Розплавлення активної зони ядерного реактора
Розплавлення активної зони ядерного реактора- неофіційний термін, що означає важку ядерну аварію, внаслідок якої ядерне паливо в реакторі може бути пошкоджене через перегрівання. Офіційними міжнародними організаціями термін не визнається. [1] [2]
Термін став тиражуватися у ЗМІ після аварії на АЕС Три-Майл-Айленд у 1979 році.
2. Небезпека розплавлення
Оскільки основна частина продуктів поділу в типовому реакторі міститься всередині паливних таблеток, великий витік радіації може статися тільки при руйнуванні містять тепловиділяючих елементів. Однією з причин руйнування ТВЕЛів може бути їхнє розплавлення під впливом високої температури.
Існує теоретична, хоч і малоймовірна можливість того, що при розплавленні ядерного палива температура в ньому буде настільки високою, що воно буде здатне пропалити корпус реактора і фундамент. Вкрай мала ймовірність такої події глузливо підкреслюється назвою «Китайський синдром», що сталася від жарту, що за важкої аварії на АЕС ядерне паливо здатне пропалити всю Землю наскрізь і дійти до Китаю.
3. Причини підвищення температури
3.1. Залишкове тепловиділення
Після зупинки реактора навіть відсутність ланцюгової реакції тепловиділення триває за рахунок радіоактивного розпаду накопичених актиноїдів та інших продуктів поділу. Виділяється після зупинки потужність залежить від кількості накопичених товарів поділу, на її розрахунку застосовуються формули, запропоновані різними вченими. Найбільшого поширення набула формула Вея-Вігнера. Виходячи з неї потужність залишкового тепловиділення зменшується за законом:
, де:
- - Потужність залишковоготепловиділення реактора через час після його зупинки;
- - Потужність реактора до зупинки, на якій він працював протягом часу
- час виражено в секундах (існують формули, що мають дещо інший вид, де час виражений на добу)
На початковому етапі після зупинки, коли можна використовувати спрощену залежність:
Таким чином, у перші секунди після зупинки залишкове енерговиділення складе приблизно 6,5% від рівня потужності до зупинки. Через годину – приблизно 1,4 %, через рік – 0,023 %. З цієї причини існує необхідність за будь-яких умов забезпечити тепловідведення від реактора. На випадок раптової зупинки реактора конструкція включає різні системи аварійного охолодження (розхолодження) активної зони з електропостачанням від резервних дизельних електростанцій [3] [4] .