Влиятельный американский журнал Scientific American в сотрудничестве с Всемирным экономическим форумом (ВЭФ) ежегодно представляют научные разработки, которые, по их мнению, являются прорывными, но вскоре станут вполне обычными. Одной из таких разработок признано устойчивое к авариям топливо для атомных реакторов.
В 1976г. на АЭС «Три-Майл Айленд» (США) возникла угроза взрыва и произошло частичное расплавление реактора. Температура в реакторе во время аварии достигала 2200 градусов, в результате расплавилось около половины всех компонентов активной зоны. В абсолютных цифрах это составляет почти 62 тонны. Из атомного реактора вытекло большое количество радиоактивной воды, в результате чего уровень радиоактивности в помещениях гермооболочки более чем в 600 раз превысил норму. Некоторое количество радиоактивных газов и пара попало в атмосферу, и в результате каждый житель 16-километровой зоны вокруг АЭС получил облучение, но не больше, чем во время сеанса флюорографии. Самого опасного — выбросов в атмосферу и воду высокоактивных нуклидов — удалось избежать, поэтому местность осталась «чистой». Но, несмотря на это, все работы по устранению последствий аварии были завершены лишь к 1993 году! После аварии на АЭС Три-Майл-Айленд в США было принято решение больше не строить атомных электростанций, что привело к застою в американской атомной энергетике.
В 2011г. в Японии произошли взрыв и утечка радиации на АЭС «Фукусима». Первопричиной стало землетрясение, вызвавшее цунами. АЭС от цунами защищала специальная дамба, высота которой составляла 5,7 метра. 11 марта 2011 года в рабочем состоянии находилось только три энергоблока из шести. Как только стали ощутимы толчки произошедшего землетрясения, сработала автоматическая система защиты, то есть работавшие энергоблоки прекратили работу и приостановилось энергосбережение. Резервные дизель-генераторы стали охлаждаться реакторы. Но волна высотой 15-17 м накрыла станцию, преодолев дамбу, затапливая территория АЭС, в том числе дизельные генераторы, и они перестают работать, следом останавливаются насосы, которые охлаждали остановленные энергоблоки. В этот момент водород с паром проникает в реактор, приводя к радиационному излучению. В течение последующих четырех дней авария сопровождалась взрывами: сначала в энергоблоке №1, затем №3 и в конечном итоге в №2, результатом чего стало разрушение корпусов реакторов. Уровень радиации превысил норму в 5 раз. Территория станции и ее окрестности были заражены. АЭС «Фукусима» официально была закрыта в 2013 году, и до сих пор идут работы по ликвидации последствий аварии. (см. chernobyl-zone.info)
По мнению американских ученых причина аварий в перегреве циркониевых топливных стержней. При нагревании цирконий вступает в реакцию с водой с выделением водорода, который может взорваться. В промышленных ядерных реакторах используются уложенные в длинные цилиндрические циркониевые стержни мелкие гранулы диоксида урана. Цирконий позволяет нейтронам, образующимся в результате деления ядер в гранулах, легко проникать сквозь множество стержней, погруженных в воду внутри активной зоны реактора, обеспечивая самоподдерживающуюся цепную реакцию деления ядер с выделением тепла.
В США развитие атомной энергетики останавливается, а в Германии и многих других странах постепенно прекращается. В России и Китае продолжается активное строительство АЭС. Американцы рассчитывают, что эти страны станут активными потребителями их ядерного топлива. Однако в России применяются другие меры по обеспечению безопасности ядерной энергетики. На новых станциях в России и за рубежом госкорпорация «Росатом» использует новые пассивные системы безопасности, способные подавить перегревание реактора, даже если электроснабжение станции прекратилось и активная циркуляция охладителя не возможна.
Приведем краткое описание отечественного реактора РБМК-1000 (реактор большой мощности канальный, 1000 МВт электрической мощности блока). Такой реактор был установлен на четвертом энергоблоке Чернобыльской АЭС. Здесь причина аварии – ошибки при эксплуатации. Основу активной зоны РБМК-1000 составляет графитовый цилиндр высотой 7 м и диаметром 11,8 м, сложенный из блоков меньшего размера, который выполняет роль замедлителя. В качестве топлива используется диоксид урана. Графит пронизан большим количеством вертикальных отверстий, через каждое из которых проходит труба давления. Центральная часть трубы давления, расположенная в активной зоне, изготовлена из сплава циркония с ниобием (Zr + 2,5 % Nb), обладающего высокой механической и коррозионной устойчивостью, верхние и нижние части трубы давления — из нержавеющей стали. Циркониевая и стальные части трубы давления соединены сварными переходниками. (подробнее конструкцию РБМК-1000 см.в Викепедии.).
Внутренняя полость реактора РБМК-1000 заполнена прокачиваемой через графитовую кладку азотно-гелиевой смесью с небольшим избыточным давлением, благодаря чему обеспечивается нейтральная атмосфера для находящегося при высокой температуре графита, что предотвращает его выгорание. В результате добавки гелия увеличивается теплопроводность газовой смеси и улучшаются условия теплоотвода от графитовой кладки к теплоносителю внутри каналов. Газовая среда реактора служит также для вентиляции внутриреакторного пространства и для контроля целостности каналов. (см. reactors.narod.ru).
В Китае презентовали гелий охлаждаемый реактор, который намериваются применять в промышленных масштабах в ближайшее время.
Производители атомной энергии проводят эксперименты с моделями реакторов «четвертого поколения». Здесь для передачи тепла, получаемого в результате деления ядерного топлива, используются легкие металлы, натрий или литий, или их соли. Эти материалы исключают образование водорода.
Как известно, в России ядерные установки с реакторами на жидкометаллическом теплоносителе (ЖМТ) уже используется в новых вооружениях таких как Статус-6 («Посейдон»). Так что утверждения американцев о якобы экспериментах с моделями, ничто иное как стремление выдать желаемое за действительное. Принизить достижения конкурентов.
Закономерно возникает вопрос: Зачем американский журнал Scientific American и Всемирный экономический форум (ВЭФ) презентуют разработку, которую можно отнести к разработкам прошлого века, как некую прорывную технологию? Удивительно, если авария на АЭС Три-Майл-Айленд не имела серьезных последствий для здоровья людей и экологии, почему она оказала такое серьезное влияние на американскую ядерную энергетику? Эту аварию винят в крахе атомной энергетики США, и ее отставании от мировой.
Думаю, все просто. Американцы осознали опасность застоя в атомной энергетике для развития ядерных боеприпасов и рынка атомной энергетики. Например, при проектировании реактора РБМК-1000 предполагалось его двойное назначение, т.е. он должен был вырабатывать и электроэнергию, и плутоний. Однако позже от этой затеи отказались. Наука развивается, то, что сегодня ядерные отходы, завтра будет ценным сырьем. С помощью недобросовестной рекламы (а реклама вся недобросовестная), американцы стараются вклиниться в рынок ядерного топлива для АЭС бывших советских республик и третьих стран, где АЭС построены СССР или РФ и наверстать отставание в разработке новых ядерных зарядов. Ну и как это у них принято, сделать все за чужой счет.