|
Атомная
энергетика: история и современность.
Как в общих
чертах
происходит цепная реакция и тепловыделение в ядерном реакторе?
 Ядро урана под воздействием нейтрона делится на два осколочных ядра.
При
этом выделяются новые нейтроны. Они в свою очередь вызывают деление
других
ядер урана.
Но не
все нейтроны
участвуют в цепной реакции. Некоторые из них поглощаются материалами
конструкции
реактора или выходят за пределы его активной зоны. Цепная реакция
начинается
только тогда, когда хотя бы один из образовавшихся нейтронов принимает
участие в последующем процессе деления атомных ядер. Это условие
характеризуется
коэффициентов эффективности размножения (Кэф), который определяется как
отношение числа нейтронов данного поколения к числу нейтронов
предыдущего
поколения. При значении Кэф, равном единице, в реакторе происходит
самоподдерживающаяся
цепная реакция деления постоянной интенсивности. Это состояние реактора
называется критическим.
При
значении
Кэф меньше единицы процесс деления ядер урана будет затухающим, а
состояние
реактора будет называться подкритичным.
При
значении
Кэф больше единицы интенсивность цепной реакции и мощность реактора
будут
нарастать, а состояние реактора будет называться надкритичным.
Скорость нарастания
или спада цепной реакции деления характеризуется отличием коэффициента
размножения от единицы: чем больше это отличие, тем выше скорость.
Величину,
характеризующую степень отклонения реактора от критического состояния
(Кэф=1),
называют реактивностью.
На
реактивность
реактора значительное влияние оказывают процессы, происходящие в
активной
зоне. Это влияние определяется коэффициентом реактивности. Так, в
реакторе
РБМК влияние изменений температуры графита, урана или теплоносителя на
реактивность аппарата и интенсивность цепной реакции определяется
температурным
коэффициентом реактивности (по графиту, урану и теплоносителю).
Соответственно
влияние на реактивность реактора изменения паросодержания в активной
зоне
характеризуется паровым коэффициентом реактивности, изменения мощности
реактора – мощностным коэффициентом реактивности, изменения давления в
контуре циркуляции теплоносителя – барометрическим коэффициентом
реактивности.
Величина и
знак (положительный или отрицательный) коэффициентов реактивности
оказывают
существенное влияние на обеспечение безопасной эксплуатации реактора
(особенно
в переходных процессах), на выбор характеристик системы регулирования
реактора.
Как
происходит
в реакторе тепловыделение? Осколки атомных ядер, разлетаясь с большой
скоростью,
взаимодействуют с другими ядрами и тормозятся в своем движении. При
потере
кинетической энергии осколков и происходит выделение тепла.
 |
В кабине истребителя F-22 вряд ли удастся избежать радиоактивного облучения от сразу трех ядерных грибов. Сначала у летчика начнется рвота, а через несколько дней появятся первые признаки лучевой болезни, о которой знают не понаслышке многие ликвидаторы аварии на Чернобыльской АЭС.
|
|
|
|
Какие вещества используются в атомном реакторе для поддержания цепной реакции?
Для того, чтобы в ядерном реакторе происходили ядерные реакции, то есть превращение одних химических элементов в другие, необходимо присутствие в реакторе вещества, способного делиться и выделять при своем распаде элементарные частицы, способные вызвать деление других ядер. Распад атомного ядра может быть следствием попадания в него элементарной частицы, или самопроизвольным. Сразу отметим, что в ядерной энергетике не используется самопроизвольное деление по причине очень низкой его интенсивности.
В качестве делящегося вещества можно использовать уран-235, уран-238 или плутоний-239. Во время цепной ядерной реакции в реакторе изотопы этих элементов распадаются и образуются два или три ядра других химических элементов, находящихся в середине таблицы Менделеева. При этом излучаются гамма-лучи, выделяется энергия, и образуются нейтроны в количестве двух или трех штук, которые способны продолжить цепную реакцию. Для того чтобы атомное ядро какого-либо элемента распалось, нейтрон должен попасть в него с определенной скоростью. Различают быстрые и медленные нейтроны, в зависимости от их скорости, которые по-разному воздействуют на ядра делящихся элементов.
Например, распад изотопа урана-238 могут вызвать только быстрые нейтроны, при этом образуется 2 – 3 новых нейтрона и выделяется энергия. Из-за того, что быстрые нейтроны сильно замедляются в уране-238, их энергия оказывается недостаточной, чтобы вызвать деление ядра урана-238, поэтому цепная реакция в уране-238, а также в естественном уране (в котором основной изотоп – уран-238) протекать не может.
Совсем другая ситуация возникает в веществе уран-235, наиболее эффективный распад ядер которого происходит при взаимодействии с нейтронами, которые после пробега в его толще перестают быть быстрыми и становятся медленными, но не поглощаются самим ураном и посторонними веществами. В современных ядерных реакторах для замедления нейтронов применяется не сам уран, а другие вещества, слабо поглощающие нейтроны, например, тяжелая вода или графит. Причина этого в том, что в естественном уране имеется большое количество веществ, сильно поглощающих нейтроны, например, уран-238.
|
Обыкновенная вода хотя и замедляет нейтроны, но очень сильно поглощает их, поэтому для нормального протекания цепной реакции не годится. Легкая вода обладает для этого необходимыми качествами, и может быть использована в цепной реакции обогащенного урана-235, который имеет высокую долю делящегося изотопа. Менее обогащенный уран можно использовать при использовании в качестве замедлителя нейтронов графита, который не только плохо поглощает нейтроны, но и хорошо замедляет их. Сходными свойствами также обладает тяжелая вода, с той лишь разницей, что ее производство имеет серьезные экологические недостатки и достаточно трудоемко.
Когда медленный нейтрон попадает в ядро урана-235, ядро без предупреждения может захватить его. Следствием будет цепочка ядерных реакций, а результатом – образование ядра плутония-239. Этот элемент тоже можно использовать в качестве ядерного топлива, но в настоящее время он используется при производстве атомных бомб. Поэтому в реакторе происходит не только расходование ядерного топлива, но и его наработка.
Существует другой способ поддержания цепной ядерной реакции, причем без необходимости замедления нейтронов, и используется он в реакторах на быстрых нейтронах. Правда, в качестве делящегося вещества в таком реакторе используется плутоний, а не уран. Уран же выполняет функцию дополнительного компонента. При попадании быстрого нейтрона, образованного в ходе распада плутония, в ядро урана, произойдет испускание новых нейтронов и выделение энергии, а при попадании в ядро урана медленного нейтрона он превратится в плутоний-239 и пополнит запасы ядерного топлива в реакторе.
Резюмируя вышесказанное, можно сказать, что поддерживать цепную реакцию в атомном реакторе можно тремя способами: использовать обогащенный уран с замедлителем, который будет поглощать нейтроны; использовать необогащенный уран с замедлителем, мало поглощающим нейтроны; использовать сплав урана с плутонием без замедлителя. Соответственно, устройство ядерных реакторов, использующих эти три разных способа, будет различаться.
|
На этом фото изображен 5-й энергоблок атомной станции в Чернобыле, который 26 апреля 1986 года находился в стадии строительства. Незадолго до аварии на ЧАЭС именно на этот блок были переведены многие опытные специалисты с 4-го блока, так как именно здесь чувствовался острый дефицит подготовленных кадров. Тем более, что отдавали "спецов" на на сторону, а на своей же станции, и люди переводились с повышением должностей. Нельзя сказать, что именно это послужило одной из причин аварии на станции. Ведь если бы опытные специалисты остались на 4-м блоке Чернобыльской АЭС, а на 5-м сохранился их дефицит, тогда взрыв мог произойти на 5-м блоке, но произошло бы это несколько позже, после сдачи его в эксплуатацию.
|
В первые дни после катастрофы в Чернобыле была организована воздушная разведка местности, произведены замеры радиоактивности, на основании которых была определена 30-киломеровая зона, а к ней добавлены малые зоны, так называемые «цезиевые пятна». Эти пятна по сути дела стали открытием Чернобыля, потому что поначалу считалось, что в результате ядерного взрыва радиоактивному заражению будет подвержена некая сплошная территория. Но атом внес свои коррективы, и отдельные районы, входившие в 30-километровую зону вокруг городов Чернобыль и Припять, оказались чистыми, зато возникли эти самые «цезиевые пятна».
Выяснилось, что радиоактивные частицы цезия или стронция активно переносились ветром и выпадали в осадок на больших расстояниях от Чернобыля, и пришлось руководствоваться не схемами, а реальными замерами уровня радиоактивности на больших пространствах. На основании этих данных и были определены населенные пункты, из которых нужно было срочно эвакуировать всех жителей.
|
|
СОДЕРЖАНИЕ
Атомная
энергетика:
история и современность.
 Какими
реакторными установками оборудована Чернобыльская атомная
электростанция?
Как
в общих чертах происходит цепная реакция и тепловыделение в ядерном
реакторе?
Каким
образом удается управлять цепной реакцией в ядерном реакторе?
Почему
РБМК стали широко применяться на советских атомных электростанциях?
Предусмотрено
ли конструкторами РБМК, что в ходе его эксплуатации могут возникнуть
аварийные
ситуации, требующие остановки реактора?
Существуют
ли на атомных электростанциях с РБМК защитные системы по ограничению
последствий
аварии в случае, если она произойдет?
Есть
ли у РБМК какие-то серьезные конструктивные недостатки?
Сколько
человек работало на Чернобыльской атомной электростанции до аварии и
как
был организован труд, быт людей?
Намечалось
ли до аварии дальнейшее развитие Чернобыльской атомной электростанции?
Картина
аварии.
На
каком из ядерных реакторов Чернобыльской АЭС и когда произошла авария?
Произошел
ли на 4-м энергоблоке Чернобыльской атомной электростанции ядерный
взрыв?
Что
рассказывают очевидцы аварии, в первую очередь те, кто находился в
непосредственной
близости от эпицентра?
Какие
разрушения произошли на станции, погибли ли люди непосредственно в
момент
аварии?
Вызвала
ли авария на 4-м энергоблоке выход из строя остальных блоков
Чернобыльской
АЭС?
В
чем заключались испытания, проводимые на 4-м энергоблоке в ночь с 25 на
26 апреля 1986 г.?
Были
ли еще какие-то обстоятельства, кроме тех, что связаны с проведением
испытаний
на «выбег», которые привели в конечном счете к возникновению аварии?
Как
было организовано проведение испытаний на 4-м энергоблоке?
Насколько
подробно изучена хронологическая последовательность развития аварии и
процессов,
происходивших при этом в ядерном реакторе?
Что
означают так часто встречающиеся в связи с объяснением причин аварии на
Чернобыльской станции такие понятия, как «отравление реактора»,
«нейтронные
яды», «йодная яма»?
Неужели
управление реактором, проведение испытаний было доверено
малоподготовленным
для такой работы людям?
Сразу
же после
аварии.
Как
действовал сразу же после аварии дежурный персонал Чернобыльской
атомной
электростанции?
Какие
основные действия по ликвидации аварии предпринимались непосредственно
после взрыва?
Расскажите
о борьбе с пожарами, которые возникли на атомной станции сразу после
аварии.
Как
работали медики в первые часы после аварии?
Как
действовали в первые часы аварии руководители Чернобыльской атомной
электростанции?
Каким
образом производилась первоначальная оценка радиационной обстановки на
территории Чернобыльской АЭС и в прилегающей к ней зоне?
Действительно
ли не представлялось возможным быстро определить истинный масштаб
аварии?
Что
предпринималось в первые часы после аварии по отношению к самому
ядерному
реактору?
Насколько
быстро узнали о случившемся на Чернобыльской атомной электростанции
руководители
г. Припяти, Киевской области, центральных органов Украины и страны?
Чем
же все-таки объяснить, что населению г. Припяти более суток не
сообщалось
об аварии и о необходимости принятия некоторых мер для защиты здоровья?
Не
происходили ли в поврежденном ядерном реакторе какие-то активные
процессы
уже после аварии?
Как
действовали органы внутренних дел после того, как получили сообщение о
чернобыльской аварии?
Как
проводилась эвакуация жителей г. Припяти?
Распространение
радиации. Медицинские аспекты аварии.
В
течение какого времени происходил выброс радиоактивности из
поврежденного
реактора в атмосферу?
Как
происходило распространение радиоактивности из поврежденного реактора
географически?
Какие территории оно затронуло?
Какие
из радионуклидов, содержащихся в выбросах из поврежденного атомного
реактора,
наиболее опасны для здоровья?
Насколько
широко распространено в современном мире такое физическое явление, как
радиация?
В
материалах периодической печати об аварии на ЧАЭС нередко встречаются
такие
понятия, как «бэр», «рентген», «рад», «распад»… Объясните, что они
означают
и насколько опасны те или иные их значения?
Насколько
опасно то, что с пищей в организм человека могут попасть радиоактивные
вещества, которые распространились на большие расстояния вследствие
аварии
на ЧАЭС?
Если
ли в организме человека защитные механизмы, как бы нейтрализующие
воздействие
радиационного облучения?
В
какой последовательности проводились основные работы по ликвидации
последствий
аварии?
Как
удалось «успокоить» взорвавшийся атомный реактор?
Как
проводилась дезактивация зданий, сооружений и территории, загрязненных
радиоактивными выбросами в результате аварии на Чернобыльской АЭС?
Как
дезактивировались наиболее загрязненные радиоактивными выбросами
участки
самой Чернобыльской атомной электростанции?
Куда
делась радиоактивная вода, которая в первые часы после аварии затопила
подреакторные помещения 4-го энергоблока Чернобыльской атомной
электростанции?
Каким
образом был обезопасен взорвавшийся 4-й энергоблок Чернобыльской АЭС?
Каким
образом были защищены от чрезмерного радиоактивного загрязнения
водоемы,
расположенные близ Чернобыльской АЭС?
Можно
ли узнать о тех, по чьей прямой вине произошла авария, судили ли их? |
.
Заметки
в периодической
печати:
 Авария
на атомной станции вызвала эволюционный всплеск. (2003г.)
Радиация:
трезвый анализ рисков. (16.06.2002)
Спустя
16 лет после катастрофы. (26.04.2002)
Тень
Чернобыля все еще над нами. (2002г.)
Чернобыль
сформировал общество обреченных. (24.04.2002)
Чернобылю
нужен новый саркофаг. (апрель 2003г.)
Чернобыль
без покрывала и без прикрас.
Мистика
Чернобыля. Рассказ Сталкера.
Следующий
Чернобыль будет в Японии? (02.10.2002)
Утечка
радиации на японских АЭС.
Япония
получила свой Чернобыль.
Какие безобразия творились в Чернобыльской зоне в 2011 году.
Хорошо ли живется животным в Чернобыльской зоне.
Судьба железной дороги Чернобыльской зоны отчуждения.
Оккупация и освобождение города Чернобыль в годы ВОВ.
Отчего лес около Чернобыльской АЭС стал рыжим.
Связь между авралом и самопроизвольной ядерной реакцией.
До катастрофы в Чернобыле была Кыштымская авария.
В Чажме взорвался ядерный реактор подводной лодки.
На химкомбинате в Сибири взорвался аппарат с плутонием.
|
Авария на АЭС Фукусима в Японии в 2011 году.
 Землетрясение, цунами и атомная авария в Японии. Хроника событий с 11 по 12 марта 2011 года.
Развитие атомной аварии в Японии. Хроника событий с 13 по 14 марта 2011 года.
Еще два взрыва на АЭС Фукусима. Хроника событий 15 марта 2011 года.
Пожар на АЭС Фукусима - раскаленные стержни больше нечем охлаждать. Хроника событий 16 марта 2011 года.
И вертолеты, и водяные пушки, и полицейские водометы – все сгодилось для затопления водой атомных реакторов на АЭС Фукусима. Хроника событий с 17 по 18 марта 2011 года.
Системы охлаждения энергоблоков АЭС Фукусима, наконец, удалось подключить к электропитанию. Хроника событий с 19 по 21 марта 2011 года.
Обнаружение радиоактивных изотопов в море около АЭС Фукусима, и еще одно сильное землетрясение. Хроника событий с 22 по 23 марта 2011 года.
Новые пострадавшие от аварии на АЭС Фукусима. Среди них туристы и специалисты. Хроника событий с 24 по 25 марта 2011 года.
Резкий рост радиоактивности морской воды около АЭС Фукусима вызвал серьезное беспокойство. Хроника событий с 26 по 27 марта 2011 года.
Компанию-оператора АЭС Фукусима предупреждали об опасности сильного землетрясения и цунами. Хроника событий с 28 по 31 марта 2011 года.
Не смотря на глубокое сожаление, начался санкционированный сброс радиоактивной воды в море. Хроника событий с 1 по 5 апреля 2011 года.
Власти Японии были вынуждены расширить зону эвакуации вокруг аварийной АЭС Фукусима. Хроника событий с 6 по 14 апреля 2011 года.
Радиоуправляемые роботы оказали неоценимую услугу японцам в ходе взятия радиационных проб на АЭС Фукусима. Хроника событий с 17 апреля по 9 мая 2011 года.
Система охлаждения во всех энергоблоках восстановлена. МАГАТЭ опубликовало доклад. Хроника событий с 20 мая по 1 июня 2011 года.
Заключительный этап борьбы с радиоактивной водой на АЭС Фукусима. Хроника событий с 7 июня по 12 августа 2011 года.
|
|
