proatom.ru - сайт агентства ПРоАтом
Журналы Атомная стратегия 2021 год
  Агентство  ПРоАтом. 24 года с атомной отраслью!              
Навигация
· Главная
· Все темы сайта
· Каталог поставщиков
· Контакты
· Наш архив
· Обратная связь
· Опросы
· Поиск по сайту
· Продукты и расценки
· Самое популярное
· Ссылки
· Форум
Журнал
Журнал Атомная стратегия
Подписка на электронную версию
Журнал Атомная стратегия
Атомные Блоги





Обсудим?!
Способствует ли безопасности атомной отрасли закрытость (усиление режима)?
Да
Нет
Сильнее влияют другие факторы

Результаты
Другие опросы
Подписка
Подписку остановить невозможно! Подробнее...
Задать вопрос
Наши партнеры
PRo-движение
АНОНС
Вышло в свет второе издание двухтомника Б.И.Нигматулина. Подробнее
PRo Погоду

Сотрудничество
Редакция приглашает региональных представителей журнала «Атомная стратегия» и сайта proatom.ru. Информация: (812) 438-32-77, E-mail: pr@proatom.ru Савичев Владимир.
Время и Судьбы

[17/11/2020]     Критерий выбора технологии утилизации реакторного графита

Германский А.М. к.т.н, Санкт-Петербург

Работа посвящена анализу рисков, связанных с содержанием радиоактивного углерода  в утилизируемом графите. В течение многих лет автор исследовал последствия поступления радиоактивного углерода в виде 14СО2 в природную среду и последствия этого загрязнения.



Радиоактивный углерод, преобразуясь в радиоактивный диоксид углерода 14СО2, поступая в атмосферу, связывается растениями и по пищевой цепочке оказывается во всех живых организмах, в том числе, человеке. Становясь частью генетических молекул, он серьезно сказывается на продолжительности жизни человеческих популяций. Это говорит о важности системного анализа риска обращения с радиоактивным графитом, несмотря на чрезвычайно малые концентрации 14СО2 в атмосфере.

Образование радиоактивного углерода в реакторе происходит в основном в результате реакции 14N + n → 14C + p.

 Образующийся в отсутствии кислорода 14С в виде ультрадисперсных частиц адсорбируется на поверхностях реакторного графита. Суммарная активность такого графита показана в табл. 1.

Табл.1 Суммарная активность радиоактивного графита

Суммарная активность реакторного графита уже сейчас в разы превышает количество бомбового углерода, который был выброшен в атмосферу в период ядерных испытаний в атмосфере 1945-1980 гг. Поэтому понятно, насколько важен правильный выбор способов утилизации реакторного графита.

Одним из критериев, которому посвящена данная работа, является отсутствие стадий, на которых происходит образование диоксида углерода. В противном случае выделившийся в составе диоксида углерода 14С приобретает биогенный характер. Его влияние на здоровье человека происходит по весьма драматичному сценарию, который более 60 лет назад сформулировал академик А.Д.Сахаров. Оценки, сделанные Сахаровым в 1958 г., показали, что в результате ядерных испытаний в атмосфере содержание 14С в атмосфере  увеличится в разы (рис.1).

Рис. 1. Вариации содержания радиоуглерода в атмосфере за последние 500 лет

От такого ффекта пострадают миллионы людей. Руководству ядерных стран хватило мудрости оценить последствия от увеличения концентрации 14С в атмосфере для здоровья людей. И принять решение о запрете испытания ЯО в воздухе.

Пик концентрации 14С пришелся на 1965 г., когда его содержание в 1,7 раза превысило значение первоначального периода. Данная конференция, посвященная «Выводу из эксплуатации АЭС с уран-графитовыми реакторами, обращению с облученным реакторным графитом» позволяет испытывать осторожный оптимизм и надежду, что подобная мудрость будет проявлена и в этот раз при выборе технологии утилизации реакторного графита.

Оппоненты могут возразить: исходная концентрация 14С столь мала (1 атом изотопа на 1012 атомов углерода), что не может играть значимой роли в смертности людей даже при увеличении её в разы. С учетом численных значений периода полураспада 14С – T=5730 лет; количества атомов углерода, входящих в состав молекул ДНК человека – N0= 5×1025) можно рассчитать примерное число трансмутационных дефектов, возникающих в организме человека за год - Nt=1 по формуле:

Nt=1 = 10-12×N0×(1-2 -1/T) (1)

Суммарное количество ДНК в гаплоидном геноме человека равно 3,4×109 нуклеотидных пар азотистых оснований. В одной нуклеотидной паре в среднем 9 атомов углерода. Количество клеток в организме человека ~1015. Соответственно, суммарное число атомов углерода, входящих в ядерный геном человека, составляет

3,4×109×9×1015 =3,1×1025. То есть Nо=3,1×1025.

Количество трансмутационных эффектов, возникающих в организме человека за год (Nt) по формуле (1):

Nt =Nо(1 – 2-1/T)/1012 = 3,1×1025×(1 – 2-1/5730)×10-12 ≈ 6×109

За год в организме человека происходит 6*109 подобных эффектов, то есть - сотни ежесекундно.


Динамика естественной смертности населения

Установить факт непосредственного воздействия 14С  на организм человек позволяет анализ динамики естественной смертности населения в разные исторические периоды. Были изучены как динамика самой  естественной смертности, так и параметров её возрастной зависимости – Rе и αе, т.н. параметры Гомперца. Показатель смертности отражает вероятность гибели человека в течение года, которая с возрастом, как это впервые было показано в 1825 г. специалистом по страхованию жизни Б. Гомперцом, экспоненциально возрастает.

Показатель общей смертности населения обусловлен смертью людей, как от естественных, так и от случайных причин (несчастных случаев, травм, убийств, стихийных бедствий, эпидемий и т.д.). Экспоненте строго подчиняется именно возрастная зависимость смертности от естественных причин (qe), которая интересует нас в данном анализе:

qе=Rе×exp(αе×t)  (2),

где Rе, αе – коэффициенты возрастной зависимости естественной смертности (параметры Гомперца); t – возраст человека.

Возрастная зависимость естественной смертности представляет собой параметрическую экспоненту, где предэкспонента - коэффициент Rе, подэкспонента - коэффициент αе, умноженный на время жизни.

Эта формула была выведена Б. Гомперцем, служащим страховой компании, который обрабатывал данные по смертности людей для установления оптимальных налогов при страховании жизни.

В период снижения концентрации 14СО2, который заканчивался в 1950 г., наблюдалось снижение 14С, обусловленное сжиганием мертвого углерода – нефти, каменного угля, природного газа, в которых 14С давно ушел в небытие. Это явление впервые было открыто Зюссом: снижение концентрации 14С в атмосферном СО2 из-за поступления в атмосферу нерадиоактивного углерода, выделяющегося при сжигании ископаемого топлива. И названо его именем.

После 1950 г., когда произошел всплеск концентрации 14С, связанный с проведением ядерных взрывов в атмосфере, концентрация радиоуглерода в биосфере, в том числе и в
организме людей, резко (в историческом масштабе) возросла – более чем в 1,5 раза, а после запрета на испытания с 1965 г. стала стремительно падать. Практически синхронно с этой кривой варьирует смертность среди мужчин.

Рис.2. Историческая динамика естественной смертности населения Норвегии и Швеции в возрасте 50-ти лет:

1, 2 – мужское и женское население Норвегии; 3, 4 - мужское и женское население Швеции.

В первый период монотонного снижения 14С на 2,5 промиля с 1950 г. наблюдается стабильное понижение смертности населения на 60-70% относительно начала периода, т.е. 1950 г. Параметры Гомперца Rе, αе, в первый период характеризуются разнонаправленными трендами: Rе монотонно снижается, αе монотонно возрастает независимо от гендерной принадлежности изучаемых групп населения.

Рис. 3. Историческая динамика параметров Rе и αе возрастной зависимости естественной смертности населения: а) – Норвегия; b) – Швеция

Из графиков видно, как радикально меняется картина естественной смертности во втором периоде, когда произошел всплеск концентрации 14С. За ростом концентрации 14С (рис.2) произошел всплеск естественной смертности мужского населения Норвегии. И уменьшение практически до нуля смертности  мужского и женского населения Швеции. После определенного временного лага упали темпы снижения смертности  женского населения Норвегии.

Во второй период, как правило, экстремальная форма – максимум 14С  - приобретает взрывной характер (рис.3), максимумы и минимумы в динамике Rе и αе. Будем рассматривать это как индикатор нештатных процессов. В период повышенной концентрации 14С в атмосфере происходит изменение профиля возрастной зависимости естественной смертности людей.

Аналогичная картина наблюдается для других стран Западной Европы (рис.4), Австралии, США, что указывает на глобальный характер данного явления.

Рис.4. Динамика естественной смертности населения Дании в возрасте 67 лет

Кривые 1,2,3 – мужское население; кривые 4,5,6 – женское население; 1 и 4 – смертность; 2 и 5 - вероятный ход кривых смертности после 2002 г.; 3 и 6 – основной тренд исторической динамики смертности.

Анализ исторической динамики смертности проведен на примере более 20 стран мира.

 

Выводы

Внедрение технологий, решающих проблему утилизации реакторного графита, в которых предусмотрены стадии, сопровождающиеся образованием диоксида углерода – 14CO2 недопустимо.

Выделившийся на таких стадиях в атмосферу в составе диоксида радиоуглерод приобретет биогенный характер.

Если от подобных «грязных» технологий не отказаться заблаговременно, то количество вновь поступившего в атмосферу радиоуглерода может превысить количество бомбового 14С, выброшенного в атмосферу за весь период атмосферных испытаний 1945-1980 гг. со всеми вытекающими последствиями.

 

Эпидемия коронавируса как эхо ядерных испытаний в атмосфере

С позиции радиоуглеродного механизма старения (РМС), в индустриально и социально развитых странах, где общая смертность наиболее близка к естественной, следует ожидать период ее подъема и последующий спад. Согласно динамике содержания радиоуглерода в биосфере, в этот процесс будет вовлечено население, родившееся в период с 1956 по конец 1990-х гг. При этом координаты максимума M естественной смертности населения той или иной возрастной группы на исторической шкале будут соответствовать максимуму концентрации радиоуглерода в биосфере (1966 г.) плюс возраст группы t: М = t+(1966±2), год. Этот прогноз был опубликован еще в 2013 г., задолго до происходящих в настоящее время эпидемиологических событий, что исключает его конъюнктурную направленность.

 

Литература

1. О.В. Бодров, В.Н. Кузнецов, О.Э. Муратов, А.А. Талевлин. Обращение с реакторным графитом. Возможные решения при выводе из эксплуатации реакторов РБМК. Журнал «Атомная стратегия XXI» №159. С.3.

2. А. Д. Сахаров. Радиоактивный углерод ядерных взрывов и непороговые биологические эффекты. Атомная энергия 1958; т. 4; № 6: 576-580.

3. Germanskaia A.A. Natural background radioactive carbon and the natural death rate of people//Rejuvenation Research. 2006. Vol.9, N2. P. 302- 308.

4. Gompertz B. On the nature of the function expressive of the law of human mortality and on a new mode of determining life contingencies// Philos. Trans. Roy. London. 1825. Vol.A. N115. P.513 - 585.

5. Германский А.М. Математическая модель накопления дефектов в ДНК и закономерности смертности людей. В сб. статей. Доклады МОИП. Том 55. Секция Геронтологии. С. 53-69. М.: МОИП, 2013. 107 с.

6. Германский А.М. Радиоактивный углерод в атмосфере и естественная смертность людей. LAP Lambert Academic Publishing (2019-01-10)

 

Статья подготовлена по материалам доклада на конференции по выводу из эксплуатации уран-графитовых реакторов, октябрь 2020 г. Сосновый Бор

 

 
Связанные ссылки
· Больше про Обращение с РАО и ОЯТ
· Новость от Proatom


Самая читаемая статья: Обращение с РАО и ОЯТ:
Снятие АЭС с эксплуатации: проблемы и пути решения

Рейтинг статьи
Средняя оценка работы автора: 4.5
Ответов: 8


Проголосуйте, пожалуйста, за работу автора:

Отлично
Очень хорошо
Хорошо
Нормально
Плохо

опции

 Напечатать текущую страницу Напечатать текущую страницу

"Авторизация" | Создать Акаунт | 31 Комментарии | Поиск в дискуссии
Спасибо за проявленный интерес

Re: Критерий выбора технологии утилизации реакторного графита (Всего: 0)
от Гость на 17/11/2020
В бомбах-то С14 почти не нарабатывается: в них другие нуклиды светящие на порядки больше. Сама по себе величина 730 ПБк сравнима с активностью ОЯТ одной отработавшей топливной загрузки маленького реактора БОР-60. 


[ Ответить на это ]


Re: Критерий выбора технологии утилизации реакторного графита (Всего: 0)
от Гость на 17/11/2020
  • Сахаров, конечно, голова. Спору нет. 
  • Посмотрим внимательнее на рис.1., приобщимся к великому пророчеству.  
  • В 1965 пик составил 7 номиналов (700%), а вовсе не 1,7 номинала, как увидел автор статьи. В 2000 упал до 2 номиналов. Читаемая картинка легко находится Инете.  
  • Вклад С-14 в эффективную дозу составлял примерно 1% от годовой эффективной дозы естественного облучения, при номинале в концентрации углекислого газа в 1900 году (порядка 200 Бк/кг С, при доле 1,5Е-12). В пике достигал 7% в 1965 году. 
  • Предположим, что наши потомки решат сжечь этот графит в топке электростанции, и сожгут 200 тысяч тонн в течение года. То есть случится самый жесткий вариант распространения С-14 в атмосфере планеты. 
  • Нетрудно посчитать, что концентрация С-14 возрастет в 3 раза выше, чем во время "научных исследований" по изучению взрывных ядерных процессов в атмосфере в 1945-1960 годах. 
  • Итого, вклад в годовую эффективную дозу естественного излучения повысится до 21%. 
  • Население планеты вместо 1 мЗв/год получит 1,21 мЗв/год. В среднем по Северному Полушарию. 
  • В то же самое время, содержащийся в графите РБМК плутоний, при сжигании отработанного реакторного графита, повысит годовую дозу в атмосфере Северного Полушария до 20-50 мЗв/год. Вот это и есть та опасность, которая может резко сократить продолжительность жизни человека, в несколько раз. Мы будем наблюдать реальный жесткий соматический эффект, с детерминированными изменениями в составе крови. Умрет родитель, а не его не родившиеся потомки. 
  • Вот поэтому не рекомендуется сжигать реакторный графит, сразу весь, в течение короткого периода. 
  • И ещё. 
  • Как образуется бомбовый радиоуглерод, Сахаров нам объяснил, и автор привел это объяснение. А как образуется С-14 в РБМК? Как образуется С-14 в ВВЭР? Может, всё-таки из реакторного графита, а не из воздуха? Автор противоречит другому автору, О.Э. Муратову, который утверждал неделю назад на Проатоме, что С-14 в РБМК образуется в графитовой кладке под воздействием нейтронного потока. И сечения реакций привел. 
  • Дементий Башкиров


[ Ответить на это ]


Re: Критерий выбора технологии утилизации реакторного графита (Всего: 0)
от Гость на 17/11/2020
Башкирову. Вроде бы уже созданы достаточно эффективные системы улавливания веществ в продуктах сгорания. Может быть нужно направить усилия науки и промышленности на создание такой системы, когда С14 практически полностью будет оседать на фильтрах. Тогда сжигание графита в печах будет правильным.  


[
Ответить на это ]


Re: Критерий выбора технологии утилизации реакторного графита (Всего: 0)
от Гость на 17/11/2020
"Может быть нужно направить усилия науки и промышленности на создание такой системы, когда С14 практически полностью будет оседать на фильтрах. Тогда сжигание графита в печах будет правильным." Зачем сжигать? Если даже уловили весь СО2 на мокром щелочном скруббере и получили например карбонат кальция, его объем будет в разы больше, чем исходного графита, а "растворимость" возможно и выше. Мокрый размол и цементирование. Можно и не молоть, но так больше объем упаковок для захоронения


[
Ответить на это ]


Re: Критерий выбора технологии утилизации реакторного графита (Всего: 0)
от Гость на 18/11/2020
  • ИМХО, основная проблема графита в том, что ни эксплуатирующая реактор организация, ни конструктор реактора, ни научный руководитель не готовы тратить "свои" деньги на вывод реактора из эксплуатации. 
  • Для того, чтобы привести площадку отработавшей АЭС в состояние зеленой лужайки, не хватит средств, имеющихся в Росатоме, включая личные сбережения всех сотрудников. 
  • Необходимо признать, что АЭС работает в убыток для россиян, и будет приносить убытки многим поколениям наших потомков. Ведь ВЭ РБМК - это  головная боль у нас, потомков безумных атомщиков предыдущих поколений. 
  • Автор статьи притягивает за уши бомбовый радиоуглерод, вводя в заблуждение читателей. Ведь во время взрывов поражающий эффект осколков деления с периодами полураспада до 30 лет, в миллионы раз выше, чем С-14. 
  • Пик концентраций осколков и актинидов совпадает по времени с пиком выбросов С-14, и разделить поражающие эффекты нет никакой возможности. Точно также другой ученый напишет о совпадении выбросов Cs-137 со смертностью в Европе. Третий о выбросах Sr-90, тридцать третий о выбросах Се-144.
  • Суть всего можно было выразить в одной фразе - немедленно запретить испытания (научную работу) ядерных зарядов в атмосфере. Что и было сделано 55 лет назад.  
  • Что касается выводов в статье, то запрет сжигания графита вовсе не следует из результатов работ предыдущих 75 лет. Нельзя выбрасывать радиоактивные вещества в атмосферу, в том числе и радиоактивный газ СО2, выше разрешенного предела. Это большая разница. 
  • Эффективные мокрые ловушки связывают СО2 в малорастворимые карбонаты вместе с другими РВ. Но это будет под миллион кубов среднеактивных РАО, которые состоят на 99,9% из актинидов и осколков деления, находящихся в "грязном" графите. Дорого. 
  • Упаковка графита в герметичные нержавеющие контейнеры также решает проблему. Дорого. 
  • Способов выполнить требования НРБ множество, но все они неприемлемо дороги. Обосновать бездействие или захоронение "грязного" графита на месте невозможно - пределы по актинидам будут превышены в десятки тысяч раз. 
  • Есть еще одна проблема - нераспространение ядерных материалов. При бездействии в отношении графитовой кладки РБМК, в руки посторонних лиц может попасть плутоний из просыпанного в кладку ОЯТ. Учет и контроль ЯМ, находящихся в "грязном" графите много десятков лет не осуществлялся. 
  • Единственный способ отделить графит от плутония - перевести графит в газ. Другими словами - сжечь "грязный" графит. Дорого. Опасно. Требуется многоступенчатая очистка отходящих газов и оборудование для сбора ядерных материалов. Требуется высококвалифицированный персонал, радиохимики, понимающий уровень сложности и опасности предстоящих работ. 
  • Выводы. 
  • Технологии обращения с графитом давно разработаны, но они неприемлемо дороги для мирной атомной энергетики. 
  • Единственный способ избежать проблем в будущем - не строить графитовые реакторы. (пункт выполнен)
  • С-14 в составе отработанного графита не представляет глобальной угрозы, опасен только для персонала. Выброс С-14 при сжигании, всего накопленного в мире 200 000 тонн отработанного графита, в атмосферу планеты составляет до 20% от естественного фона планеты (0,2 мЗв/год из 1 мЗв/год), и не представляет серьезной опасности для населения. 
  • Серьезную опасность для населения планеты составляют "просыпи" ОЯТ, находящиеся в аварийных графитовых кладках. Средний уровень радиоактивного загрязнения планеты может быть превышен в 20-50 раз, то есть достигнет пределов профессионального облучения. 


[
Ответить на это ]


Re: Критерий выбора технологии утилизации реакторного графита (Всего: 0)
от Гость на 18/11/2020
Смысл сжигания неясен. Либо цементировать и захоранивать, причем значительную часть приповерхностно, либо хранить для потомков, может научатся делать дешевые алмазные вечные батарейки. Нужны исследования выщелачиваемости прежде всего. Судя по закупкам, этой темой должен заниматься ИФХЭ, но открытых результатов пока нет. Возможно, большая пористость облученного графита не позволит получить хорошие результаты, с другой стороны - химически это достаточно стойкое вещество. Может, пропитку какую предложат. Насчет просыпей уважаемый Дементий возможно сгущает краски, это важно при консервации ПУГРов, в случае извлечения графита  наличие в нем килограммовых количеств ЯМ маловероятно.


[
Ответить на это ]


Re: Критерий выбора технологии утилизации реакторного графита (Всего: 0)
от Гость на 18/11/2020
Специфика С14 состоит в том, что он не только приводит к облучению, он может включаться в генетические молекулы ДНК, и, распадаясь до N14, искажает считывание генетической информации, что и приводит к эффектам, описанным автором. Подробнее см. в докладе http://decommission.ru/wp-content/uploads/2020/03/Grafit_16.03.2020_%D1%80%D1%83%D1%81.pdfа также в материалах из списка литературы статьиОлег Бодров


[
Ответить на это ]


Re: Критерий выбора технологии утилизации реакторного графита (Всего: 0)
от Гость на 18/11/2020
Как можно улавливать продукты сжигания графита описано в докладе http://decommission.ru/wp-content/uploads/2020/03/Grafit_16.03.2020_%D1%80%D1%83%D1%81.pdfПроблема в том, что после улавливания продуктов горения возникает еще бОльшая масса радиоактивных отходов. Олег Бодров 


[
Ответить на это ]


Re: Критерий выбора технологии утилизации реакторного графита (Всего: 0)
от Гость на 18/11/2020
Уважаемый Дементий, посмотрите на рис. 1 ВНИМАТЕЛЬНЕЕ: по вертикальной шкале отложены не проценты, а промилле.  Тогда в частях будет:  1 ч. + 0,7 ч = 1,7 ч, что в 1,7 раза больше 1.  Думаю, что это не трудно будет усвоить. А вот приобщиться  к «великому пророчеству» будет сложнее - необходимо ознакомиться с литературой по ссылкам [5], [6].Александр Германский, автор презентации на конференции http://decommission.ru/2020/10/27/decommission_2020/ , по которой подготовлена статья


[
Ответить на это ]


Re: Критерий выбора технологии утилизации реакторного графита (Всего: 0)
от Гость на 19/11/2020
  • Ошибку с промилле признаю. Был неправ. 
  • Исправляю расчет. 
  • Получается, что вклад бомбового радиоуглерода пренебрежимо мал, и составляет всего 70% от природного уровня. 
  • Поясняю мои расчеты. Вклад радона и дочерних от радона в эффективную дозу составляет примерно 40% от естественного излучения. К-40 дает еще 40%. Остальное это космическое, и лишь около 1% это природный С-14. 
  • МАксимально разрушают ДНК тяжелые заряженные частицы, имеющие на два порядка большую плотность ионизации (линейного поглощения в веществе).
  • Возможно, Вы правы, но Ваши аргументы в статье не видны. 
  • Какой вклад в эффективную дозу дает С-14? Какой у него дозовый коэффициент? Какой у плутония дозовый коэффициент? С ответов на эти вопросы,  В НРБ ,начинается понимание опасности радиоуглерода.
  • Дементий Башкиров


[
Ответить на это ]


Re: Критерий выбора технологии утилизации реакторного графита (Всего: 0)
от Гость на 17/11/2020
Сахаров обманул мировую общественность ложью о том, что действие радиации якобы НЕ пороговое. На самом деле оно пороговое, а малые дозы даже укрепляют организм тренируя его иммунитет и поддерживают в тонусе способность к самовосстановлению. 
Напугав человечество обманом, Сахаров предотвратил массовое уничтожение врагов ядерным оружием в войнах. Без него - даже если бы победили в глобальной войне - выжмвшие ходили бы сейчас между землянками в опалённых дальними термоядерными взрывами телогрейках. 


[ Ответить на это ]


Re: Критерий выбора технологии утилизации реакторного графита (Всего: 0)
от Гость на 17/11/2020
...ходили бы в опалённых дальними термоядерными взрывами телогрейках и приговаривали: " - Истопник сказал что СтоличнаяОчень хороша от стронция:Это ж, братцы, радиацияА не просто купорос".
Это были бы жители деревень и малых городов. Которые увидели бы вспышки термоядерных взрывов на границе зоны поражения - километрах в 20 от 20-Мегатонного султана, залегли в канаве, подождали 40 секунд подхода двух ударных волн /прямой и отражённой от Земли/, и после этого - свободны если ветер с тонной осколков деления дует не в их сторону. 
Сахаров сознательной ложью, о якобы "непороговости" действия радиации, избавил человечество от таких реалий жизни.



[
Ответить на это ]


Re: Критерий выбора технологии утилизации реакторного графита (Всего: 0)
от Гость на 17/11/2020
Цитата текста автора:
"Образование радиоактивного углерода в реакторе происходит в основном в результате реакции 14N + n → 14C + p"

Когда в 1990-е жители бывшего СССР, учёные, массово поехали в США работать и многие даже по специальности, американцы зачастую оценивали их уровень:
" - Видал я этих кандидатов, многие из них на приличного инженера-то не тянули!".
Наши естественно возмущались, искренне считали что к ним придираются чтобы платить меньше. Увы нет, есть в оценке доля истины: и по актуальности знаний-навыков именно переднему краю науки, и по привычке-способности длительно держать напряжённый темп работы а не только в коротких авралах, ну и по системности подхода к делу в целом, по отсутствию откровенных пробелов в подготовке.

Ладно, прекратим критику: опечатку или даже ошибку каждый допустить может.
Реакция (n,p) на азоте-14 происходит только в нитридном топливе. Его массово не применяли из-за высокого поглощения тепловых нейтронов азотом-14, необходимости применять разделённо-изотопный азот-15 которого в неограниченном природном источнике - азоте атмосферы имеющемся в любом месте на планете - содержится 0,37%. Методы разработаны а серийное производство N15 до развала СССР не налажено, а потом и вовсе по%ерено. 

Таким образом, только в экспериментальных маломощных реакторах игрались с нитридным топливом. Оно по плотности выигрывает 30% у оксидного, и только одно ядро N15 на ядро урана вместо двух ядер кислорода, т.е. выигрыш в коэффициенте воспроизводства плутония. Плюс теплопроводность лучше чем у оксида. Нитридное топливо разрабатывалось полвека для быстрых реакторов, но по словам Дементия, в НИИАР положение с обеспечением снабжения разделённо-изотопным азотом-15 иначе как бедственным не назовёшь:
*
Признают что N15 ценен и нужен;
*
Обещали привезти чтоб делать из него экспериментальные загрузки БОР-60;
*
За много лет так и не привезли.

Таким образом, в графитовом реакторе С14 берётся от захвата нейтронов на природном изотопе C13 c сечением для тепловых нейтронов около миллибарна.
Углерод в природе ДВУХ-ИЗОТОПНЫЙ химэлемент: 98,9% С12 и 1,1% С13.
На котором имеет место C13(n,gamma)C14.




[ Ответить на это ]


Re: Критерий выбора технологии утилизации реакторного графита (Всего: 0)
от Гость на 18/11/2020
Образование радиоуглерода в реакторах РБМК происходит в результате прохождения нейтронного потока через азотно-гелиевую смесь, продуваемую между технологическими каналами и графитовой кладкой. Так что в реакторах РБМК это основной механизм образования С14. Олег Бодров


[
Ответить на это ]


Re: Критерий выбора технологии утилизации реакторного графита (Всего: 0)
от Гость на 20/11/2020
Под каким парциальным давлением азот продувается и какова объёмная доля в процентах у каналов продувки в кладке?Плотность графита 1600, у азота при 1 атмосфере 1,25 килограмма на кубометр.Сечение азота 1,7 барна; углерода13го - 1, 3 миллибарна. Объёмная доля углерода-13 равна 1% активной зоны, каналов продувки азота - должна быть невелика. Иначе бы азот вносил большую отрицательную реактивность и приводил к неэкономичному сжиганию ядерного топлива.
. Даже если эффекты (n,p) и С13 сравнимые, неточность текста указавшего (n,p) реакцию как единственный механизм в чём:при нём активность была бы на поверхности каналов продувки азота, тогда как за счёт механизма с С13, активность углерода-14 распределена по всему объёму облученного графита. 


[
Ответить на это ]


Re: Критерий выбора технологии утилизации реакторного графита (Всего: 0)
от Гость на 19/11/2020
Спасибо за этот комментарий ! Вы написали - "Таким образом, в графитовом реакторе С14 берётся от захвата нейтронов на природном изотопе C13 c сечением для тепловых нейтронов около миллибарна." . === Чтобы понять как именно из углерода -13 возникает углерод-14 достаточно посмотреть на модель углерода-13 - https://my.mail.ru/mail/owt2012/photo/1191/1798.html ,    а затем на модель углерода-12 – https://my.mail.ru/mail/owt2012/photo/1191/1281.html   и Вам сразу станет ясно, что к любому протону может «прилипнуть» нейтрон … Этот нейтрон будет иметь только одну связь – это связь с данным нейтроном… Но… Но раскрутить данный нейтрон не так то просто… Почему… Посмотрите – по каждой оси Вы имеете аналог «альфа-частицы» - разница в том, что в углероде -13 получается дополнительная «проставка» из центрального нейтрона и поэтому два вращающихся протона создают довольно внушительное магнитное поле, которое , если Вы это понимаете, проходит через центр и протонов и всех нейтронов на этой оси… Все это мешает этому нестабильному нейтрону раскручиваться…Но… Но если к такому нейтрону «подвести» альфа-частицу, то магнитное поле и альфа-частицы и углерода-12 начнёт переформатировать геометрическое расположение всех частиц – это и есть ядерная реакция – она имеет магнитную природу… Результатом этого переформатирования и ВЗАИМНОГО влияния будет новый формат ядра – это и есть кислород-18 - https://my.mail.ru/mail/owt2012/photo/1191/1274.html Черепанов Алексей Иванович


[
Ответить на это ]


Re: Критерий выбора технологии утилизации реакторного графита (Всего: 0)
от Гость на 19/11/2020
Досадная опечатка произошла - следует читать - "то магнитное поле и альфа-частицы и углерода-13 начнёт переформатировать геометрическое расположение всех частиц"


[
Ответить на это ]


Re: Критерий выбора технологии утилизации реакторного графита (Всего: 0)
от Гость на 19/11/2020
Добавляю модель углерода-13 с указанием зон притяжения и зон отталкивания в ядре -  https://my.mail.ru/mail/owt2012/photo/1191/1800.html  Кстати... Почему свободный нейтрон – реакторный нейтрон, способен «прилипать» или магнититься к ядрам и «делать» их радиоактивными или правильнее «нестабильными» ? А потому что свободный нейтрон вращается и это вращение ему придают фотоны… После того как нейтрон примагнитился , а ещё правильнее в фазе «стыковки» с ядром , а еще вернее с протоном ядра, вращение нейтрона по смыслу начинает замедлятся… Почему ? Моя догадка (гипотеза) состоит в том, что протон прецессирует, а нейтрон откликается на эту прецессию и за счёт взаимного действия вращение нейтрона замедляется… Вращение нейтрона фотонами придает ему магнитные свойства… В стабильном ядре нейтроны не вращаются – это также следует из здравого смысла… Именно вращение свободного нейтрона приводит к его распаду…- образование электрона при распаде, который катапультируется «вторичным магнитным полем» северным магнитным полюсом вперед - https://my.mail.ru/mail/owt2012/photo/1191/1802.html и образование электрона при распаде, который катапультируется «вторичным магнитным полем» южным магнитным полюсом вперед - https://my.mail.ru/mail/owt2012/photo/1191/1801.html Второй электрон Андерсон в 1932 году принял за позитрон… Ему простительно… Собственный магнитный момент электрона был открыт только через 15 лет…   Сомневайтесь в моей правоте – только так развивается физика… Черепанов Алексей Иванович


[
Ответить на это ]


Re: Критерий выбора технологии утилизации реакторного графита (Всего: 0)
от Гость на 18/11/2020
Какие атомщики тупые. Надо подвергнуть радиоактивный графит воздействию по методу Юткина. Вначале весь графит превратится в порошок, в потом радиоактивные изотопы начнут превращаться в стабильный изотоп. Возможно, долбить графит (углерод) придётся долго, но, знаю, что всё будет хорошо.


[ Ответить на это ]


Re: Критерий выбора технологии утилизации реакторного графита (Всего: 0)
от Гость на 18/11/2020
Слабым местом статьи является гипотеза зависимости смертности от выбросов именно с-14 при ядерных взрывах. Почему именно с-14, а не цезий или стронций? Почему это выразилось заметно именно на мужчинах, и то только в запенсионном возрасте?


[
Ответить на это ]


Re: Критерий выбора технологии утилизации реакторного графита (Всего: 0)
от Гость на 18/11/2020
Особенность С-14 состоит в том, что он может включаться в ДНК и РНК - генетические молекулы и это является ключевой особенностью последствий влияния радиоуглерода. Более подробно можно познакомиться здесь http://decommission.ru/wp-content/uploads/2020/03/Grafit_16.03.2020_%D1%80%D1%83%D1%81.pdfа также в других публикациях А. Германского, см. список литературы к статье  Олег Бодров


[
Ответить на это ]


Re: Критерий выбора технологии утилизации реакторного графита (Всего: 0)
от Гость на 18/11/2020
Надо тщательнее готовиться.


[
Ответить на это ]


Re: Критерий выбора технологии утилизации реакторного графита (Всего: 0)
от Гость на 20/11/2020
Неубедительное утверждение. 
Например, калий участвует в синтезе РНК, аппарате наследственности, клеточном росте и в процессе деления клеток. Калия-40 в природе на много порядков больше, нежели углерода-14. Те же рассуждения применимы и к тритию, которого тоже много больше, чем С-14. И с радием-та же история. Но их то количество в природе никак не связано с ядерными испытаниями.Опять же, почему критично чувствительными оказались именно мужчины, Ваша версия никак не объясняет.
Так что, гипотеза повышения смертности из-за выброса С-14 при испытаниях ЯО ничем не подтверждена, и потому весьма сомнительна.


[
Ответить на это ]


Re: Критерий выбора технологии утилизации реакторного графита (Всего: 0)
от Гость на 21/11/2020
Слабым местом статьи является гипотеза зависимости смертности от выбросов именно с-14 при ядерных взрывах. Почему именно с-14, а не цезий или стронций? Почему это выразилось заметно именно на мужчинах, и то только в запенсионном возрасте?

Ответить на это ]Почему именно 14С?…1)Среди Вами перечисленных - только 14С генетически значимый элемент, образующий точечный дефект в структуре ДНК и РНК2) Общий глобальный, пандемический характер повышения содержания 14С и роста естественной смертности. По отдельному запросу 89117720364@ya.ru могу выслать Сборник, который состоит из трех частей, расположенных на пяти отдельных файлах, содержит 379 рисунков и 2 таблицы, отражающих результаты ретроспективного исследования влияния атмосферного радиоуглерода на естественную смертность людей..  Цезий, стронций и прочие изотопы выпадают относительно близко от места взрыва бомбы. Загрязнения ими носят локальный характер.Запенсионный возраст ..?Речь идет о реакции естественной составляющей смертности, которая начинает доминировать после 60 лет.Заметно именно на мужчинахДействительно, в случае естественной смертности женского населения этот эффект выражен слабее (см. рис. 4).  Можно предполагать, что мы, таким образом, наблюдаем эволюционно выработанный защитный механизм, отвечающий за выживаемость вида.А.М. Германский


[
Ответить на это ]


Re: Критерий выбора технологии утилизации реакторного графита (Всего: 0)
от Гость на 19/11/2020
Цитата:
"
основная проблема графита в том, что ни эксплуатирующая реактор организация, ни конструктор реактора, ни научный руководитель не готовы тратить "свои" деньги на вывод реактора из эксплуатации."

Последние 30 лет, после неоправданного ужесточения правил обращения с радиоактивными веществами - зачастую носящих не просто забюрократизированный, а придирчивый и запретительный характер - был не решён такой вопрос.

Вот, якобы во благо, навесили нормами-правилами кучу обременений на обращение в РВ и РАО. Много сил и времени требуется на работы с источниками, особенно больше МЗА. Одна подготовка комплекта документов для согласования заказ-заявок чего стоит.

И при этом - никто не дал организациям на места дополнительных сил и средств под выполнение этой работы. Не понятно, с каких источников финансировать закупку РВ для институтов РАН. Со статьи "непредвиденные расходы"? Оно небольшая, чтобы всё с текущего счёта оплачивать.

Кроме того, фактически несколько человек вынуждены только и делать что заниматься интерактивной отчётностью с проверяющими структурами. А основную работу с оборудованием, "с железом", проведение научных исследований - с них никто не снимал.

И получается, что бюрократическая отчётность как неотложная проводится в ущерб уставной деятельности предприятия. Не хочется думать, что это была цель авторов нормативных документов.

При новых реалиях, приходится направлять на обучение на курсы специальных людей для работы с компьютерной программой отчётности, платить деньги на авиабилеты и за гостиницу. Откуда их брать если в смете не предусмотрены?

Авторы запретительных перестраховочных норм, занижатели МЗА и МЗУА, ни копейки не дали дополнительно организациям для компенсации трудовых (рабочего времени) и материальных издержек которые несут новые нормы-правила. А между тем, реальные трудовые силы исследователей на местах - слабее чем многие себе воображают. В одном из институтов, в лаборатории где 21 человек числятся, ни одного в течение дня нет на рабочем месте. Они старше 65 и хором ушли на карантин под предлогом короновируса. Сидят дома ничего не делают. Серьёзного объёма аналитической работы, нужного для отчётности, они давненько не делали - а новомодными компьютерными рабочими инструментами, программами, и вовсе отродясь не владели.
Лучше бы работали по-старинке, тогда бы пенсионеры хоть что-то для ядерной науки смогли сделать.

Авторы же норм каверзные пункты ввели: например, в "Радон" истекшие источники вывозятся "БЕЗ передачи права собственности", то есть источника в будущие годы в организации давно нет а деньги на его кондиционирование, цементирование, хранение бочек - с организации продолжают тянуть. Суммы небольшие но бумажной волокиты много и заниматься вынужден ею высокопоставленный сотрудник аппарата управления.

Так что графит - не исключение, это просто яркий пример когда не ясно откуда брать деньги.

Полагаю, оптимальным решением было бы предоставление предприятиям государственной помощи компенсирующей все издержки на подобные работы вызванные ужесточением экологического законодательства.
Допустим, хотят любопытствовать и получать сведения о точном нуклидном составе выбрасываемом из красной трубы в атмосферу - пусть предоставляют предприятию, сверх обычного финансирования, средства на закупку дорогущего германиевого спектроанализатора.

При действующих нормах, Дирекции склонны минимизировать любые работы с ИИИ, по возможности воздерживаются от закупки новых и сдают старые. Так просто себе спокойнее по количеству отчётности, волокиты. Какой может быть технологический прогресс в стране?

Формально говоря, есть и сейчас некие сдачи в "РАДОН" бесплатно, по госпрограмме, однако оговорено таким количеством волокиты и необходимостью вникания в нюансы, что надолго и полностью поглощает всё рабочее время двух-трёх сотрудников аппарата управления либо, по меньшей мере, завлабов.


Прочитать остальные комментарии...


[ Ответить на это ]


Re: Критерий выбора технологии утилизации реакторного графита (Всего: 0)
от Гость на 20/11/2020
Цитата:
"предоставление предприятиям государственной помощи"

Уточнение: имеется ввиду материальная помощь.
Для ведения отчётности нужны дополнительно две-три ставки, порядка 1 миллиона рублей в год на зарплату. Плюс командирование на обучение, деньги на закупку и поверку хорошего дозиметрического комплекта, плюс разъезды за получением разрешительных документов и работы по сдаче ИИИ и дальнейшему сопровождению их кондиционирования, захоронения если таковое требуется. Плюс работы по мониторингу доз облучения персонала, особенно если помимо гамма-доз любопытствуют знать ещё и нейтронные дозы что в разы дороже.

Сейчас предприятия поставлены перед фактом: вынуждены оплачивать все эти работы, вне котировок и конкурсов, "с текущего счёта организации". А он не резиновый.

И нужно учитывать, что де-факто институты живут и работают в условиях ежегодного падения реальной силы коллектива: как количественной - сокращается, так и качественной - стареет, как люди так и оборудование. В этих условиях выделить 3 человека на формальную отчётность, плюс ещё 3 человека на поддержание САЙТА организации "в актуальном состоянии" (чего несколько лет назад не было равно как и сайта), плюс кошение травы летом на территории и отопление полу-пустых зданий. Приводит к тому, что по основной научной и технологической деятельности, работы многих предприятий фактически свёрнуты.

Вывод.
К авторам нормо-творчества пожелание: когда вводите новую норму - прописывайте предоставление для организации дополнительного источника финансирования, чтобы выполнение формальных норм не скукоживало основную уставную деятельность предприятий. 



[
Ответить на это ]


Re: Критерий выбора технологии утилизации реакторного графита (Всего: 0)
от Гость на 20/11/2020
Забавная логика! Оказывается во всех бедах виноваты санитарные органы, а не бездарные управленцы, развалившие предприятия отрасли. И пусть, значит, можно будет везде гадить, а если санитарам это не понравится, то пусть выделяют деньги и тогда, может быть, мы маленько приберем. Просто здорово, именно так и только так  мы быстро докатимся до успеха.



[
Ответить на это ]


Re: Критерий выбора технологии утилизации реакторного графита (Всего: 0)
от Гость на 20/11/2020
Говорилось о том что в советское время была одна крайность - на РАО не обращали внимания во имя скорейшего роста военной мощи - а теперь другая крайность, когда трудоёмкость и запутанность отчётности  саботирует реальную уставную деятельность предприятий. 
Недоговорка в том, что реальные силы предприятий что-то делать очень малы. Основной массив сотрудников зачастую престарелый балласт полу-деградировавший в профессиональном смысле. Который держат из социальных соображений, ведь пенсия копеечная и надо им куда- то приткнуться.
Адекватных сотрудников способных выдавать Продукт, доводить дело до результата - мало, наперечёт, и вот их-то рабочее время и выедает бюрократическая волокита, формальная отчётность. 


[
Ответить на это ]


Re: Критерий выбора технологии утилизации реакторного графита (Всего: 0)
от Гость на 20/11/2020
Удалось уточнить:" для охлаждения графита иипредотвращенмя его окисления внутренняя полость реактора заполнена смесью ГЕЛИЯ (40% мас) и азота. В целях ограничения утечки газовой см4си предусмотрено заполнение пространства, окружающего внутреннюю полость, азотом при давлении, превышающем давление азотно-гелиевой смеси на 20 ...120 мм вод. ст.".
Таким образом, если общее давление 1 Атмосфера и гелий 40% по массе, он оказывает основную часть давления. Порядка 4%, азот без гелия только в окружающем реактор пространстве, притом что утечка нейтронов туда из физически большой активной зоны РБМК составляет единицы процентов. 


[ Ответить на это ]


Re: Критерий выбора технологии утилизации реакторного графита (Всего: 0)
от Гость на 20/11/2020
Ещё такие сведения:" Для реактора РБМК-1000 при азотном /без гелия/ заполнении, приемлемый температурный режим графита (при температурах до 750 Цельсия) обеспечивается до мощностей 800 ... 850 МВт. На более высоких мощностях кладка заполняется смесью гелия и азота. В этом случае максимальная температура графита при работе на номинальной мощности (1000 МВт) составляет около 600 Цельсия." 


[ Ответить на это ]


Re: Критерий выбора технологии утилизации реакторного графита (Всего: 0)
от Гость на 21/11/2020
  • В РБМК примерно 2000 тонн графита и примерно 20 кубов азота при н.у., примерно 20 кг.  
  • Соотношение масс 200 000 / 1 кг. Атомные массы близки. 
  • Сечения С13(n,g)С14 1,35 мб, сечение N-14(n,p)С-14 1800 мб. 
  • Количество наработанного из азота С-14 получается в 150 раз меньше, чем из графита. Кроме того, почти 100% атомарного С-14 выносится потоком на улицу, и не остается в графитовой кладке. В радиохимии это называется эффект Сцилларда-Чалмерса, когда один и тот же изотоп, но разного происхождения, ведет себя совершенно по-разному. 
  • Таким образом, в реакторно графите не менее 99,6% радиоуглерода является происхождением из графита, в графитовой кладке более 99,9%. 
  • Бомбовым радиоуглеродом, то есть из азота, смело можно пренебречь. 


[
Ответить на это ]






Информационное агентство «ПРоАтом», Санкт-Петербург. Тел.:+7(921)9589004
E-mail: info@proatom.ru, webmaster@proatom.ru. Разрешение на перепечатку.
За содержание публикуемых в журнале информационных и рекламных материалов ответственность несут авторы. Редакция предоставляет возможность высказаться по существу, однако имеет свое представление о проблемах, которое не всегда совпадает с мнением авторов Открытие страницы: 0.20 секунды
Рейтинг@Mail.ru