Гремучая смесь

топ 100 блогов tnenergy31.07.2016

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.

Гремучая смесь

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.

Гремучая смесь
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



Гремучая смесь
Скорость пароциркониевой реакции описывается уравнением, зависящим от температуры

dN/dt = 1,1.10-5*S(t)*k
остановится из-за эффекта Доплера (уменьшение реактивности топлива при разогреве).

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

Архив записей в блогах:
Два мозговых штурма, состоявшихся на этой неделе подвели черту под эпохой безвременья. В калининградской области джентельмен Сурков несколько часов выносил мозг г-же Нулланд, а Гайдаровский форум пытался изнасиловать мозги граждан в Москве. В итоге - просто подвели черту. Сурков и Минская ...
Чтож, дорогие мои читатели и читательницы. Настал тот момент, когда я с трепетом в душе хочу рассказать о том, что турагентство, с самым запоминающимся названием в мире готово таки пойти по стране. Еще год назад мы вместе с моими помощниками Андреем и Иваном придумали эту тему. Но тогда з ...
Уважаемые мои читатели -заказчики!Огромное спасибо всем,кто сумел вовремя ...
Покажу вам фоточки, сделанные с разницей в год. Прошлой весной я была тяжелее почти на 10 кг. Муж говорит, что тогда было лучше. Да и в инстаграме обзывают тощей. Я же считаю, что вес в 50 кг при росте 166 см нормален. Другое дело, что похудела я как-то неправильно. Вот все интернет-гур ...
Ну что же, у меня назрел еще один пост на много-много букв. На самом деле, букв так много, что этот очередной рассказ придется снова подавать в формате мини-сериала из трех «серий». Приступим? Дракон в мышеловке Началось все с того, что в доме завелись мыши, и Саня поставил ...