Авария АЭС "Фукусима-1" ("Фукусима Даичи")

Fakir> Выход из строя системы охлаждения реактора - это, судя по всему, вполне проектная ситуация. "Максимальная проектная авария".
Fakir> Т.е. подобные ситуации предусмотрены,
С подрывом здания энергоблока? Вряд ли это было предусмотрено..

kirill111>> Водород от разложения воды радиацией или, скорее всего, от восстановления воды цирконием?
B.E.> Не, имхо, разложение это фантастично, к такому буму не приведет, малова-то будет водорода...

На ТримайлАйленде, считается, имел место и водородный взрыв:

This fiery reaction burned off the nuclear fuel rod cladding, the hot plume of reacting steam and zirconium damaged the fuel pellets which released more radioactivity to the reactor coolant and produced hydrogen gas that is believed to have caused a small explosion in the containment building later that afternoon.[17]

 

И если на том фото с голым каркасом мы действительно видим, как мне кажется, именно каркас какой-то мелкой вспомогательной надстройки над основным зданием - а на это, ИМХО, похоже уже из сравнения её размеров с трубой - то там вполне можно предположить как раз небольшой взрыв водорода.

Fakir>> Выход из строя системы охлаждения реактора - это, судя по всему, вполне проектная ситуация. "Максимальная проектная авария".
Fakir>> Т.е. подобные ситуации предусмотрены,
S.I.> С подрывом здания энергоблока? Вряд ли это было предусмотрено..

Проектная авария - это когда выходит из строя не вся система расхолаживания, а один её канал. Все многократно резервировано, и в результате топливо не повреждается сверх проектных пределов, о взрыве и речи нет.
В данном случае речь может идти о запроектной аварии.
Но и в этом случае взрыву в контейнменте противодействуют установкой каталитических дожигателей водорода, например, а пар должен конденсироваться спринклерной системой. Не должно быть взрыва в контейнменте.
Что же у них случилось?

Mr.Z> Проектная авария - это когда выходит из строя не вся система расхолаживания, а один её канал. Все многократно резервировано, и в результате топливо не повреждается сверх проектных пределов, о взрыве и речи нет.
Mr.Z> В данном случае речь может идти о запроектной аварии.

Хм, ну может быть... Что-то в разных источниках по-разному трактуется. В одних действительно говорится о разрыве всего одной подводящей нитки, в других - о полном прекращении поступления воды в реактор.

Вы уверены, что во всех случаях речь только об одном канале?

Да и у японцев, похоже, тоже не всё разом обрубилось - как-никак сутки не было никаких видимых эффектов.

B.E.>> Главный вопрос - что будет с аварийно заглушенным реактором этого типа вообще без охлаждения???
U235> Расплавится почти наверняка. А вот каковы будут последствия - х.з. Вообще обычно на такой случай бассейны-уловители предусматриваются, куда должна организованно стечь расплавленная активная зона, но ты сам видел мощность взрыва. Хрен знает, что там теперь и в каком состоянии находится.

Это бред. Иначе как вообще строить и эксплуатировать такой реактор, который, если не воздействовать на него извне ПОСТОЯННО, то он непрерывно выделяет много тепла?!

Реакторы, где замедлитель - вода, глушатся при прекращении циркуляции теплоносителя (он же и замедлитель) или опускании стержней из поглотителя. Реакторы, где замедлитель - графит, глушатся только при опускании стержней из поглотителя. Теловые нейтроны не размножаются (либо не замедляются до энергий, способных вызвать цепную реакцию, либо поглащаются стержнями из поглотителя), поэтому тепловая мощность снижается. Остановленный реактор не требует никакой энергии для поддержания безопасного состояния.

В процессе глушения тепловая мощность реактора падает, но температура активной зоны - это интеграл от его мощности или двойной интеграл (грубо) от коэффициента размножения нейтронов. То есть, если в процессе глушения АЗ не охлаждать, то она будет нагреваться. И может нагреться до опасных температур.

При штатной работе реактора охлаждение АЗ - это просто теплосъём полезным контуром. Если по каким-то причинам этот контур не работает как надо (утечка, отказ ЦН, проблемы в последующих контурах и.т.д.), то используется аварийная система охлаждения, водяная или какая-нибудь химическая. Если не сработает и она, то может быть очень плохо.

Бассейны-уловители делаются не для расплавленного ядерного топлива, а для сбора воды, утекшей из радиоактивного контура. Как в PWR, так и в BWR. В аварийных ситуациях когда содержание пара воде в радиоактивном контуре увеличивается выше нормы (в PWR она вообще не должна кипеть) и давление в контуре подымается, пар стравливается через клапаны в систему локализации аварийных утечек. Он проходит через конденсатор и уже в жидком виде накапливается в бассейнах.

Tuesday night, Chief Cabinet Secretary 枝野 12, a press conference at Downing Street on the No. 1 blast occurred in Fukushima Daiichi nuclear power plant, "rather than containment of the reactor exploded, what happened outside of containment," he said, "which leaked radioactive material is not a lot. Numerical not gone up compared to before the explosion," and called for calm as this.
TEPCO's survey also concentration does not rise, he said.
"Hydrogen explosion" that broke the outer wall of the building on.
( 53 minutes on March 12, 2011 20:00 Yomiuri Shimbun)


В двух словах — взрыв произошёл ВНЕ реактора, причём не только собственно корпуса, но и защитной гермооболочки, контейнмент НЕ ПОВРЕЖДЁН, утечка радиоактивных газов умеренна. Источник водорода пока не называется.

S.I.> А куда при разложении воды на кислород и водород кислород девается?

В окислы циркония и стали.

alex_ii> В двух словах — взрыв произошёл ВНЕ реактора, причём не только собственно корпуса, но и защитной гермооболочки, контейнмент НЕ ПОВРЕЖДЁН, утечка радиоактивных газов умеренна. Источник водорода пока не называется.

А вообще есть мало-мальски внятные фото - ЧТО ИМЕННО разрушено взрывом?

alex_ii> khathi - Насчёт Фукусимы

Очень интересно.
Особенно неожиданная инфа насчёт водородноохлаждаемых турбогенераторов

(13:18 GMT)
Апдейт 10: Сорока на хвосте принесла, что взрыв был НЕ в реакторном зале, а в соседнем помещении. Что, совокупно с вот этим наводит на мысль, что водород, который взорвался, вообще не имел к охлаждению реактора никакого отношения, а использовался для охлаждения турбоагрегатов в соседнем здании, а то, что облицовка полетела с реакторного зала — просто особенности распространения ударной волны.

 

Hydrogen/Water Cooled Generators (Nuclear Power Plant)
1,300MVA (1,500rpm) Turbine Generator at Fukushima 2 Nuclear Power Station No.2(Japan)

Похоже, там было чему взрываться.

Там еще схема генератора есть...

Fakir> Хм, ну может быть... Что-то в разных источниках по-разному трактуется. В одних действительно говорится о разрыве всего одной подводящей нитки, в других - о полном прекращении поступления воды в реактор.
Fakir> Вы уверены, что во всех случаях речь только об одном канале?
Fakir> Да и у японцев, похоже, тоже не всё разом обрубилось - как-никак сутки не было никаких видимых эффектов.
Немножко объясню. Возможно, не совсем точно, т.к. это всё-таки корпусной кипящий реактор, а в России таких нет (ну, кроме старенького ВК-50).
При проектной работе реактор охлаждается теплоносителем, который подаётся питательными насосами. Тепло отводится (в данном случае) с паром на турбину.
Потеря отвода тепла штатными системами (в данном случае - потеря подачи в реактор воды питательным насосом) - это проектная авария. В частности, проектной аварией является разрыв трубопровода, подводящего теплоноситель к реактору.
Такая ситуация предусмотрена проектом, и при этом останавливается реактор и включается система аварийного расхолаживания: насос аварийного расхолаживания качает воду в реактор из бака. Вот эта система имеет обычно 3 канала. Причем при потере электропитания система запитывается от дизель-генераторов.
Судя по всему, у японцев возникли серьезные проблемы именно с работой системы аварийного расхолаживания.
Сутки в реакторе грелся и выкипал теплоноситель. Если они не смогли толком восстановить подачу воды в реактор, то последствия будут весьма серьезные. Вряд ли этот блок будет когда-либо работать после аварии. Но для населения, думаю, "чернобыльских" последствий и близко не будет.

13.16: Noriyuki Shikata, deputy cabinet secretary for public relations for the Japanese prime minister tweets: "Blast was caused by accumulated hydrogen combined with oxygen in the space between container and outer structure. No damage to container."
13.20: Noriyuki Shikata, from Japanese PM's office tweets: "TEPCO's [Tokyo Electric Power Company] efforts to depressurize the container was successful. Additional measures are now taken tonight using sea water and boric acid.

Fakir> Похоже, там было чему взрываться.
Да, конечно, если турбогенератор охлаждался водородом - то скорее взорвался именно этот водород.
Больше в машзале взрываться нечему, а вот гореть может турбинное масло, и ещё как.
Если рвануло в машзале - то это гораздо, гораздо лучше взрыва в помещениях гермооболочки.

"Пишут, что..." (с) "Химия и жизнь"

Смотрим BBC там вполне адекватная информация, и чувак из Империал Колледж объясняет. Общий вывод - пока можно не паниковать.

 

Kuznets> в 13.15GMT фукусиму опять трясло, первая оценка около 6 баллов

Ё... 6 баллов, конечно, не бог весть что, особенно для Японии, но уж больно момент неподходящий
Как бы не порвало еще чего, что оставалось целым...

sabakka> пар стравливается через клапаны в систему локализации аварийных утечек. Он проходит через конденсатор и уже в жидком виде накапливается в бассейнах.

Это применительно к ЧАЭС паросбросный коридор под аппаратом и два этажа бассейна-барботера? Почему два, кстати?

Хотя по последним комментариям это, похоже, уже не совсем в тему, но пусть до кучи лежит - статья об авариях с разрушением активной зоны реакторов:

---

...

Водород, образовавшийся при аварии, может загореться в защитной оболочке, как это случилось на ТМА, или даже сдетонировать, что приведет к более тяжелым последствиям из-за образования ударной волны большого избыточного давления и высокой температуры.

Паровые взрывы в результате взаимодействия фрагментов и расплава зоны с водой также являются потенциальным источником разгерметизации ЗО.

Взаимодействие бетона с расплавом является источником образования большого количества горючих газов и выноса аэрозолей.

Вторичные эффекты. Возможно воздействие на ЗО быстролетящих предметов, возникающих в результате, например, парового взрыва.

Паровой взрыв

На водо-водяных реакторах процесс аварии с потерей теплоносителя, сопровождающийся расплавлением активной зоны, можно разделить на четыре фазы:

разогрев и последующее расплавление активной зоны;

выпаривание остаточной воды в корпусе реактора;

разогрев и расплавление корпуса реактора;

проникновение расплава в бетон защитной оболочки.

При взаимодействии расплава с теплоносителем существует возможность внезапного образования пара. Это взаимодействие может быть импульсным (паровой взрыв) или замедленным.

С точки зрения безопасности реактора наибольший интерес представляет взаимодействие типа парового взрыва, при котором в результате взрывообразного парообразования в теплоносителе выделяется значительная механическая энергия в виде ударного повышения давления в системе. Под паровым взрывом понимают внезапное (в течение 1 мс) испарение жидкости, что вследствие увеличения объема вызывает ударную волну. Предпосылкой для этого спонтанного испарения является достаточно большой перегрев жидкости относительно температуры насыщения, что возможно только из-за прямого контакта расплава и жидкости. Теплоперенос от расплава к жидкости осуществляется через паровую пленку, образующуюся между расплавом и жидкостью, которая имеет изолирующее действие и поддерживает постоянное испарение. Эта паровая пленка, как показывают многие эксперименты с кипением, весьма стабильна. Необходима мелкая фрагментация расплавленного топлива и его перемешивание с теплоносителем. В результате образования большой поверхности теплообмена и высокой эффективности тепло-переноса при жидкостном контакте расплава и теплоносителя последний быстро и взрывообразно испаряется.

Фрагментация расплава является начальным условием для возникновения парового взрыва. Согласно проведенным экспериментам размеры фрагментированных частиц расплава должны лежать в диапазоне от менее микрометра до нескольких миллиметров, чтобы в короткое время осуществилась передача огромного количества тепла от расплава и возник заметный паровой взрыв. Чем крупнее фрагментация, тем незначительнее взрывное давление при паровом взрыве. Иногда это явление называют физическим взрывом в отличие от взрывов химических (взрывов ВВ, газовых смесей и т. п.).

Таким образом, паровой взрыв — это мгновенное сильное тепловое взаимодействие между горячим металлическим или керамическим расплавом и водой, причем в течение менее 1 мс посредством теплопередачи от расплава к воде должно быть произведено столько пара, чтобы возник скачкообразный импульс давления соответствующего уровня.

Расплав и вода должны быть очень мелко диспергированы друг с другом и перемешаны для образования достаточно большой теплопередающей поверхности.

Чтобы создалась предпосылка для большого парового взрыва, достаточная для повреждения корпуса реактора или защитной оболочки, необходима фрагментация нескольких тонн расплава.

Физически реальный сценарий предполагает, что максимально реагирует в воде несколько сот килограммов расплава, так как из-за различных механизмов преждевременно вызывается малый паровой взрыв или серия малых паровых взрывов. Проведенные оценки показывают, что для большого парового взрыва необходимо 5000 кг расплава с водой при коэффициенте преобразования тепловой энергии в механическую 5%. Вероятность такого события незначительна (<10-4), поскольку отсутствуют механические силы для перемешивания воды и расплава.

Таким образом, в период разрушения, расплавления активной зоны и стекания расплава в воду обязательно происходит серия малых паровых взрывов, которые не опасны ни для корпуса реактора, ни для защитной оболочки, но способствуют предотвращению большого парового взрыва.

...

---

Разгерметизация

Наиболее опасной с точки зрения радиационных последствий является ранняя (одновременно с выбросом из реактора или в пределах 1—2 ч после него) и большая по масштабу разгерметизация 3О. Такое повреждение 3О крайне маловероятно для водо-водяных реакторов. Более реальной представляется частичная разгерметизация 3О по имеющимся в ней проходкам при достижении определенного (проектного) внутреннего давления в ней. По самым консервативным оценкам, для 3О существующих АС это может произойти не ранее 1 сут после начала аварии. (согласуется)

...

Считается, что при аварийном повышении давления и температуры в ЗО произойдет разгерметизация относительно небольшого масштаба в результате частичного повреждения уплотнений проходок в 3О или появления трещин в ней (модель «протечка до разрыва»). Например, применительно к западно-германским PWR появление в ЗО неплотности сечением всего 20 см2 уже исключает дальнейший рост давления в оболочке и возможность ее прорыва большим сечением.

До момента повреждения 3О должна сохранять нормируемый уровень герметичности от 0,1 до 1 % в сутки.

Если ЗО сохраняет при аварии проектную герметичность, то радиационные последствия на окружающей местности — минимальные. При повреждениях локализующие свойства 30 определяются не столько видом и масштабом ее разгерметизации, сколько временем задержки между повреждениями первого контура и 30, а также наличием в 30 хотя бы пассивных систем выведения радиоактивности. Расчетные исследования различных вариантов аварийных событий показывают, что давление разгерметизации в 30 достигается спустя много часов после разрыва первого контура.

Итак, три основных процесса определяют нагрузки на 30 при аварии с расплавлением активной зоны:

горение газовой смеси в 30;

взаимодействие расплава фрагментов зоны с водой;

взаимодействие расплава с бетоном шахты.

Все они оказывают сильное воздействие не только на 30, но и на системы и оборудования, находящиеся в ней (возможность отказа систем безопасности и оборудования по общей причине).

В качестве примера ниже приведена хронология развития запроектнон аварии с расплавлением активной зоны для типового западно-германского PWR в результате разрыва полным сечением основного трубопровода первого контура и одновременного отказа.в САОЗ:

в корпусе реактора начинается испарение воды;

уровень воды в корпусе реактора падает до верхней границы активной зоны и начинается ее разрушение (в результате взаимодействия водяного пара с цирконием образуется водород) ;

через 1,8 ч происходит разрушение опорных конструкций и основная масса материалов активной зоны падает в воду, заполняющую нижний распределительный коллектор, что сопровождается большим выделением пара.

...

---

Причиной взрыва, произошедшего 12 марта на АЭС "Фукусима-1" в Японии, стал отказ насосной установки, которую рабочие использовали для охлаждения реактора, сообщает CNN.

 

Нихрена не понял, чего сказать хотели?


Да, вот тут уже действительно похоже, что пострадало именно здание (машзал, часть реакторного зала вокруг контайнмента или еще что), а не надстройка, как я было заподозрил.

Mr.Z> Да, конечно, если турбогенератор охлаждался водородом
он криогенный что ли?

Fakir> Да, вот тут уже действительно похоже, что пострадало именно здание

Я это запостил много часов назад. Не заметил? Там скриншот ролика есть, где гораздо крупнее каркас показан.

au> Я это запостил много часов назад. Не заметил? Там скриншот ролика есть, где гораздо крупнее каркас показан.

Да бог с ним с крупным планом каркаса - тут бы чёткий общий план, чтобы однозначно было понятно, ОТ ЧЕГО этот каркас... А то фото до и после с разных ракурсов, и почему-то все фото "после" - весьма паршивого качества. Ни одной чёткой.