Що і чому сталося на АЕС «Фукусіма-1», Технології
Автор – технолог-ядерник, творець сайту energyfromthorium.com
Через три хвилини реактори працювали лише на 10% своєї потужності, через 6 хвилин — на 1%, а за десять хвилин перші три реактори АЕС перестали виробляти енергію. І вже ніколи не почнуть.
В результаті кожного розпаду ядро урану-235 або плутонію-239 розвалюється на два інші ядра і виділяє масу енергії. Енергія на одиницю маси ядерного палива приблизно в мільйон разів перевищує енергію від згоряння викопного палива — тому ядерний розпад такий багатообіцяючий джерело енергії. Продукти розпаду дуже радіоактивні, але швидко розпадаються далі (протягом року близько 80% продуктів розпаду стають стабільними). Але в першу годину після зупинки реактора вони виробляють велику кількість тепла — його не можна відключити так, як вимикають реактори. Процес має закінчитися сам собою. Тому управління «теплотою радіоактивного розпаду» — один з найважливіших аспектів безпеки ядерного реактора. Сучасні реактори мають безліч систем охолодження, які мають одну мету — видаляти тепло від ядерного палива. І доки реактори «Фукусіми-1» охолоджувалися, вдарило цунамі.
Цунами зруйнувало запасні дизельні генератори, які живлять насоси, що змушують рідину, що охолоджує, циркулювати по реактору. За відсутності циркуляції температура почала підніматися, а вода — перетворюватися на пару, внаслідок чого зріс тиск.
Водо-водяні реактори, що киплять (у яких вода використовується і для того, щоб передати енергію від реактора далі, і власне для охолодження) для АЕС Фукусіма розробляла General Electric. Вони поміщені у дві захисні оболонки з армованого бетону, які маютьзапобігти витоку радіоактивних матеріалів. Вторинна оболонка ("контейнмент") - це прямокутна конструкція, яку показують у телевізійних новинах. На верхівці контейнменту знаходиться сталева конструкція, до якої кріпиться кран для завантаження та розвантаження ядерного палива.
Творці реактора у Фукусімі-Даїті передбачали можливість підвищення тиску навколо реактора. Але поки працювало електропостачання, насоси відкачували гарячу рідину від реактора до конденсатора. Відведення тепла могло продовжуватись і далі — але весь процес був зав'язаний на дизельні генератори, зруйновані цунамі.
Вода в реакторі може під дією радіації розпадатися на водень та кисень. У штатній ситуації вони потрапляють до рекомбінаційної камери, де з них знову утворюється вода. Але в перші години після зупинки реакторів водень накопичувався і почав просочуватися під купол реактора. Якогось моменту його концентрація досягла такої величини, що він не міг не здетонувати, і спочатку в першому, потім у третьому, а під кінець і в другому блоці сталися вибухи, які зірвали куполи будівель. Самі контейнменти залишилися цілими.
Спочатку зберігалася надія на порятунок самих реакторів — щоб вони продовжували виробляти енергію після того, як усе увійде в норму. Але надія танула, а температура зростала, і оператори станції почали вживати заходів, руйнівних для обладнання. Наприклад, вони почали охолоджувати реактори морською водою. Деякий час ще необхідно активно охолоджувати реактори, але протягом кількох місяців тиск усередині можна буде скинути і подивитися на стан справ. Паливо могло оплавитися і бути пошкодженим — поки що це невідомо.
У будь-якому випадку ясно, що ситуація сильно відрізняється від того, що трапилося в Чорнобилі тана АЕС Three Mile Island. В інциденті на «Фукусімі» не винен оператор, і кожен із реакторів перестав працювати одразу після землетрусу. Ситуація розвивалася повільно, але попри те, що розраховували творці станції. Вони не припускали, зокрема, що на кілька днів після аварії вимкнеться електрика, яка живить аварійні насоси. Вони побудували значний арсенал запасних насосів і генераторів, щоб запобігти можливим проблемам. На жаль, їх зруйнувало цунамі.