось продолжать исследования скоплений ТСМ ОУ, но еще важнее надежное обеспечение безопасности вне зависимости от точного знания, которое будет(?) получено в отдаленном, неопределенном будущем.

Теоретически, конечно, возможно придумать разнообразные варианты критмасс из материалов и в геометрии 4-го блока – но даже эту придуманную критсборку нужно создать: ядерные материалы (лучше всего в виде твэлов) должны быть скомпанованы определенным образом, кое-что нужно удалить (прежде всего, нейтронопоглощающие материалы), а кое-что добавить (замедлитель нейтронов).

Есть немало стран, обладаюших достаточным количеством специально наработанных ядерных материалов, но не сумевших создать ядерную бомбу. Апологеты ядерной опасности предполагают, называя это консервативной оценкой, что в условиях 4-го блока критическая сборка сложится нерукотворно из тех композиций, которые сейчас глубоко подкритичны, при попадании в них воды. Однако в 1986 году уже был непреднамеренно проведен критический эксперимент: топливосодержащие массы в подаппаратном помещении, ПРК, бассейне-барботере оказались под водой, затем вода спускалась и все варианты соотношений замедлитель-топливо (вода-ТСМ) в реальных условиях 4-го блока были проверены практически – ядерно опасные сочетания при заполнении помещений водой не возникли.

Но еще более важно, что после этого в разрушенный 4-й блок было введено такое количество нейтронопоглощающих материалов (НПМ), которого хватило бы, чтобы заглушить все реакторы в мире, причем, по некоторым оценкам, десятикратно. НПМ – не имеют бытового применения и не испаряются подобно спирту, значит, все должно быть на месте. Характерно, что адепты ядерного катаклизма в своих моделях не учитывают принципиально наличие десятков тонн НПМ, создавая иллюзию, что как бы много НПМ не добавлялось к ядерному топливу – ядерная опасность все равно со временем будет только расти.

Но если в объекте "Укрытие”, как это стало с годами выглядеть, законы физики не действуют, его статус, по-видимому, переходит в сферу метафизики, где наличие и распределение ядерного топлива и НПМ уже не имеют значения, и его ядерная безопасность (опасность) переходит в область веры. И это на сегодня последний наиважнейший экспериментальный результат, касающийся послеаварийного 4-го блока ЧАЭС

ЧЕЧЕРОВ К.П.


17.10.2017 Гость 0 869