Авария на ЧАЭС
Наш старый друг и коллега, ныне — работник «Росатома», прислал вот такой текст. Учитывая дату, таки полагаем его очень уместным.
Четвертый энергоблок станции.
Спор ядерщиков с электриками вокруг Чернобыля не будет закрыт никогда. Есть, тем не менее, вещи несомненные. Глубинной причиной катастрофы было чисто политическое решение передать ЧАЭС из Средмаша в ведение Киевэнерго. Где сидели может и отличные электрики, но ядерные чайники, для которых реактор был всего-навсего кипятильником, из которого поворотом ручки можно подать на турбину больше пара или меньше. Сам по себе эксперимент по выбегу турбины делать было можно и даже нужно. Беда в том, что делали это кривые руки не понимавших ничего в — не побоюсь этого слова НИЧЕГО — в тонкостях ядерной физики.
Какая была практика работы персонала ЧАЭС — судить не буду, но боюсь, что слова об отношении к реактору как к кипятильнику более чем справедливы. Я просто попробую объяснить, как легко взорвать реактор перейдя бездумно на малую мощность, скажем, на четверть. Я буду без математики, так что четверть или половинка будет неважно.
Без азов ядерной физики все же не обойтись. В легких ядрах протонов и нейтронов поровну, в тяжелом уране нейтронов в полтора раза больше, чем протонов. В средних ядрах превышение нейтронов над протонами есть, но слабее. При делении ядра урана 2–3 мгновенных нейтрона скидывается, получаются два осколка с отношением масс преимущественно около 1:1.4, т.е., любимые массы около 95 и 135. В обоих осколках нейтронов больше, чем положено, а протонов меньше положенного. Осколок нестабилен: бета-распадом нейтрон превращается в протон, электрон и нейтрино. Ядро улучшается, но как правило надо его лечить несколькими бета-распадами, пока не дойдем до сравнительно стабильного ядра. Иногда на одно деление до дюжины бета-распадов. В-общем, редкая птица долетает до середины Днепра: из самых первичных осколков не выживает практически никто.
В ходе этих бета-распадов иногда из ядра вылетают нейтроны. Немного, но и немало: всего около 0.5% нейтронов, летающих внутри реактора, это запаздывающие нейтроны из этих бета-распадов осколков. Запаздывающие, так как от момента рождения осколка до его бета-распада проходит время от миллисекунд до долей секунды и до минут для разных осколков. И именно в этом успех ядерной энергетики: сделай реактор критичным по МГНОВЕННЫМ нейтронам, так его взорвет как бомбу за микросекунды — никакая механика никакие стержни за такие времена подвинуть для регулировки нейтронных потоков не может. А вот за доли секунды этими полпроцентами поуправлять можно. К тому же эти полсекунды растягиваются обратно пропорционально превышению над критичностью и получается масштаб времени вполне комфортабельный для механики.
Осколки остаются внутри топливных таблеток. Любое ядро хоть немного да поглощает нейтроны. О боре или кадмии (нужных изотопах) слышали все. После деления в цепочке бета-распадов появляются нуклиды с патологически огромным поглощением нейтронов. Самый знаменитый пример — это Ксенон-135 с сечением поглощения тепловых нейтронов в 3000 барн. В природе его не бывает, он нестабилен и за 9 часов распадется в Цезий-135. Происхождение Ксенона-135 хорошо известно. Как сказано выше, деление асимметрично, любимые массы тяжелого осколка около 135, и Теллур-135 образуется в 6.5% делений. Но за 20 секунд он бета-распадом даст йод-135, который через 7 часов распадается в Ксенон-135. Наработка Ксенона как будто введение поглощающих стержней — для сохранения мощности надо увеличить число нейтронов из деления. Элементарно, Ватсон: у нас масштабы времени в полсутки-сутки, после включения реактора потихоньку подрегулируем все контрольными стержнями. Потом наступит баланс между наработкой ксенона, его распадами и выгоранием за счет поглощения нейтронов. По мере выгорания Урана-235 и наработки плутония в топливе нейтронный режим в реакторе меняется, но медленно, так что в ноябре перед очередным ППР и перезагрузкой топлива контрольные стержни совсем не там, что в январе.
А вот теперь 25 апреля 198.... скинем мощность реактора, т.е., и поток нейтронов внутри реактора, вчетверо. Наработка теллура мгновенно упадет вчетверо, она строго отслеживает число делений. Свежего Йода-135 будет тоже вчетверо меньше. Но его осталось дофига от периода работы на полной мощности. Производство Ксенона-135 из него продолжается с той же скоростью, как и при работе реактора на полной мощности, а вот выгорание Ксенона за счет поглощения нейтронов упало вчетверо. Баланс нарушился, ксенон стал накапливаться, и реактор начнет терять мощность. А диспетчер «Киевэнерго» металлическим голосом требует по телефону мощность держать. Что делаем? Начинаем выводить контрольные стержни. Что в наших масштабах времени: 9 часов периода полураспада у Ксенона-135, ему надо вначале накопиться за счет распадов избыточного Йода, который после всех распадов придет в равновесие с четвертью Теллура, а за какое-то время и Ксенон-135 распадется и придет в равновесие с четвертью Йода. Это «какое-то время» пара суток: как тот воробушек, раз уж попал в дерьмо, то сиди и не чирикай.
А диспетчер «Киевэнерго» и программа эксперимента требуют продолжения банкета...
Я не буду моделировать, собственно, 26 апреля 1986. А просто нарисую условный сценарий на уровне домохозяек и пешеходов. Что у нас в запасе? Те 0.5% манипуляций с запаздывающими нейтронами. А если дисбаланс по ксенону-потрошителю нейтронов больше этих 0.5%? Что, если в борьбе с накапливающимся Ксеноном я выдернул ВСЕ контрольные стержни, а реактор все одно потерял мощность совсем? Сижу я в этой позе и чешу репу... а Ксенон-то, который сейчас имитирует контрольный стержень (и много стержней сразу!) продолжает распадаться, распадаться, распадаться и в какой-то момент этот имитатор контрольного стержня сам «выдернулся» из реактора — отравленный Ксеноном реактор очнулся. Пошла цепная реакция в ситуации с полностью убранными контрольными стержнями. Да, у РБМК были и свои заморочки: при играх с полностью выдвинутыми всеми или почти всеми контрольными стержнями можно попасть в нестабильный режим при вводе стержней. И запрет на число контрольных стeржней не был случайным и не надо было его нарушать.
Занавес, тушите свет.
Единственным грамотным дейcтвием операторов было не чирикать, а заглушить реактор немедленно, вдвинув все-все контрольные стержни. Пару суток реактор постоял бы, а потом спокойно перезагрузился бы. Ну может 3–4 суток... Это и было прописано в Инструкциях, составленных ядерщиками. Чего ядерщики не предусмотрели? Это положение Инструкции должно было быть подкреплено автоматикой, запрещающей любые действия кроме полной заглушки реактора. Но такого топора, отрубающего по плечи шаловливые... нет, это несправедливо, просто бестолковые... ручки смены в зале БЩУ ЧАЭС-4 не висело. Не висело и этот факт непреложен, так что сваливать все на ядерщиков легко.
Насколько мне известно, после 1986 игры с мощностью реакторов на наших АЭС запрещены. Менять ее можно, но строго по правильному алгоритму — законы ядерной физики непреложны и требуют неукоснительного уважения. Это только в Верховной Раде где-то в прошлом году какой-то умник требовал уменьшить в разы период полураспада радиоактивных отходов... Украина богата ядерными талантами.
(Копипаста с телеги https://t.me/pozivnoy_kazman, переходить не обязательно)
Атомный поезд Советского Союза
Во времена холодной войны едва ли не главным потенциалом развития технологий считалась ядерная энергия. Поэтому нет ничего удивительного, что история двадцатого века знает немало эпизодов разработок различных видов техники, которые проводила бы в движение работа атомного реактора. В Советском Союзе, среди всего прочего, есть один малоизвестный, но весьма любопытный проект.
Речь идёт о создании атомного тепловоза.
Справедливости ради следует отметить, что в отличие от полностью засекреченных проектов создания ядерных бомбардировщиков идея появления локомотива на атомной тяге широко тиражировался в СМИ. Вот только ни одна из подобных задумок не была воплощена в жизнь хотя бы на уровне опытного образца — все они остались лишь на бумаге.
Часто проекты атомовозов предполагали заменить электрические аналоги в условиях Севера, Дальнего Востока и пустынь Центральной Азии. Однако гораздо больший интерес вызывают разработки по созданию мегапоездов. Эти проекты всегда были масштабнее и пафосные, так как предполагали наличие мощного атомного локомотива и огромных вагонов.
Такие составы должны были ставиться на сверхширокую колею: по информации Novate.ru, их ширина превышала общесоветский стандарт примерно в 3 раза. Кроме того, мегапоезда совмещали бы в себе и товарные вагоны, и пассажирские. Причем последние проектировались двухэтажными.
Когда речь заходит о технической составляющей подобных проектов, возникает вопрос: как же именно может поезд работать на атомном реакторе? В реальности механизм создания тяги предполагался следующий: приводом для колес использовались электродвигатели, а те в свою очередь приводились в движение от атомной электростанции, построенной по классической схеме и встроенной в локомотив.
Таким образом, тепло, выделяющееся вследствие ухода ядерной реакции, передается теплоносителю, который греет воду в парогенераторе. Именно этот пар движется по трубам к турбине, а она вращает вал электрогенератора.
Конечно, история показала, что от большинства амбициозных проектов, связанных с использованием ядерных реакторов, пришлось отказаться. Сильнее всего этому поспособствовала авария на Чернобыльской атомной электростанции.
Однако в последние годы с увеличением качества защитных механизмов для АЭС наблюдается тенденция роста интереса к созданию проектов с применением ядерной реакции. И, возможно, однажды мы увидим, как мегапоезда с картинок советских газет сойдут со страниц в реальную жизнь
P.S.-что то напоминает
Зеленая энергетика и политика)
UPD присутствует очепятка, АЗС-АЭС
Как делают атомные реакторы
Удивительно, что этого видоса еще нет здесь.
Если что, "гараж не мой, я просто разместил объяву".
Павильон «АТОМ» на ВДНХ
Если бы меня кто-то попросил описать одной фразой павильон «АТОМ», на ВДНХ, то я сразу бы ответил не задумываясь цитатой из отечественной кинокомедии режиссёра Романа Качанова «ДМБ» : «- А может бахнем? - Обязательно бахнем! И не раз! Весь мир в труху!.. Но потом...». Она идеально подойдет в качестве характеристики довольно крупной части этой выставки.
Если же хотите подробностей, то напилил немного фоточек и расскажу чуть про эту необычную локацию
Насмотревшись художественных фильмов «Оппенгеймер» и«Сахаров», восхотелось мне чуть ближе прикоснуться к этим событиям. А поскольку допуска к архивам и гостайне у меня нет, то нужна была какая-то альтернатива. Тут мне на помощь пришел РОСАТОМ, со своим колоссальным просветительским комплексом с большой-пребольшой экспозицией, посвящённой ядерной энергии. А с учетом того, что посмотреть ее до середины апреля можно за ноль рублей — грех не воспользоваться таким предложением (особенно когда в Москве бываю довольно часто и пару часов времени для такой радости могу выделить).
Заходим на ВДНХ и двигаемся от центрального входа в сторону 19 павильона. Мобильное приложение выставки с картой, так что не потеряетесь — если же сел телефон, то просто идите прямо от центрального входа до фонтана и дальше и там точно его не пропустите, вас остановит большой стеклянный куб с 12 метровыми окнами. На их производстве мы с вами были в Челябинске и тогда отдельные товарищи спрашивали, а зачем большие стекла, не надо никому такого, а вот оказалось, что у архитекторов и заказчиков свое мнение на этот счет...
Внутри на терминале получаем бесплатный билет и добро пожаловать на экспозицию, размещенную на 25000 квадратных метров.
Строили всю эту красоту 6 лет. А поскольку наземная часть здания из-за ряда требований не могла расти как высотное здание, то будущий павильон прирастал подземными этажами. И когда оказываешься в самом низу и понимаешь где ты, немного даже оторопь берет.
Перемещаться между уровнями помогут эскалаторы. Лифт тоже есть, но я им не воспользовался — очередь была. Очереди это вообще отдельная песня на выставке «Россия». По этой причине рекомендую оказаться там с понедельника по четверг и желательно часов до двух дня. Оказавшись внутри смотрите что угодно — нет каких-либо требований по посещению залов, так что если в одном толпа — сходите пока в другой зал. Каноничным же считается посещение от прошлого к будущему. От подземного зала «Советский атомный проект» до «Атомариума» на самом верху.
Лично для меня экспозиция про историю нашего атомного проекта со всеми учеными, разведчиками и специалистами самая интересная часть «АТОМА». И сразу видно с какой любовью и вниманием там все делали. Это не просто копии документов и фотографии — вас ждут целые восстановленные помещения от секретных институтов до квартир граждан СССР и США. От вагонов с ураном до огромных копий бомб. Единственное что немного расстроило, что не нашел ничего про проект мирных подземных атомных взрывов на территории СССР (хотя может проглядел), дело в том, что один из них на объекте Глобус-1 происходил в Ивановской области, но это совсем другая история.
Если подняться на этаж выше, нас будет ждать экспозиция «Время первых», охватывающая несколько десятилетий после 50 года. Тут уже царит мирный атом — начиная от атомного ледокола и заканчивая разнообразными фантастическими проектами (многие из которых остались только в чертежах, но на выставке сделали их макеты).
Рядом расположена «Аллея знаний» с библиотекой, лаунж зоной и горой других активностей, но у меня не было времени на отдых, так что я продолжил метаться по павильону как сайгак.
Выставка «Современная атомная промышленность» про современные технологии и разные разработки в сферах от медицины до экологии. Мне показалось, что это больше похоже на визитку РОСАТОМА. Но с учетом всего павильона, пусть хоть пять таких рекламных штук сделали бы.
И финал «АТОМА» это «Атомариум». Туда пускают с экскурсией (нужен отдельный билет и до апреля он тоже бесплатный), так что в следующую поездку обязательно загляну туда на 45 минут.
Так что если собираетесь в Москву — обязательно сходите. Лично я еще несколько раз туда постараюсь заглянуть и провести больше времени, внимательнее погружаясь в тематику.
На единственной в мире плавучей АЭС началась первая перегрузка топлива
В настоящий момент загружают кассеты со свежим топливом в реактор правого борта ПАТЭС «Академик Ломоносов». Уникальную операцию проводят прямо на плаву.
На судовых реакторах КЛТ‑40С отработавшее ядерное топливо полностью выгружают из активной зоны раз в несколько лет, после чего загружают свежее. При этом станцию не отключают: сначала идет перезарядка реактора на одном борту, потом на другом.
«Перед загрузкой в реактор каждая из 121 сборок с топливом прошла строгий приемочный контроль. Все сборки после тщательной проверки специалистов будут последовательно помещены в реактор при помощи автоматизированного кранового оборудования», — отметил главный инженер-механик ПАТЭС Алексей Федотов.
Операцию планируют завершить до конца 2023 года. А в 2024-м перезагрузку проведут на реакторной установке левого борта.
Ядерное топливо на Чукотку доставили по Северному морскому пути, об этом мы уже рассказывали ранее.
Зелёная энергетика и инвестиции
Часто слышу, что зелёная энергетика погрязла в инвестициях, потому и растёт. Стало интересно сравнить с топливной.
Как видите, инвестицию в зелёную энергетику до недавнего времени не сильно отличались от инвестиции в ископаемое топливо. При этом надо иметь в виду, что с одной стороны, Clean energy включает в себя ГЭС и Атом, а также электромобили. С другой, fossil включает в себя нефть.
А что касается роста за этот промежуток? В общемировом масштабе. Тут всё весьма радужно. Посмотрев на общемировой прирост газа + угля с 2015 по 2021 год, видим, что г+у приросли на 1793 ТВт*час, а ветер + солнце - на 1806 ТВт*час. В процентах разница ещё больше, во многом из-за низкой базы.
Вывод - зелёная энергетика развивается опережающими темпами и имеет все шансы стать доминирующей технологией производства электричества.
Хорошо разбираетесь в звездах и юморе?
Тогда этот вызов для вас! Мы зашифровали звездных капитанов команд нового юмористического шоу, ваша задача — угадать, кто возглавил каждую из них.
Переходите по ссылке и проверьте свою юмористическую интуицию!