Фукусима: что же случилось НА САМОМ ДЕЛЕ?!!

Надоели, честно говоря, кликушеские вопли, злорадные усмешки, стенания с заламыванием рук и прочая чушь! Чего только не прочитаешь, каких только не называют "причин": от "божьей кары за то, что собирались производить диавольский чип" до того, что у японских специалистов "кривенькие ручки и слабенькие ножки". Хочу пояснить, что же на самом деле случилось. 

 
Итак, начало. В середине дня в пятницу, 11 марта 2011 года сейсмические датчики АЭС «Фукусима-1» в префектуре Фукусима зарегистрировали первые толчки мощного землетрясения. Как оказалось, самого мощного в новейшей истории Японии. Защитная программа среагировала на сигналы и начала задвигать регулирующие стержни во все три реактора, которые работали на тот момент (четвертый был отключен на профилактику). Стержни начали гасить поток нейтронов, порождаемых каждым радиоактивным распадом, при этом уменьшалось числоновых распадов.

Через три минуты реакторы работали только на 10% своей мощности. Через 6 минут — на 1%, а через десять минут первые три реактора АЭС перестали производить энергию. В этот момент никакой аварии еще не случилось, реакторы были погашены в штатном режиме.

 

Теперь немного о "внутренностях" процесса. В результате каждого распада ядро урана-235 или плутония-239 раcщепляется на два других ядра (получается два других ЕЛЕмента). При этом выделяется масса энергии (энергия на единицу массы ядерного топлива примерно в миллион раз превосходит энергию от сгорания ископаемого топлива).

Продукты распада очень радиоактивны, но быстро распадаются дальше (в течение года около 80% продуктов распада становятся стабильными). Но в первые часы после остановки реактора они производят большое количества тепла — радиоактивность этих продуктов нельзя "отключить" быстро - это не реактор. Процесс должен закончиться сам по себе.

По этой причине управление «теплотой радиоактивного распада» — один из важнейших аспектов безопасности ядерного реактора. Современные реакторы имеют множество систем охлаждения, у которых одна цель — удалять тепло от ядерного топлива.

Реакторы, установленные на АЭС Фукусима-1 называются, если мне не изменяет мой склероз, БВР-ы (BWR, "кипящие водо-водяные реакторы") (в которых вода используется и для того, чтобы передать энергию от реактора дальше, и собственно для охлаждения). Стандартная схема - вот:

Реакторы для этой АЭС разрабатывала General Electric, дай Бог памяти, 40 лет назад. Соответстсенно, стандарты систем безопасности имеют примерно тот же возраст. Сами реакторы помещены в две защитные оболочки из армированного бетона, которые должны предотвратить утечку радиоактивных материалов. Вторичная оболочка («контейнмент») — это та прямоугольная конструкция, которую показывают в телевизионных новостях. На верхушке контейнмента находится стальная конструкция, к которой крепится кран для загрузки и выгрузки ядерного топлива.

В настоящее время подобный гаджет "в сборе" выглядит так:

Обратите внимание: охлаждение - принудительное, охлаждающую жидкость по ней гонят насосы, питающиеся от линии электропередач.

Кроме того, на станции предусмотрены резервные дизель-генераторы (на случай, если линия вдруг окажется на какое-то время обесточена). Согласно стандарту системы безопасности 60-х они располагаются в подземном бункере, который предназначен для защиты их от возможного нападения с воздуха.

Теперь идем дальше. Создатели реактора в Фукусиме-Дайити предвидели возможность повышения давления. Пока работало электроснабжение, насосы откачивали горячую жидкость от реактора в конденсатор. Отведение тепла могло продолжаться и дальше — но тут ударило цунами. оно разлушило линию электропередач, мгновенно звтопило бункер,приведя генераторы в негодность, и в довершение всего смахнуло и емкости с горючим для этих генераторов. Резервных аккумуляторов хватило только на 8 часов. Именно поэтому реакторя и начали перегреваться: вода в отсутствие циркуляции превратилась в пар (температура рабочего тела - где-то 2400 градусов), и в системах начало расти давление.

Мало того: в присутствии сильной радиации вода (или пар) начинает разлагаться. Распадаться на водород и кислород. В штатной ситуации они попадают в рекомбинационную камеру, где из них вновь образуется вода. Но в первые часы после остановки реакторов водород накапливался и стал просачиваться под купол реактора. Образовалась взрывоопасная смесь, известная под названием "гремучий газ". Ну, что-то вроде взрывчатки. В какой-то момент его концентрация достигла такой величины, что он не мог не сдетонировать, — и сначала в первом, затем в третьем, а под конец и во втором блоке произошли взрывы, которые сорвали купола зданий. Сами контейнменты остались целы. Но именно в этот момент первые выбросы пошли в атмосферу - это были остатки неразложившегося пара, скопившегося под куполами. Полюбуйтесь на схему, иллюстрирующую хронику происходившего:

Вначале сохранялась надежда на спасение самих реакторов — с тем, чтобы они продолжали производить энергию после того, как все войдет в норму. Поэтому операторы потихоньку сбрасывали пар, чтобы понизить давление - это были последующие выбросы, уже более слаборадиоактивные. Но надежда таяла, а температура росла, и операторы станции начали предпринимать меры, разрушительные для оборудования. Например, они начали охлаждать реакторы морской водой. Возможно (точно не знаю) они добавляли туда борную кислоту (я бы добавлял, если бы она была). Ага, вот, глянул в новости агентства "Киодо" - добавляли. А когда начала заканчиваться - подвезли из Кореи. Почему борная кислота? Потому что она гасит до 30% радиации.

Некоторое время еще будет необходимо активно охлаждать реакторы, но в течение нескольких месяцев давление внутри можно будет сбросить и посмотреть на состояние дел. Топливо могло расплавиться и могли быть повреждены сами реакторы — пока это неизвестно. На сведения из анонимных "компетентных источников" можно смело наплевать - внутрь реактора никто из них не лазил. Слухи о "разрушении 70% стержней" скорее всего, сильно преувеличены.

В САМОМ ХУДШЕМ случае (которого, скорее всего, уже не будет, так как линию электропередачи уже подтянули) теоретически раплавленное ядерное топливо могло бы проплавить реактор и бетонное основание и просочиться в почву. Но даже при этом по оценке наших специалистов, уровень излучения на самой станции не поднимется выше 1 Р/час. Токио ничего не угрожает, Дальнему Востоку - тем более. Свинцовые плавки покупать нет необходимости :) купите лучше затычки для ушей :)))

По поводу "кривых ручек". В любом случае ясно, что ситуация сильно отличается от того, что случилось в Чернобыле и на АЭС Three Mile Island. В инциденте на «Фукусиме» не виноват оператор, и каждый из реакторов был погашен сразу же после землетрясения. Ситуация развивалась медленно, но вопреки тому, на что рассчитывали создатели станции. Они не предполагали, в частности, что на несколько дней после аварии выключится электричество, питающее аварийные насосы. Внушительный арсенал запасных насосов и генераторов не мог использоваться из-за разрушения их во время удара цунами.

Что касается "Божией кары" - психиатрическую помощь по Интернету я уже давно не оказываю. Но если кому интересно, по ТЕОЛОГИЧЕСКОМУ аспекту могу немного пройтись. Задавайте вопросы  в комментариях.

А я пойду попробую пригласить в тему профессионального ликвидатора аварий на АЭС (есть у нас такой на ГП) - пусть скажет, где я "накосячил". Одно ясно: "гибель Японии, на которую тут кое-кто рассчитывал, временно отменяется :)

Алексей Акчурин, специально для Гайд-парка; часично использованы фото REUTERS и материалы Forbes