Гремучая смесь

tnenergy — 31.07.2016

Написав весной статью про причины аварии на 4 блоке Чернобыльской АЭС я с удивлением обнаружил, что есть вопрос, вызывающий яростные споры: природа взрыва, раскидавшего энергоблок по окрестностям: паровой взрыв (т.е. высвобождение энергии пара под давлением), взрыв водорода (накопившегося в контуре многократной принудительной циркуляции теплоносителя) и наконец ядерный взрыв - резкое повышение мощности ядерного энерговыделения в результате разгона на мгновенных нейтронах. Разумеется есть и другие версии, любой степени маргинальности, но важнейшие - эти.

Непонятно, откуда берется это упорство,  и почему некоторым людям обязательно надо доказать окружающим, что взрыв ЧАЭС был не ядрным и никак иначе. Очевидно, что в ядерном реакторе нет других источников первичной энергии, чем цепная реакция ядерного деления, а все последующие явления - не более, чем трансформации этой энергии. Единственное важное отличие с точки зрения психологии в том, что водородный взрыв не требует разгона на мгновенных нейтронах и тем самым убирает вину в катастрофическом просчете с проектировщиков реактора, заменяя ее на просчётик поменьше.

Я решил, что будет полезно прикинуть физическую первооснову разных версий, что бы понять, имеем ли мы право сомневаться в ядерной природе взрыва, погубившего 4 энергоблок ЧАЭС 26.04.1986. Учитывая сложность протекающих процессов, и зависимость некоторых (например перемешивания водорода и воздуха) от сложной геометрии оборудования и строений, нужно найти такие физические явления, которые можно оценить как можно проще и надежнее.

Сейсмологические оценки показывают, что мощность взрыва, произошедшего в реакторном зале 4 блока в 01:22:49  лежала в диапазоне 100...250 тонн тротилового эквивалента, или ~400-1000 ГДж. Смеси водорода с воздухом взрываются, при этом энерговыделение таких взрывов весьма впечатляюще. Что бы соответствовать сейсмическому эквиваленту нужно всего 2,93-7,32 тонны водорода. С другой стороны - это десятки тысяч кубометров водорода, которые надо перемешать с воздухом. Уже здесь закрадывается подозрение, что авария на ЧАЭС протекала слишком скоротечно, для настоящего взрыва гремучей смеси.

Начало мая 1986 года, остатки реактора еще горят.

Откуда вообще мог взяться водород? Самый известный источник - это взаимодействие разогретого пара и циркония в оболочках твэлов и технологических каналов. 2 H2O + Zr = 2 H2 + ZrO2. При этой реакции выделятся тепло, поэтому она является саморазгоняющейся. Однако, ниже ~800 C темп реакции настолько мал, что им можно пренебречь.

Кроме пароциркониевой реакции, в расщеплении воды участвует напрямую ионизирующее излучение от ядерной реакции - радиолиз. Радиолиз зависит только от мощности реактора, и дает сразу гремучую смесь, темпом

Скорость пароциркониевой реакции описывается уравнением, зависящим от температуры

Более наглядная иллюстрация возможного роста мощности реактора во время вскрытия каналов охлаждения и ввода большой реактивности от вскипающей воды. Обратите внимание, что шкала мощности - логарифмическая!

Оставить комментарий

Популярные посты:

cassius

Почему водители переходят на электронный полис ОСАГО

thor_2006

Ливонская endless story - 2

arabena

Рафаэль Портрет Бальтазара Кастильоне

tat_oshka

Без названия

padolski

Продовольственная безопасность и вес пожилых: как доступ к еде влияет на

ifc

Островная криптоимперия бросает канадских терпил на Оплот Свободы

jjnatt

10.04.2025 - День братьев и сестëр

matsam

Саратов

ru_klukva_ru

Наследники Петра

• Архив