вопрос:
Взрыв какой силы может быть на АЭС Фукусима?

Мелтдаун в Японии и дальнейшее развитие событий и факторов, ведущих/не-ведущих к грязному ядерному взрыву в 28 мегатонн

Атомный взрыв АЭС. Может быть?

Начало статьи:
Мелтдаун и дальнейшее развитие событий и факторов в разрушенных атомных реакторах в Японии, ведущих/не-ведущих к грязному ядерному взрыву в 28 мегатонн

Вадим Шулман

Мелтдаун - спекание, расплавление ядерно-топливных стержней и...

А теперь представим себе, как происходит мелтдаун (meltdown) - спекание, расплавление активной зоны реактора: поток воды не отбирает достаточную мощность выделяющих тепло топливных стержней, температура растёт, на раскаленных до красна топливных стержнях вода начинает разлагаться на водород и кислород, "уровень воды" неизбежно падает (вместо воды - уже газо-водяная смесь: водяной пар, водород, кислород).

Газо-водяная смесь еще хуже отбирает тепло от ядерных стержней, температура стержней поднимается выше тысячи градусов. (В норме в ядерных реакторах BWR: при давлении ок. 75 атмосфер температура воды около 285 °C.)

Топливные стержни, управляющие стержни, конструкция активной зоны реактора под действием высокой температуры "спекаются", крошатся, плавятся - на дне реактора постепенно образуется компот из того, что когда-то было управляемым реактором.

Казалось бы, в среднем коэффициент размножения нейтронов в ядерном топливе (т.е. скорость ядерной реакции) должна остаться такой же, как и в реакторе с целой конструкцией - соотношение радио-химических элементов не изменилось.

Ан нет - изменилась геометрия, площади поверхностей, замедление нейтронов, их вылет из урана. Теперь конструкция ядерного реактора превратилась в озеро из 140000 килограммов урана 235 с более легкими примесями и обломками.

И так как уран в 19 раз тяжелее воды, тяжелее всех компонентов - то всё остальное просто всплывает наверх. Примеси всплывают, уран на дне становится чище, нейтронов - больше, тормозить цепную ядерную реакцию нечему. Разогрев, "уплотнение" урана продолжаются.

И вот в одном месте бассейна из 140000 килограммов уранового расплава собирается 64 килограмма U-235 с концентрацией 80%. Критическая масса достигнута, происходит лавинообразная ядерная реакция распада урана, как атомной бомбе «Малыш».

Если 64 килограмма урана взорвались как 13-18 килотонн ТНТ, ядерный взрыв 140000 кг должны взорваться в 2187,5 раз сильнее?
То есть, мощность ядерного взрыва - как минимум, 28 мегатонн ТНТ?

Нет, 28-мегатонного атомного взрыва ядерного реактора BWR/ABWR быть не может

Крайне маловероятно, что мощность взрыва - 28 мегатонн ТНТ. Потому что по слухам из Гринписа в корпусах реакторов ранее были замечены трещины, и может быть ядерное топливо растечется по трещинам, прожгет бетон, впитается, растечётся расплавит подстилающие грунты (тот самый "китайский синдром", который в японском случае было бы правильно назвать "американский синдром"). И так - до водоносного слоя, а там - мощный паровой взрыв, разбрасывающий уран и преращаюший цепную ядерную реакцию. А может, уран растечется и цепная ядерная реакция заглохнет?

И второе ограничение мощности уранового ядерного взрыва: разлетание не успевшего прореагировать урана со скоростью 1000 км/с. Повторю цитату (см. первую часть статьи): "Самый мощный в истории, однофазный (британский) боеприпас, взорванный в ходе испытаний Orange Herald в 1957 г., достиг мощности 720 кт." Мощность взрыва 0,72 мегатонны не потому что не захотели, а потому что не смогли.

Фактически, 0,72 мегатонны можно считать верхним пределом мощности уранового ядерного взрыва.

Вопрос: а что станет в таком случае с остальными атомными реакторами?
Какие землетрясения и где спровоцирует ядерный взрыв землетрясения?
Куда деваться людям от сотен тысяч радиоактивного урана и прочих радионуклидов - в воздухе, океане, море, на суше?
И что людям в этой самой густонаселенной части Земного шара пить и кушать нерадиоактивное?

(Это не обязательное развитие событий, может быть ядерный взрыв одного из реакторов - из шести? - еще рассосётся.)

Кафедра общей ядерной физики физического факультета МГУ при поддержке НИИЯФ МГУ,
сайт под эгидой профессора Б.С. Ишханова (Заведующий кафедрой общей ядерной физики физического факультета МГУ):

"Критическая масса – минимальная масса делящегося вещества, при которой в нём может происходить самоподдерживающаяся ядерная реакция деления. Если масса вещества ниже критической, то слишком много нейтронов, необходимых для реакции деления, теряется, и цепная реакция не идёт. При массе больше критической цепная реакция может лавинообразно ускоряться, что приводит к ядерному взрыву.

Критическая масса зависит от размеров и формы делящегося образца, так как они определяют утечку нейтронов из образца через его поверхность. Минимальную критическую массу имеет образец сферической формы, так как площадь его поверхности наименьшая. Критическая масса чистого металлического плутония-239 сферической формы 11 кг (диаметр такой сферы 10 см), урана-235 – 50 кг (диаметр сферы 17 см). Критическая масса также зависит от химического состава образца. Отражатели и замедлители нейтронов, окружающие делящееся вещество, могут существенно снизить критическую массу."

См. исторически-радиологический опыт Чернобыльской катастрофы в малонаселенной местности.

P.S.
"Нейтроны и высокоэнергичные гамма-кванты, взаимодействуя с атомами окружающего вещества, преобразуют их стабильные формы в нестабильные радиоактивные изотопы с различными путями и полупериодами распада — создают так называемую наведённую радиацию."
(из Википелии про ядерный взрыв)

 
16мар2011