Розтопити вічну мерзлоту
Якщо я правильно розумію принцип дії атомної електростанції, то це виділення радіоактивними стрижнями тепла, яке потім за допомогою води переводиться в електроенергію.
Так от, а якщо пробурити вічну мерзлоту, занурити туди стрижень і залити дірку свинцем, наприклад, на яку площу вистачить тепла, що розповсюджується стрижнем? Чи буде вся розморожена земля радіактивною? Як розморожування значних підземних мас вплине на поверхню?
Відповіли: 22
> потім, за допомогою води перекладається
Чи не обов'язково води. Теплоносієм. Традиційно - рідким (хоча теоретично може бути і газоподібний. Але ефективність відведення тепла, зрозуміло менше), наприклад, американці мали конструкції реактора, де в першому контурі теплоносієм був рідкий натрій.
> на яку площу вистачить тепла, що розповсюджується стрижнем?
Треба рахувати, але не думаю, що набагато. Діаметр – десятки сантиметрів, максимум – метри, якщо, скажімо, використовувати ТВЕЛи для реакторів РБМК чи ВВЕР.
> Чи буде вся розморожена земля радіактивною?
Не "радіоактивною", а "забрудненою продуктами розпаду". Так і дуже. Див. Чорнобиль, а вилетіло з активної зони реактора не так уже й багато.
>Як розморожування значних підземних мас вплине на поверхню?
Вийде недитяча глибина болото ;)
Не вводимо товариша в оману. По-перше, в стрижні паливо укладено в герметичний цирконієвий циліндр, так що при збереженні цілісності цієї оболонки ніякого забруднення не буде взагалі, крім того, що саме активується нейтронним потоком. По-друге, в одиничному стрижні реакція не йтиме взагалі, оскільки всі нейтрони тупо вилітатимуть назовні. І по-третє, у Чорнобилі активна зона полетіла майже вся.до 70%. «Слонова нога» містить у собі від сили чверть маси АЗ.
я правильно розумію, що кілька стрижнів не зможуть підтримувати стабільну реакцію скільки-небудь тривалий час - чи заглухнуть, чи розплавляться? без управління, просто "у купі", я маю на увазі.
Не зможуть однозначно. Реакція працює як: ядро урану, що розпадається, випускає, крім осколків, ще й від одного до трьох нейтронів. Ці нейтрони, залежно від конфігурації зразка, можуть вільно вилетіти нафіг, або вдаритися в інше ядро. І тут починається цікаве. Справа в тому, що енергія нейтронів, що випускаються ураном-235 (ядерне паливо є сумішшю 235 і 238 ізотопів), занадто велика, щоб вони розвалювали собі подібні ядра: вони в них просто влипають, із зверненням інших ізотопів: наприклад, з урану- 238 виходить нептуній-239, який потім випромінює електрон і перетворюється на плутоній-239. Саме так, до речі, працює основний цикл реакторів-розмножувачів, на яких виготовляється збройовий плутоній. Але подібна реакція не виділяє енергії, для цього, щоб нейтрон розколював ядро, а не прилипав до нього. Для цього паливо формують у довгі тонкі стрижні та оточують матеріалом, що уповільнює нейтрони – наприклад, важкою водою або графітом. Тоді нейтрон, що виділився при розпаді ядра, вилетить зі стрижня, і, пролетівши шар води або графіту, сповільниться настільки, що потрапивши в інший атом У-235, він уже не прилипне до його ядра, а розколе його навпіл, викликавши виділення ще 1-3 нейтронів . Тому одного стрижня й близько недостатньо: із нього всі нейтрони просто розлетяться, не викликавши жодної реакції. Ні, зібрати реактор на одному стрижні безумовно можна: його достатньо оточити графітовою, а потім берилієвою трубами: графіт уповільнює, а берилій відбиває нейтрони.Але це буде не просто стрижень. ;) А стрижні поглиначі в реаторі потрібні саме для управління: я там вище казав, що при розпаді виділяється від 1 до 3 нейтронів. Так от, стабільно реакція йде тільки якщо на кожен розпад ядра один і тільки один з нейтронів, що вилетіли, розвалює інше ядро. Якщо ця величина (т.зв. «коефіцієнт реактивності») більше одиниці, то реактор набирає потужність, якщо менше втрачає. Якщо вона дорівнює двом, то реактор вийшов на суперкритичний режим і це вже не реактор, а бомба. ;) Втім, більшість реакторів (і навіть бомб) вибухають задовго до цього.
Блін, ти кльовий! :) Мені тільки фізичка в школі так зрозуміло могла щось пояснити. Але її немає в Жуже :)
> По-друге в одиничному стрижні реакція нічого очікувати йти взагалі . однак це не означає, що не буде тепловиділення. і якщо стрижень уже попрацював, що воно буде неслабке (якраз це і відбувається зараз на фукусімі).
> при збереженні цілісності цієї оболонки. крім того, що саме активується нейтронним потоком коротше, забруднення буде. інакше їх справді закопували б у мерзлоту :)
Тепловиділення НОВОГО стрижня мізерне — U-235 там хрін та невеликий, а U-238, якого там більшість, з практичної точки зору стабільний. Той, що попрацював — так, фонить як чорт знає що.
це виділення радіоактивними стрижнями тепла, яке потім, за допомогою води, переводиться в електроенергію Робочим тілом може виступати не обов'язково вода. Начебто там застосовують і літій.
якщо пробурити вічну мерзлоту, занурити туди стрижень і залити дірку свинцем, наприклад, на яку площу вистачить тепла, що розповсюджується стрижнем? Залежить від матеріалу та від розмірів стрижня.
Чи буде вся розморожена земля радіактивною? Розповсюдження радіації -Досить складна штука. Наприклад, альфа/бета/гамма-радіація - чисто променева, тобто. із зникненням джерела радіації вона зникає; проникаюча здатність у неї різна: альфа та бета гальмуються першими сантиметрами ґрунту, а гама проникає дуже далеко. Нейтронна радіація може давати " наведення " , тобто. створювати слабке зараження (залежить від матеріалу ґрунту).
Але найцікавіше: у стрижні накопичуються різноманітні радіоактивні відходи (продукти розпаду), і вони почнуть потрапляти у ґрунт. І тут можлива маса варіантів.
Але взагалі, Ви якось неправильно уявляєте роботу реактора. Стрижень сам по собі швидко розжариться і розплавиться, пропалюватиме грунт і тонутиме в ньому (читайте, що було на Фукусімі). На АЕС стрижень контролюють - то всовують усередину сповільнювачі нейтронів, то витягують назад.
А що, стрижень у нас дірявий? З чого продуктам розпаду в грунт потрапляти? І, так, «Китайський синдром» — вигадка журналістів.
Звичайно, ні. Регулюючі стрижні з матеріалів, що поглинають нейтрони, вводять поряд з урановими стрижнями а не в них.
Від одного стрижня нічого не буде. У реакторі їх багато - вони обмінюються нейтронами внаслідок чого йде ланцюгова реакція. Але це тільки свіжі стрижні, з ураном. А відпрацьований стрижень має купу всяких ізотопів із високою активністю. Які виникають через розпад урану. Якщо відпрацьований стрижень тримати на повітрі то він від тепла, що виділяється, розплавиться. Тому їх витримують у воді доти, доки всі надто активні ізотопи не розпадуться.