В мультфильме появились доктора в белых халатах - ликвидаторы аварии на японской АЭС выступили в качестве добрых врачей, которые пришли на помощь японскому «ядерному мальчику». В качестве пилюль и микстуры «больному» давали воду и борную кислоту.
Мультяшная история заканчивалась обещанием врача, что курьезы будут случаться с «ядерным мальчиком» еще некоторое время, однако они вполне безопасны, а запах развеется в течение недели.
Однако реальный сценарий оказался совершенно иным.
Восточным режиссерам тогда не хватило смелости сказать, что Япония остановилась на полпути между катастрофой и "огромной катастрофой", что под Токио, который с его 35 миллионами жителей является крупнейшим мегаполисом в мире, ситуация на АЭС, как и в Чернобыле, вышла из-под контроля.
Авторы умолчали о главном - о "гремучей смеси", от которой и взорвались реакторы на АЭС, о том, что она и была сутью истории болезни «ядерных мальчиков».
Boiling Water Reactor (BWR)), в которых пароводяную смесь получают в активной зоне. Технология BWR была разработана американской компанией General Electric. В реакторе BWR деминерализованная вода используется и как замедлитель нейтронов в управляемой ядерной реакции, и как рабочее тело турбины.
Основная проблема заключалась в том, что при высокой температуре, которой на этой стадии достигли тепловыделяющие элементы активной зоны, молекулы воды «распадаются» на кислород и водород, соединяясь затем в «гремучую смесь».
На первом энергоблоке на японской АЭС Фукусима произошёл взрыв, в результате которого снесло крышу, обрушилась часть бетонных конструкций. Причина взрыва — образование водорода в результате пароциркониевой реакции при высокой температуре тепловыделяющие элементы активной зоны были оголены, частично находились выше уровня воды.
На третьем энергоблоке «Фукусимы» тоже произошёл взрыв водорода по тем же причинам, что и на первом.
Взорвалось примерно, как и на первом энергоблоке 300-1000 кг водорода, образовавшегося при пароциркониевой реакции в активной зоне.. Снесло крышу здания , обрушилась часть бетонных конструкций.
На втором блоке АЭС Фукусима произошёл взрыв в барбатере. Причиной взрыва
было скопление водорода массой 300-1000 кг, образовавшегося при пароциркониевой реакции в активной зоне реактора. Барбатер разорвало, и через трещину в здании стала в море стекать радиоактивная вода. Барбатер - это резервуар в виде тора установленный на энергоблоке для сброса пара реакторной установки.
На блоке № 4 на японской АЭС
реактор был остановлен, тепловыделяющие сборки были выгружены и находились в бассейне выдержки. Сначала начался пожар, а затем произошел взрыв водорода. Причиной взрыва, по мнению японских специалистов, стал водород, массой 300-600 кг, перетекший на блок №4 с блока №3 по единой системе вентиляции. Однако, не исключено, что причиной взрыва мог быть водород, образовавшейся бассейне выдержки при перегреве тепловыделяющих сборок.
энергоблоках
№ 5- и
№ 6 АЭС Фукусима
просверлили нескольких 7-сантиметровых отверстий в крышах. Это было сделано в качестве предупредительной меры для недопущения скопления водорода и предупреждения взрыва.
В конечном итоге для исключения проплавления корпуса реактора стали использовать морскую воду для охлаждения активной зоны. Компанией закачивалось по восемь тонн воды в час в пространство между корпусом реактора и его внешней защитной стальной оболочкой. Повезло. Активная зона не проплавила корпус реактора. Реакторы были переведены в холодное состояние.
Южная Корея отправила в Японию огромные партии борной кислоты, которую использовали для предотвращения цепной реакции. Помогли с оборудованием США и ФРГ. Еще более катастрофических удалось избежать.
Из-за серьёзного повреждения активной зоны реактоов и физических барьеров, власти Японии приказали 170000 людей эвакуировать в радиусе 20-го километров от АЭС в префектуре Фукусима. Префектуру Фукусима уже называют японской Припятью. В Припяти на Чернобыльской АЭС тоже было шесть энергоблоков – 4 действующих, вырабатывающих 4000
MГВт энергии и 2 строящихся. Уровень и площади загрязнения радиоактивными веществами Тихого океана аварийной АЭС «Фукусима» стали сопоставимы с уровнем загрязнения суши, зафиксированным после аварии на Чернобыльской АЭС. После посещения аварийной АЭС императором Японии
Акихито правительством страны было принято решение заставить энергетическую компанию Tokyo Electric Power Co выплатить огромные компенсации населению за причиненные аварией материальные потери.
В Припяти на Чернобыльской АЭС в процессе аварии в активной зоне реактора 4-го блока только за счёт пароциркониевой реакции в течение 5-10 секунд смогло образоваться до 5000 м
3 водорода. Когда верхняя плита реактора, несущая конструкция для технологических каналов, взлетала на воздух, в центральный зал из графитовой кладки реактора вырвалась масса водорода. Перемешавшись с воздухом центрального зала, водород образовал детонационную воздушно-водородную смесь, которая затем взорвалась, скорее всего, от случайной искры или раскалённого графита. Сам взрыв, судя по характеру разрушений центрального зала, носил объёмный характер. Именно он и разнёс вдребезги крышу, центральный зал и другие помещения 4-го блока.
Радиоактивность с активной зоны реактора хлынула в окружающую среду. Как сказал Николай Иванович Рыжков, премьер-министр СССР, на Политбюро 14 июля 1986г, когда обсуждалась катастрофа на Чернобыльской АЭС: "У меня впечатление, что страна медленно и упорно, развивая свою атомную энергетику, шла к Чернобылю".
По моим оценка, катастрофа должна была произойти не в Чернобыле, а на Кольской станции и на несколько лет раньше. Когда там обнаружили, что в главном трубопроводе, по которому подается теплоноситель, сварщик, что бы получить премию и сделать быстрее, вместо того, что бы заварить задвижку, на самом ответственном месте, он просто в канал заложил электроды и слегка их сверху заварил. Бесспорно, страна шла к аварии, выполняя «Пятилетку за 4 года».
В процессе аварии на АЭС Три-Майл-Айленд в США население испытало настоящий шок. Только личное посещение аварийной АЭС президентом Картером с супругой в какой-то мере успокоило народ.
На третий день после аварии на АЭС Три-Майл-Айленда пузырь водорода был обнаружен под крышкой реактора и стал центром внимания. Взрыв водорода мог не только нарушить внутреннюю конструкцию реактора, но в зависимости от его величины, мог поставить под угрозу целостность защитной оболочки реактора и привести к крупномасштабному выбросу радиоактивного материала. Тем не менее, было установлено, что в реакторе не было кислорода, наличие которого является необходимым условием для того чтобы водород взорвался. Были приняты незамедлительные меры, чтобы уменьшить пузырь водорода. В течение недели, водород полностью удалили из реактора с использованием
каталитического рекомбинатора и, бесспорно, непосредственно в
атмосферу, но об этом как-то умолчали.
Хотя ядерное топливо частично расплавилось, но не прожгло корпус, так что радиоактивные вещества, в основном, остались внутри реактора.
Природа взрыва на всех трех АЭС была одинакова и состояла в том, что при высокой температуре в реакторе, когда в аварийные режимах отсутствует охлаждение тепловыделяющих элементов активной зоны, молекулы воды «распадаются» на кислород и водород, образуя взрывоопасную смесь. Под действием водяного пара при высокой температуре в результате окисления циркония оболочек тепловыделяющих элементов образуется водород. Все компоненты могут при определенных условиях взаимодействовать, при этом цирконий, взаимодействуя с водяным паром при высоких температуре, генерирует взрывоопасный водород.
Из курса химии известно, что реакция протекает в соответствии с уравнением:
Zr + 2H2O = ZrO2 + 2H2 + Q,
где
Q — выделяющаяся
теплота (6530 кДж/кг)
Реакция стартует примерно при 900—950 °C, а при 1200 °C начинает развиваться очень быстро (так как выделяющаяся теплота дополнительно разогревает цирконий, реакция и становится самоподдерживающейся).
Помимо выделения водорода и тепла, реакция сопровождается охрупчиванием оболочек тепловыделяющих элементов и уменьшением её первоначальной толщины за счёт окисления циркония.
В результате вступления в реакцию большой части циркония, который содержится в активной зоне реакторов, образуется водород, исчисляемый сотнями кубометров. Это опасно как с точки зрения взрыво- и пожаропасности в герметичной оболочке, так и с точки зрения образования в главном контуре циркуляции теплоносителя реакторной установки газовых пузырей, препятствующих циркуляции теплоносителя и, как следствие, отводу тепла.
С самого начала конструкторы были озабочены безопасностью реакторов, предлагались различные решения и устройства для её обеспечения. Нововведением на современных АЭС для решения проблемы скопления водорода при тяжёлых авариях стало применение каталитических рекомбинаторов водорода (пассивной системы безопасности). Каталитические рекомбинаторы — небольшие устройства, которые во множестве устанавливаются по всему гермообъёму и обеспечивают снижение концентрации водорода при авариях с его выделением. Каталитические рекомбинаторы не требуют источников энергии и команд на включение — при достижении небольшой концентрации водорода (0,5—1,0 %) процесс его поглощения рекомбинаторами начинается самопроизвольно.
Использование каталитических комбинаторов вселяет надежду, что больше АЭС не будут взрываться, и «ядерных мальчиков» сменят другие персонажи. Будем надеяться, что современные АЭС со множеством пассивных и активных дорогостоящих систем безопасности в своем развитии не зашли на тупиковой путь, как когда-то это сделали паровозы.
