Все о чем мы боимся узнать ( про отработанное ядерное топливо на АЭС Фукусима )

Японским властям, пытающимся бороться со взрывами и пожарами на пострадавшей А.Э.С Даи-ичи, приходится сейчас расплачиваться за годы проволочек в принятии решений о долгосрочном хранении высокорадиоактивных топливных стержней из ядерных реакторов реакторов.

Некоторые страны пытались ограничить количество отработанных топливных стержней, накапливающихся на А.Э.С — Германия, например, хранит их в дорогостоящие контейнерах, в то время как топливо с китайских ядерных реакторов отправляется в хранилище, расположенное в пустыне в западной провинции Ганьсу. Однако Япония, как и USA, хранит все более растущее количество отработанных топливных стержней в бассейнах временного хранения на А.Э.С, где они защищены с такой же степенью безопасности, которая предусмотрена для электрические станции.

Данные, представленные в четверг Tokyo Electric Power показывают, что большинство опасного урана на А.Э.С на самом деле содержится в отработанных топливных стержнях, а не внутри самих активных зон реакторов. По данным компании всего на станции хранилось 11195 сборок топливных стержней.

Помимо этого, в каждом из трех проблемных реакторов, в активном использовании находилось еще от 400 до 600 сборок. Иными словами, подавляющее большинство топливных сборок на проблемных реакторах находятся в бассейнах выдержки, а не самих реакторах.

Теперь эти бассейны выдержки оказываются ахиллесовой пятой А.Э.С, вода в бассейнах либо выкипает или же утекает из их оболочек, попытки же добавления воды терпят неудачи. Хотя отработанные топливные стержни генерируют значительно меньше тепла, чем более новые, имеются убедительные свидетельства того, что топливные стержни начали плавиться, излучая чрезвычайно высокий уровень радиации. Японские власти изо всех сил старались в четверг, пытаясь добавить больше воды в бассейн выдержки на реакторе № 3.

Четыре вертолета сбрасывали воду лишь для того, чтобы она была рассеяна сильным бризом. В попытках распылить воду на бассейны, были развернуты водометы, установленные на полицейские грузовики — оборудование, предназначенное для разгона бунтовщиков. Неясно, удалось ли этим чего-нибудь добиться.

На этой неделе ученые-атомщики всего мира выражали удивление тем, что бассейны выработки могли стать источником таких проблем. «Я удивлен тем, что они не могут удержать воду в бассейнах», сообщил Роберт Альбрехт, специалист со стажем в области ядерной энергетики, который работал в качестве консультанта в японской индустрии по производству ядерных реакторов в 1980-х годах, а затем посещал реактор Даи-ичи.

Очень высокие уровни излучения над бассейнами выдержки, указывают на то, что вода в бассейнах глубиной 13 метров ушла настолько, что топливные сборки высотой более 4-х метров, на несколько часов оголились и начали плавиться. Сборки отработанных топливных стержней излучают меньше тепла, чем новые сборки внутри активной зоны работающего реактора, но выделяют при этом достаточно тепла и радиоактивности, поэтому они должны продолжать быть покрытыми 9-метровым слоем циркулирующей воды, для предотвращения чрезмерного разогрева.

В среду, председатель комиссии по ядерному регулированию USA Gregory Jaczko, сделал сенсационное сообщение о том, что бассейне выдержки, расположенном на верхней части реактора № 4 практически не осталось воды и выразил серьезную обеспокоенность по поводу радиоактивности, которая могла бы в результате высвободиться. В этом бассейне выдержки хранится 548 сборок топливных стержней, которые были извлечены из реактора лишь в прошлом в ноябре и декабре, при подготовке реактора для технического обслуживания, и могут выделять больше тепла, чем более старые сборки в других бассейнах выдержки.

Ученые-атомщики сообщают, что даже без рециркуляции воды, должно пройти много дней до того момента, как вода в бассейне испарится. Поэтому, столь молниеносное испарение или даже выкипание воды является загадкой, поднимая вопрос о том, не могла ли в бассейнах произойти утечка.

Майкл Фридлендер, бывший старший оператор ядерной электрические станции, который проработал 13 лет на трех американских реакторах, говорит, что бассейны выдержки,
как правило, имеют вкладыш из нержавеющей стали толщиной 20 мм, опирающийся на железобетонное основание. Так что даже если вкладыш поврежден, по его словам «без разрушения бетона воде некуда будет уйти».

На каждой из противоположных сторон бассейна находятся стальные ворота, высотой более 5 метров, с резиновыми уплотнениями, используемые для загрузки свежих топливных сборок в реактор, а также выгрузки и хранения отработанных сборок. Г-н Фридлендер сообщил что эти ворота рассчитаны на то, чтобы противостоять землетрясениям, но утечки могли возникнуть из-за силы землетрясения в прошлую пятницу, толчки которого, по оценкам в настоящее время, достигали величины в 9,0 баллов.

Даже если вода хлынула из ворот, до верхней части сборок топливных стержней, по-прежнему должно оставаться около 3 метров воды,.

Когда вода в бассейне исчезает, остаточное тепло
в урановых топливных стержнях после их пребывания в ядерном реакторе продолжает разогревать циркониевые оболочки стержней. Это вызывает окисление циркония, образование ржавчины, возможно даже загорание, которое разрушает целостность оболочки стержня, откуда под давлением начинают вырываться радиоактивные газы, такие как пары йода, накопившийся в стержнях за то время, которое они провели в реакторе, сообщил г-н Альбрехт.

Каждый стержень внутри сборки содержит вертикальную стопку
цилиндрических гранул оксида урана. Эти гранулы иногда
спекаются вместе за время нахождения в реакторе, и в этом случае они могут продолжать стоять даже после сжигания оболочки. По словам г-на Альбрехта, если гранулы стоят вертикально, то даже при исчезновении воды и циркония, реакция ядерного деления не начнется.

Однако на этой неделе в TEPCO заявили, что в бассейнах выдержки существует шанс «субкритичности» — то есть, уран в топливных стержнях может стать критическим, в ядерном смысле, и возобновить процесс деления, который ранее имел
место внутри реактора, извергая радиоактивные побочные продукты.

Г-н Альбрехт сообщил, что это очень маловероятно, но может случиться если стеки гранул упали и перемешаны вместе на полу бассейна выдержки. TEPCO в последние годы меняла расположение стеллажей в бассейне, для того чтобы поместить большее количество сборок в ограниченное пространство бассейна выдержки.

Если возникла «субкритичность», то добавляя чистую воду можно на самом деле лишь ускорить процесс деления. Власти должны добавить воду с большим количеством бора, как они и пытались делать, т.к. бор поглощает нейтроны и прерывает ядерную цепную реакцию.

Если «субкритичность» имеет место, уран начинает разогреваться. Если происходит большое количество делений, что может произойти только в крайнем случае, уран будет проплавляться через все что под ним расположено. Если при этом на его пути встретится вода, то произойдет паровой взрыв и возможен разброс расплавленного урана.

В Даи-ичи, каждая сборка имеет либо 64 крупных топливных стержня или 81 несколько меньших топливных стержня, в зависимости от поставщика, который ее поставляет. Типичные сборки в общей сложности содержат примерно 135 кг. урана.

Одной большой проблемой для японских чиновников является то, что реактора № 3, бывший в четверг основной целью вертолетов и водометов, использует новые и различные виды топлива. Он использует смесь оксидов, или MOX-топливо, которое содержит смесь урана и плутония, и может выделять более опасный радиоактивный шлейф, при рассеяннии во время пожара или взрыва.

В соответствии с информацией от TEPCO, 32 из 514 топливных сборок в бассейне на реакторе № 3 содержат МОХ.

TEPCO сообщила очень мало сведений о крупнейшем хранилище отработанных сборок на А.Э.С: 6291 сборки расположены в общем бассейне выдержки находящемся на территории станции сразу же за пределами внешней оболочки реактора № 4.

Япония надеется решить проблему накопления отработавшего топлива с помощью крупномасштабного плана по переработке стержней в топливо, которое будет возвращать его в ядерную программу. Но, еще до землетрясения в пятницу, этот план был подвержен многочисленным неудачам.

Центральное место в планах Японии отводится обьекту по переработке в деревне Роккасе, стоимостью 28 миллиард. долл., к северу от зоны землетрясения, который мог бы извлекать уран и плутоний из стержней, использованных при создании MOX-топлива. После бесчисленных задержек при строительстве, в 2006 г. начались тестовые запуски, и оператор завода, Japan Nuclear Fuel, заявил что работа начнется в 2010 г..
Однако, в конце 2010 г., его открытие было отложено на еще два г.. Предприятие по изготовлению MOX-топлива также еще находится в процессе строительства.

Еще записи на эту же тему:



Страницы: 1 2

Оставить комментарий (Зарегистрируйтесь и пишите коментарии без CAPTCHи !)

 
© 2008-2018 EnergyFuture.RU Профессионально об энергетике. All rights reserved. Перепечатка материалов разрешается при условии установки активной гиперссылки на EnergyFuture.RU.