Авария АЭС "Фукусима-1" [02]

Mr.Z>> Японцы сообщали о частичном плавлении топлива. Зона оголяется сверху - поэтому и плавится начинает сверху. Неизвестно, в какой степени расплав достиг днища. Эх, не скоро мы узнаем подробности, а жаль.
Bredonosec> хм. А что мешает расплавившемуся материалу падать вниз?
Наличие нерасплавившегося топлива ниже. Да и вначале плавящееся топлива будет ИМХО представлять собой вязкую частично расплавленную массу, а не текучую жидкость типа воды.
Bredonosec> Тем более, что оплавление автоматически увеличивает сечение стержня, увеличивая долю поглощения осколков деления материалом твэла и увеличивая скорость реакции, то есть, по идее, после начала "оплывания" плавление должно ускориться.
Вы что-то совсем не то пишете.

killik> Вопрос по ситуации Фукусимы от алармиста - ведь реакторы стояли без воды весьма продолжительное время, и я не вижу препятствия расплавиться всей АЗ в это время. Как собственно Кириенко и докладывал Путину в первые дни. Если вся АЗ расплавилась, то она по чертежу большей частью в торе, во всех трех блоках. А японцы, выдавая данные типа "мы раньше думали, что 70% стержней расплавлено в 1-м блоке, а теперь насчитали 55%", выдают количество кориума в бублике. А потом отмажутся кривым переводом.
Время, которое реакторы стояли без подачи воды, известно. Зная это время, японцы расчётным путём получили оценку доли повреждённого топлива. Вот по этой ссылке, например, так и пишут: "Damaged (55%)"
http://www.jaif.or.jp/english/.../pdf/ENGNEWS01_1304303809P.pdf
Полагаю, что под "Damaged" они подразумевают превышение критериев, например, для проектной аварии, что-то вроде температура выше 1200 градусов, или ЛГО выше 18%, или прореагировало более 1% циркалоя. По-видимому, их критерии превышены для 55% по высоте ТВС.
Вряд ли возможно трактовать "Damaged" = "расплавилось и вытекло наружу".

Mr.Z> Вряд ли. Если топливо проплавило реактор - то оно упадёт в подреакторное помещение и будет жечь бетонный пол вниз, а никак не вбок, к бублику.
Угу. Тем более что там в наличии бетонный "стакан", на котором реактор стоит.

killik> То есть расплав надо распределить, чтобы он перестал греть сам себя, а грел бы окружающее пространство.
ну назовем это так. словом, чтоб тепловыделял в пространство больше, чтоб коэффициент использования осколков деления для инициации распада соседних атомов снизить - всё равно речь о факторе формы.

Mr.Z> Наличие нерасплавившегося топлива ниже. Да и вначале плавящееся топлива будет ИМХО представлять собой вязкую частично расплавленную массу, а не текучую жидкость типа воды.
я представляю модель оплывающей свечи, а не воды.
Эта модель более-менее соответствует?

Mr.Z> Вы что-то совсем не то пишете.
увеличение сечения сборки делящегося вещества не увеличивает скорость реакции? Фактор формы не влияет?

Bredonosec> увеличение сечения сборки делящегося вещества не увеличивает скорость реакции? Фактор формы не влияет?

Кость, ты часом не путаешь термин сечение, как геометрическое понятие, и термин сечение реакции, как вероятностное понятие? Геометрия влияет, конечно же, но сечение реакции меняют и с помощью замедлителя (той же воды), насколько я понимаю. Физики поправят, если не то сказал.

Bredonosec>> увеличение сечения сборки делящегося вещества не увеличивает скорость реакции? Фактор формы не влияет?
Mishka> Кость, ты часом не путаешь термин сечение, как геометрическое понятие, и термин сечение реакции, как вероятностное понятие?
Но тем не менее "сечение реакции" можно выразить и чисто геометрически Даже единица измерения там именно геометрическая
А Bredonosec IMHO просто неоправданно применил термин "сечение" при описании геометрических параметров активной зоны. Этот термин действительно в я.физике имеет много значений и его попусту лучше не применять.

Bredonosec> увеличение сечения сборки делящегося вещества не увеличивает скорость реакции? Фактор формы не влияет?

Гм... О каком сечении идёт речь: о микроскопическом, макроскопическом (это понятия из ядерной физики) или о геометрическом сечении?
Но в любом случае речь идёт не о делении тяжёлых ядер, а о распаде продуктов деления - это совершенно разные процессы. На скорость распада не влияет ни форма, ни геометрия, ни температура, ничто не влияет.

Mr.Z>> Наличие нерасплавившегося топлива ниже. Да и вначале плавящееся топлива будет ИМХО представлять собой вязкую частично расплавленную массу, а не текучую жидкость типа воды.
Bredonosec> я представляю модель оплывающей свечи, а не воды.
Bredonosec> Эта модель более-менее соответствует?
Прикинь, таких свечей стоит несколько тысяч штук рядышком, с зазором в несколько миллиметров. Да ещё в нескольких местах по высоте расположены дистанционирующие решётки. А по мере разогрева твэлы (свечи) вначале не плавятся, а ломаются.
ИМХО ближе к действительности нечто среднее между свечами и буреломом в густом лесу.

Mishka> но сечение реакции меняют и с помощью замедлителя (той же воды), насколько я понимаю. Физики поправят, если не то сказал.
Сечение реакции не меняют. Для реакции деления нейтронами замедлителем меняют скорость нейтронов до т.н. тепловой, при которой сечение реакции выше.

killik>> То есть расплав надо распределить, чтобы он перестал греть сам себя, а грел бы окружающее пространство.
Bredonosec> ну назовем это так. словом, чтоб тепловыделял в пространство больше, чтоб коэффициент использования осколков деления для инициации распада соседних атомов снизить - всё равно речь о факторе формы.

Чего-то мы в терминах путаемся.
Когда я говорю "спонтанное деление", я имею в виду именно спонтанный распад дочерних короткоживущих изотопов, накопившихся в ТВЭЛах за время работы реактора. Спонтанный, то есть без захвата нейтронов (разве осколки ядер сами по себе могут инициировать распад?) - честный халф-лайф. На спонтанный распад геометрия ТСМ не влияет, он идет как предписано периодом полураспада в любом состоянии. За некоторый промежуток времени некоторая масса выделяет некоторое количество тепла, хоть кучкой хоть лужей. Хоть даже облаком газа, испарившись.
Вопрос в том, а есть ли нейтроны? С этой точки зрения вариант проплавления корпусов и распределения расплава куда лучше, чем описываемый сейчас японцами - 55% поврежденных ТВЭЛов, активная зона неизвестной геометрии, нерабочие и скорее всего несуществующие стержни управления и планомерная подача замедлителя-растворителя героическими усилиями. Уж не измерения ли нейтронных потоков на станции японское правительство скрывало?

DarkDragon> Сечение реакции не меняют. Для реакции деления нейтронами замедлителем меняют скорость нейтронов до т.н. тепловой, при которой сечение реакции выше.
аа... сорри, по замедлитель забыл.. тормоз, блин я...

да, сечение имел в виду геометрическое, посчитал, что без поглотителей скорость реакции пропорциональна соотношению просто обьема, куда втиснута масса сборок, к массе..

кстати..

killik> Чего-то мы в терминах путаемся.
killik> Когда я говорю "спонтанное деление", я имею в виду именно спонтанный распад дочерних короткоживущих изотопов, накопившихся в ТВЭЛах за время работы реактора.
Угу. Делением вообще принято называть когда вылетает что побольше альфы, иначе просто распад.

killik> Вопрос в том, а есть ли нейтроны?
Спонтанное деление 235 и 238 уранов, а также плутония 239 и 240 (а их там целый процент наработался) - никто не отменял.
И то, что вылетающие при этом нейтроны с некой вероятностью (пусть и меньшей, чем для поддержания цепной реакции надо) что-то поделят - тоже.

Dem_anywhere> Угу. Делением вообще принято называть когда вылетает что побольше альфы, иначе просто распад.

Кластерный распад - новое явление ядерной физики
http://www.pereplet.ru/nauka/Soros/pdf/0003_081.pdf

Mr.Z>> Вряд ли. Если топливо проплавило реактор - то оно упадёт в подреакторное помещение и будет жечь бетонный пол вниз, а никак не вбок, к бублику.
Dem_anywhere> Угу. Тем более что там в наличии бетонный "стакан", на котором реактор стоит.

Поскольку СУЗ вводятся снизу, в днище реактора для обеспечения равнопрочности должно быть утолщение, в котором располагаются каналы и уплотнения стержней. Кроме того, передаточные элементы, поднимающие стержни, ничуть не менее массивны, чем сами стержни, и могут послужить некоторым радиатором, отводящим тепло в подреакторное пространство с приводами. От этого там конечно будет пожар, погорит вся резина, масло и изоляция. Но корпус реактора проплавится скорее сбоку, в месте крепления нижней крышки и цилиндрической части. И лава спокойно стечет в бублик через ближайшую трубу. Ну это я пытаюсь думать за инопланетян-разработчиков. Они же не предполагали, что предохранительный клапан до последнего будут удерживать, и лава влетит в тор, подгоняемая некоторым давлением из реактора (превышающим максимальное расчетное более чем в два раза, если я не ошибаюсь). А тут уж нерасчетный паровой котел, вот на разных блоках по-разному и рвануло. Где крышка контайнмента, а где сам бублик. И никакого водорода. Вот такой мой оптимистичный вариант, при котором проблемы остаются только от бассейнов...

Ох, и надоел я всем, зануда, но попробую прокомментировать.
killik> Поскольку СУЗ вводятся снизу, в днище реактора для обеспечения равнопрочности должно быть утолщение, в котором располагаются каналы и уплотнения стержней.
Нет там никаких утолщений. Эллиптическое днище, в нём сверлят отверстия, в них вваривают патрубки СУЗ.
killik> Кроме того, передаточные элементы, поднимающие стержни, ничуть не менее массивны, чем сами стержни, и могут послужить некоторым радиатором, отводящим тепло в подреакторное пространство с приводами. От этого там конечно будет пожар, погорит вся резина, масло и изоляция.
Да, кориум будет плавить привода СУЗ и охлаждаться при этом. Резины и масла там нет.
killik> Но корпус реактора проплавится скорее сбоку, в месте крепления нижней крышки и цилиндрической части. И лава спокойно стечет в бублик через ближайшую трубу.
Нет никакой нижней крышки. Днище приварено к нижней обечайке корпуса реактора. Кориум отличается немалой плотностью, он стечёт на днище и будет греть и плавить именно его. Даже если часть кориума каким-то образом будет нагревать корпус сбоку, то в силу гравитации, по мере плавления корпуса, он будет вместе с кориумом стекать вниз.
killik> Ну это я пытаюсь думать за инопланетян-разработчиков. Они же не предполагали, что предохранительный клапан до последнего будут удерживать, и лава влетит в тор, подгоняемая некоторым давлением из реактора (превышающим максимальное расчетное более чем в два раза, если я не ошибаюсь). А тут уж нерасчетный паровой котел, вот на разных блоках по-разному и рвануло. Где крышка контайнмента, а где сам бублик. И никакого водорода. Вот такой мой оптимистичный вариант, при котором проблемы остаются только от бассейнов...
Т.е. благополучно проплавлен корпус реактора толщиной в десяток сантиметров, а далее кориум не падает вниз (даже если почему-то проплавлена боковая стенка корпуса реактора), а волшебным образом сначала движется по воздуху вбок, затем входит в тонкостенную трубу и течёт по ней, не плавя её?
А куда же делся водород, исследованная вдоль и поперёк паро-циркониевая реакция на самом деле не существует?
Мой вариант более пессимистичен: сегодняшние весьма серьёзные проблемы получены без проплавления корпусов. Если произойдёт плавление - то станет гораздо хуже.

Есть какая-нибудь достоверная информация, что там сейчас?

Vale> Есть какая-нибудь достоверная информация, что там сейчас?

Информацию дают японцы, все остальные её переписывают. Вот, например, в общих чертах:
http://www.jaif.or.jp/english/.../pdf/ENGNEWS01_1304482853P.pdf
Насколько она достоверна - другой вопрос.

DarkDragon> Сечение реакции не меняют. Для реакции деления нейтронами замедлителем меняют скорость нейтронов до т.н. тепловой, при которой сечение реакции выше.
Пардон, это я и имел ввиду. Т.е. переводят в режим, где вероятность больше.

БиБиСи говорят, люди пошли в здание.




PS

Mr.Z> Нет там никаких утолщений. Эллиптическое днище, в нём сверлят отверстия, в них вваривают патрубки СУЗ.

Из этого как раз и следует необходимость утолщить днище. по сравнению со стенками. Множественные сквозные отверстия значительно снижают прочность, а сварные швы - коррозионную устойчивость. Плюс еще должны быть элементы крепления корпуса реактора к его бетонному основанию, тоже масса нержавейки.

Mr.Z> Нет никакой нижней крышки. Днище приварено к нижней обечайке корпуса реактора. Кориум отличается немалой плотностью, он стечёт на днище и будет греть и плавить именно его.

Это так, если днище выгнуто - на дне образуется лужа кориума, и проплавится именно внизу в центре. Но раз уж инопланетяне придумали такой интересный бублик, то не могли бы они пойти немного дальше, и сделать днище вогнутым? Чтобы кориум не скапливался на дне в центре, а распределился близко к стенке, проплавил ее, и вылился с постамента в бублик. Эх, жаль чертежей нет. А схема, приводившая тут выше, несколько неверна - стоит сравнить с фото контейнмента рядом. Соединяющие бублик и неваляшку спицы находятся под заметным углом, например, в отличие от схемы. Да и тонкостенность их - лишь Ваше предположение, на фото они весьма внушительно выглядят.

Mr.Z> Т.е. благополучно проплавлен корпус реактора толщиной в десяток сантиметров, а далее кориум не падает вниз (даже если почему-то проплавлена боковая стенка корпуса реактора), а волшебным образом сначала движется по воздуху вбок, затем входит в тонкостенную трубу и течёт по ней, не плавя её?

Зачем волшебным? Допустим, дно реактора выше, чем входные отверстия труб, а у подножия опорного стакана имеется конический уловитель-направитель расплава в боковые трубы, которые вовсе не тонкостенные. Опять же долго держать расплав им не надо, только пока он стекает.

Mr.Z> А куда же делся водород, исследованная вдоль и поперёк паро-циркониевая реакция на самом деле не существует?

Да, в моей гипотезе она не нужна. Цирконий давно в лаве (причем стек на дно первым), стержней нет как таковых, поверхность лавы относительно мала и заметной пароциркониевой реакции быть не могло.

Mr.Z>> Нет там никаких утолщений. Эллиптическое днище, в нём сверлят отверстия, в них вваривают патрубки СУЗ.
killik> Это так, если днище выгнуто - ....... то не могли бы они пойти немного дальше, и сделать днище вогнутым?

Корпус фукусимского реактора (вид со стороны нижнего днища):

http://www.ihi.co.jp/nupd/.../nuclear power plant/rpv of bwr800.jpg [not image]
СУЗ:



drain, IC & CRD housing penetration at the bottom of the reactor

Mr.Z>> Нет там никаких утолщений. Эллиптическое днище, в нём сверлят отверстия, в них вваривают патрубки СУЗ.
killik> Из этого как раз и следует необходимость утолщить днище. по сравнению со стенками. Множественные сквозные отверстия значительно снижают прочность, а сварные швы - коррозионную устойчивость. Плюс еще должны быть элементы крепления корпуса реактора к его бетонному основанию, тоже масса нержавейки.
Минутку. Нет никаких локальных утолщений в днище. Естественно, само днище должно быть толще, чем толщина стенки обечайки корпуса реактора без отверстий. Соответственно, обечайка корпуса реактора с патрубками будет ещё толще - для обеспечения прочности. При прочих равных, естественно, без учёта технологии изготовления.
Сварные швы никак не влияют на коррозионную стойкость корпуса.
Корпус реактора висит либо на патрубках (современные западные PWR), либо на опорном кольце (ВВЭР). Про BWR не скажу. Но из приведённых примеров видно, что это отнюдь не обязательно нержавейка.
Mr.Z>> Нет никакой нижней крышки. Днище приварено к нижней обечайке корпуса реактора. Кориум отличается немалой плотностью, он стечёт на днище и будет греть и плавить именно его.
killik> Это так, если днище выгнуто - на дне образуется лужа кориума, и проплавится именно внизу в центре. Но раз уж инопланетяне придумали такой интересный бублик, то не могли бы они пойти немного дальше, и сделать днище вогнутым? Чтобы кориум не скапливался на дне в центре, а распределился близко к стенке, проплавил ее, и вылился с постамента в бублик. Эх, жаль чертежей нет. А схема, приводившая тут выше, несколько неверна - стоит сравнить с фото контейнмента рядом. Соединяющие бублик и неваляшку спицы находятся под заметным углом, например, в отличие от схемы. Да и тонкостенность их - лишь Ваше предположение, на фото они весьма внушительно выглядят.
Днище реактора (как и крышка) никогда и нигде не делается вогнутым. Ядерный реактор - это изделие, изготовленное на пределе современных технологий, и материал корпуса реактора также работает на пределе (конечно, с некоторым запасом). Если сделать днище или крышку реактора вогнутям, то придётся значительно увеличить его толщину, что приведёт к неразрешимым технологическим проблемам. Иными словами, такое днище невозможно изготовить.
Тонкостенность труб, входящих в конструкцию контейнмента, конечно, моё предположение, но я уверен в нём на 99,9%. Расчётное давление контейнмента - несолько атмосфер, и толщина всех его элементов (включая стенки упомянутых труб) принята именно из этого условия. Навскидку - их толщина порядка 3 мм, чертежи можно поискать.
Mr.Z>> Т.е. благополучно проплавлен корпус реактора толщиной в десяток сантиметров, а далее кориум не падает вниз (даже если почему-то проплавлена боковая стенка корпуса реактора), а волшебным образом сначала движется по воздуху вбок, затем входит в тонкостенную трубу и течёт по ней, не плавя её?
killik> Зачем волшебным? Допустим, дно реактора выше, чем входные отверстия труб, а у подножия опорного стакана имеется конический уловитель-направитель расплава в боковые трубы, которые вовсе не тонкостенные. Опять же долго держать расплав им не надо, только пока он стекает.
Не придумывайте то, чего нет. В этом проекте нет ловушки расплава.
Mr.Z>> А куда же делся водород, исследованная вдоль и поперёк паро-циркониевая реакция на самом деле не существует?
killik> Да, в моей гипотезе она не нужна. Цирконий давно в лаве (причем стек на дно первым), стержней нет как таковых, поверхность лавы относительно мала и заметной пароциркониевой реакции быть не могло.
Исходно реактор был заполнен теплоносителем, т.е. почти чистой водой. Когда прекратилось расхолаживание реактора, то вода в нём нагрелась до температуры кипения, после чего некоторое время выкипала. Уровень воды падал, а верхнюю часть активной зоны заполнял пар. Пар плохо охлаждает активную зону, и она постепенно разогревалась. На этой стадии развития аварии пароциркониевая реакция неизбежна. Процесс изучен вдоль и поперёк: теоретически, расчётно, экспериментально. Выдвигать альтернативные гипотезы - примерно то же самое, что подвергать сомнению шарообразную форму Земли.

Taras66> Корпус фукусимского реактора (вид со стороны нижнего днища):
Taras66> http://www.ihi.co.jp/nupd/.../rpv%20of%20bwr800.jpg
Ого, вот это да, я несколько удивлён.
Во-первых, патрубков многовато.
Во-вторых, это не патрубки, а отверстия.
В-третьих, а что это за обечайка вокруг днища?

Нет ли ссылки на первоисточник?