Или БОЛЕЗНЬ ВИГНЕРА, эффект декомпозиции.
Чернобыльской катастрофой нам постоянно тычут, стараясь подчеркнуть, что такое могло произойти только в нецивилизованном "совке", где плевать хотели на технику безопасности и плохо разбираются в ядерной физике.
На самом деле, в цивилизованных странах тоже были свои Чернобыли. Просто там об этом предпочитают не вспоминать, дескать, было и было, ну и что с того.
Например, в 1961 году в США, на экспериментальном реакторе SL-13 по неустановленным причинам был извлечен управляющий стержень, началась неуправляемая цепная реакция. Это привело к тепловому взрыву, расплавлению реактора и выбросу в атмосферу 3 ТБк радиоактивного йода. Реактор тоже перешёл в надкритический режим.
В 1964 году там же, в США, произошла авария на заводе Wood River: из-за ошибки работников, которые использовали концентрированный раствор нитрата уранила вместо разбавленного, реактор достиг критичности.
В 1979 году в той же стране внезапно перегрелся остановленный реактор, из-за чего произошло расплавление активной зоны и выброс продуктов деления.
В 2011 году в Японии землетрясение и цунами вызывали нарушение в работе систем энергоснабжения и охлаждения АЭС Фукусима-1, что привело к расплавлению активной зоны реакторов на энергоблоках трёх энергоблоках, перегреву трех реакторов, расплавлению активной зоны и крупнейшему выбросу радиоактивного содержимого активной зоны.
И так далее.
Как нетрудно убедиться, причины аварий везде разные.
А вот что произошло в 1957 году в британском местечке Уиндскейл, графство Камбрия? Вы, к примеру, знаете?
Там случилось то, что сами британцы считают самой страшной атомной аварией на территории своей страны за всё время её существования. По международной шкале ядерных событий, правда, эта трагедия оценивается "всего" в 5 баллов из 7 (Чернобыль и Фукусима - в 7), но и этого хватило за глаза.
Дело было так. После войны Соединённое королевство поставило задачу во что бы то ни стало обзавестись собственной атомной бомбой. И специально ради этого в том самом Уиндскейле было построено два реактора с графитовым замедлителем. Объект ввели в эксплуатацию в 1950 году.
А спустя 7 лет произошло разрушение графитовых стержней, взрыв, пожар и выпадение большого количества радиоактивных осадков, включая йод-131, цезий-137, ксенон-133 и полоний-210, которые разлетелись не только по всей Великобритании, но и выпали на территории Европы, причём на довольно обширных площадях.
Говорят, что с 1950 по 1957 годы, на самом деле, были и другие инциденты на том же объекте, которые также сопровождались радиоактивными выбросами, "обогатившими" природу Туманного Альбиона стронцием-90. Но нас волнует именно последняя катастрофа, названная "Уиндскейлским пожаром".
Потому что произошёл он по причине так называемого ЭФФЕКТА ВИГНЕРА - смещения атомов в твёрдом теле (в данном случае - графитовых замедлителей), вызванных нейтронным излучением.
Как известно, обладающие большой энергией нейтроны способны выбивать атомы из кристаллической решётки. Возникают вакансии, частично заполняемые другими атомами, однако остаётся некоторое количество таких, которые останавливаются в неидеальных местах, то есть не вдоль симметричных линий решетки. Они обладают так называемой ЭНЕРГИЕЙ ВИГНЕРА, которую можно сравнить как потенциальную энергию шара, вкаченного на гору и балансирующего на её поверхности.
И когда таких атомов накапливается достаточно много, они могут внезапно и все разом высвободить свою энергию, что вызывает быстрое и значительное повышение температуры и, вполне возможно, пожар.
Считается, именно это и произошло на ядерном объекте в Уиндскейле.
Сразу после того как мировому сообществу стало известно о трагедии в Чернобыле, учёные, было, заговорили о том, дескать, и там тоже всё могло произойти в результате ЭФФЕКТА ВИГНЕРА. Однако позже выяснилось, что такое просто невозможно. Просто наш реактор работал при достаточно высокой температуре, при которой перестройка атомов в стержнях должна была произойти сама собой, без эксцессов. Собственно, именно поэтому физики-ядерщики рекомендуют обнулять ЭФФЕКТ ВИГНЕРА путём отжига материала замедлителей, нагревая их до температуры 250° C. А у нас она и так была штатной.
В общем, знания сила. Поэтому если у вас где-нибудь дома или на даче стоит графитовый замедлитель, который регулярно подвергается нейтронному облучению, не забывайте его периодически отжигать. Лучше перестраховаться, чем получить ещё один Уиндскейл!
Юджин Пол Вигнер, он же Йен Пал Вигнер (17 ноября 1902 – 1 января 1995) - венгерско-американский физик-теоретик, математик, лауреат Нобелевской премии по физике 1963 года "за вклад в теорию атомного ядра и элементарных частиц, в частности, за открытие и применение фундаментальных принципов симметрии".
Родился в Будапеште, Австро-Венгерская Империя, в семье кожевенника. Обучался на дому, с детства проявлял интерес к математике. В возрасте 11 лет заразился чем-то лёгочным, и его отправили на лечение в австрийский туберкулёзный санаторий, однако потом вернули, сказав, что диагноз был ошибочным.
Вигнер закончил ту же школу, что и его отец, но параллельно посещал ещё и занятия по иудаизму, которые вёл раввин.
В 1919 году его семья бежала в Австрию, спасаясь от коммунистов и вернулась, только когда сторонников Ленина зачистили. Любопытно, что реакцией на всё это стал переход Вигнера в лютеранство, который сам он назвал "антикоммунистическим решением", а вообще, по его словам, он никогда не был религиозным человеком.
В 1920 году юноша поступил в Будапештской технический университет, а когда этого ему показалось мало - в Высшую техническую школу Берлина. Там Вигнер общался с такими светилами науки как Макс Планк, Вернер Гейзенберг, Вольфганг Паули, Вальтер Нернст, Альберт Эйнштейн и др.
Получив высшее образование, он работал в Институте физической химии и электротехники кайзера Вильгельма и написал докторскую диссертацию на тему "Образование и распад молекул".
Тем более странным кажется следующий шаг этого человека, когда он вернулся в Будапешт и пошёл работал на кожевенный завод своего отца. Однако затем всё встало на свои места: его пригласили на работу в Берлин, предложив место в Институте кайзера Вильгельма, где нужен был специалист по рентгеновской кристаллографии. В общем, вы поняли, что кожа тут отдыхает.
Затем был ряд других предложений и мест работы, в честности, в Гёттингенском университете. Там Вигнеру очень не понравилось. Однако именно в этому вузе он заложил основы теории симметрий в квантовой механике и в 1927 году представил то, что сейчас известно как D-МАТРИЦЕЙ ВИГНЕРА и доказал ТЕОРЕМУ ВИГНЕРА, которая до сих пор считается краеугольным камнем математической формулировки квантовой механики.
В 1930 году Принстонский университет пригласил Вигнера на годичную лекционную работу с зарплатой, в 7 раз превышающей ту, которую он получал в Европе. Как раз это побудило молодого физика переименоваться и стать Юджином. А когда год закончился, контракт продлили ещё на пять лет, что было очень кстати, ибо к власти в Германии пришли нацисты.
Но в 1936 году Принстон не захотел далее держать у себя Вигнера, и тот перешёл на работу в Висконсинский университет, где познакомился со своей первой женой, которая очень быстро умерла. Физик был в отчаянии, и единственной радостью было то, что Принстон понял, какого человека лишился, и вновь пригласил Вигнера к себе в 1938 году. Так Йен-Юджин стал натурализованным гражданином США и перевёз к себе своих родителей.
Под влиянием Силарда и Эйнштейна, он присоединился к Манхэттенскому проекту по разработке атомной бомбы. При этом был так напуган успехами нацистов, что отказался снимать отпечатки пальцев, боясь, что его потом, если Германия всё-таки победит, немцы могут найти и убить.
В проекте Вигнер занимался проектированием ядерных реакторов для превращения урана в плутоний. И там он как раз использовал графитовые замедлители нейтронов, про которые в итоге узнал больше, чем все остальные физики вместе взятые.
К слову, в отличие от некоторых своих коллег, Вигнер никогда не жалел о работе над Манхэттенским проектом, более того, ститал, что надо было всё начинать гораздо раньше, и тогда бы атомная бомба появилась в США не в 1945, а в конце 30-х.
После войны он занял должность директора по исследованиям и разработкам в лаборатории Клинтона в Окридже, штат Теннесси. Но поскольку там ему не давали заниматься тем, что нравилось (экспериментами с радиоактивными материалами), он покинул этот пост и вернулся в Принстон. И хотя с годами Вигнер стал более философски относиться к жизни, всё равно, в 1963 году он призвал выделить 10% бюджета национальной обороны на ядерные и средства выживания, утверждая, что такие расходы будут менее затратными, чем разоружение. Он был настроен весьма решительно, и считал, что если даже ядерный удар русских убьет 20% американцев, его страна сможет оправиться от такого нападения быстрее, чем Германия оправилась от разрушений Второй мировой войны.
Но Нобелевскую премию ему дали не за это. Хотя...
Вы можете поддержать канал, перечислив любую доступную вам сумму на кошелёк ЮMoney 4100 1102 6253 35 (или на карту Райффайзенбанка 2200 3005 3005 2776). И поучаствовать в создании книги по материалам этих статей. Заранее всем спасибо!
