Разговоры о технологиях привлекают ваше внимание, и мы это ценим👍
Недавно мы рассказывали о безопасности атомных электростанций, сегодня вынуждены вернуться к рассмотрению данной темы. Специально для читателей нашего сообщества подготовили ответы на наиболее интересные и значимые вопросы.
❓С помощью чего регулируется мощность реактора?
Изначально происходит цепная реакция деления ядер урана. Она достигается, когда внутрь тяжёлого ядра урана-235, которое содержит 92 протона и 143 нейтрона, попадает свободный нейтрон. Переизбыток энергии «возбуждает» ядро, и теперь оно в активном энергетическом состоянии.
Подобные состояния для материй буквально невыносимы, они стремятся поскорее покинуть ядро. Его раскол является одним из шагов к минимизации энергии. Избыточный объём можно сбросить через несколько каналов. На кинетическую энергию осколков приходится львиная доля – 80%. Она начинает разогревать активную зону реактора, происходит чудесное преобразование в электричество.
А как же ещё 20%❓
О них мы не забыли. Это та самая энергия, уносимая из ядра ионизирующим излучением. Среди свободных элементарных частиц есть около 2-3 свободных нейтронов, инициирующих последующие реакции деления. Лавинообразную и неуправляемую реакцию избежать достаточно легко. Инженеры просто регулируют число свободных нейтронов в активной зоне реактора.
Действие возможно посредством применения поглощающих стержней. Чаще всего они заполнены карбидом бора и борной кислотой. Последняя, кстати говоря, радует своим присутствием контур охлаждения реактора. Оказываясь в ядре атома бора, нейтрон перестаёт участвовать в реакциях.
Уровни погружения поглощающих стержней регулируются системой управления и защиты. То же самое можно сказать о концентрации борной кислоты. У атомщиков всё под контролем, за протекающими реакциями следит не только автоматика, но и операторы. Цепная реакция регулируется и задаёт требуемую мощность.
Полное исчезновение электричества для АЭС не станет фатальным. Поглощающие стержни отправятся к активной зоне в автоматическом режиме. Они закреплены над реактором и зафиксированы мощными электромагнитами. Вес стержней достаточно большой, чтобы под силой тяжести погрузиться в зону, где осуществляется деление уранового топлива. Сию секунду появление новых нейтронов прекратится.
Дальнейшая цепная реакция станет медленнее, а после и вовсе перестанет быть возможной.
Помимо прочего, конструкторские особенности позволяют ВВЭР проводит саморегулирование. Возрастание нейтронов обеспечивает увеличение числа реакций деления. Параллельно возрастает общая температура топлива и материалов, которые расположены в активной зоне. Увеличивается температура теплоносителя, а именно воды, что изменяет её плотность. Пониженная плотность более нещадно поглощает нейтроны, и общее число реакций уменьшается. Вышеописанный эффект называется отрицательной обратной связью.
❓Как защитить персонал станции и окружающую среду?
Защита от радиоактивных продуктов деления надёжна и незыблема. Они не способны покинуть корпус реактора по причине наличия четырёх барьеров безопасности. Это что-то вроде фильтров, которые установлены на водоочистительной станции. Устройства кропотливо и поэтапно задерживают крупные, средние и вовсе не различимые невооружённым глазом примеси.
Реакторная «фильтрация» гарантирует отлов всех продуктов радиоактивного распада. Пойманными оказываются даже самые лёгкие, мелкие и быстрые частицы.
Первый барьер – то, что именуется топливной таблеткой. На производстве диоксид урана спрессовывают, а затем бережно «запекают» при температуре 1650 градусов по шкале Цельсия. Представьте, насколько там жарко!
Керамические свойства, приобретённые в «адской» печи, блокируют некоторые нуклиды. Беглецы, «обманувшие» первый барьер, сталкиваются лоб в лоб со вторым – оболочкой ТВЭЛ. Она изготовлена из сплавов циркония «ядерной чистоты». Присутствие сторонних примесей практически исключено, разве что добавляется ниобий. Именно чистота сплава считается гарантом повышенной коррозийной стойкости циркония. В стандартном режиме эксплуатации атомной электростанции все продукты деления остаются в ТВЭЛ.
Третий и четвёртый барьеры окончательно запечатывают всё негативное. Разговор ведётся о корпусе реактора, толщина которого 20 сантиметров и первом контуре с теплоносителем. Он доставляет тепло из активной зоны к парогенераторам. Выше описан третий защитный барьер. Четвёртый же – контейнмент, внешняя герметичная оболочка активной зоны из железобетона, толщина которого 1 метр. Радиоактивные вещества не покинут реактор даже вследствие серьёзной аварии.
❓Как защищён реактор от внешних угроз?
Эту тему, дорогие читатели, мы обсуждали недавно, поэтому просим вас пролистать несколько постов и ознакомиться с ней более детально. Уверяем вас, путешествие по виртуальной стене АО «ЦПТИ» покажется вам захватывающим.
Здесь мы просто перечислим внешние факторы, от которых АЭС точно защищена. А вы сможете сделать свои выводы.
✅Воздействие ударной волны, которая создаёт давление 30 кПа.
✅Падение самолёта общей массой 20 тонн, который пикирует со скоростью 200 метров в секунду, что равно 720 километрам в час.
✅Климатические катаклизмы в виде урагана и смерча, движущиеся со скоростью до 56 метров в секунду.
✅Наводнение.
✅Землетрясение амплитудой до 8 баллов по шкале Рихтера.
❓Готова ли станция к внутренним неполадкам?
Безусловно, и здесь достаточно вернуться к контейнменту, ведь именно он герметизирует внутренний объём реактора. Специалистами рассчитана невозможная гипотетическая ситуация, когда вода в реакторе полностью испарилась. Даже в этом, подчеркнём, нереалистичном варианте развития событий, контейнмент точно выдержит давление до 5 килограммов на квадратный метр, которое оценивается колоссальным.
Спринклерная система снижает давление. Она устанавливается внутри защитной оболочки прямо под куполом и задействуется словно огромный разбрызгиватель. При чрезвычайной ситуации активная зона орошается борной кислотой и другими веществами. Их воздействие приводит к конденсации пара. Давление снижается до нормального за несколько секунд.
Даже это ещё не всё. Совсем забыли о системе удаления водорода. Контейнмент достаточно большой, его объём где-то от 65 до 67 тысяч метров квадратных. Следовательно, опять же гипотетическая возможность скопления взрывоопасной концентрации водорода предельно мала, но взята в расчёт. Снижают вероятность рекомбинаторы. Скапливание водорода в замкнутом пространстве сводится к нулю.
Спустившись на самое дно шахты реактора, мы обнаружим ловушку расплава. Самый последний рубеж обороны при ЧП. Ловушка расплава активируется, если, невзирая на функционирование системы отвода тепла, температура продолжает расти и достигает 2500 градусов по шкале Цельсия. При такой температуре плавятся конструкции.
Такой вариант развития событий допустим при самых тяжёлых аварийных условиях, однако их возникновение приближена к нулю. Шансы возникновения такой чрезвычайной ситуации равняются падению на нашу планету крупного метеорита, способного уничтожить человечество.
Устройство, которое весит 750 тонн, локализует расплавленную активную зону в рамках герметичной оболочки. Обобщая, мы имеем дело с холодным тиглем – огнеупорной ёмкостью. Ловушка преднамеренно наполнена оксидом железа и борной кислотой, которые впитывают всё, что попадает в устройство. Реакция мгновенно заглушается✋
Убедились в безопасности близлежащей АЭС?
Делитесь этой информацией с друзьями и не забывайте оценить наш материал!
