Опасность от бассейнов выдержки перевешивает угрозу от реакторов
Самое важное. Самое полезное. Самое интересное...
|
|
|
Опасность от бассейнов выдержки перевешивает угрозу от реакторов
Японским властям, пытающимся бороться со взрывами и пожарами на пострадавшей АЭС "Фукусима", приходится сейчас расплачиваться за годы проволочек в принятии решений о долгосрочном хранении высокорадиоактивных топливных стержней из ядерных реакторов.
Некоторые страны пытались ограничить количество отработанных топливных стержней, накапливающихся на АЭС - Германия, например, хранит их в дорогостоящих контейнерах, в то время как топливо с китайских ядерных реакторов отправляется в хранилище, расположенное в пустыне в западной провинции Ганьсу. Однако Япония, как и США, хранит все более растущее количество отработанных топливных стержней в бассейнах временного хранения на АЭС, где они защищены с такой же степенью безопасности, которая предусмотрена для электростанции.
Данные, представленные в четверг Tokyo Electric Power показывают, что большинство опасного урана на АЭС на самом деле содержится в отработанных топливных стержнях, а не внутри самих активных зон реакторов. По данным компании всего на станции хранилось 11195 сборок топливных стержней.
Помимо этого, в каждом из трех проблемных реакторов, в активном использовании находилось еще от 400 до 600 сборок. Иными словами, подавляющее большинство топливных сборок на проблемных реакторах находятся в бассейнах выдержки, а не самих реакторах.
Теперь эти бассейны выдержки оказываются ахиллесовой пятой АЭС, вода в бассейнах либо выкипает или же утекает из их оболочек, попытки же добавления воды терпят неудачи. Хотя отработанные топливные стержни генерируют значительно меньше тепла, чем более новые, имеются убедительные свидетельства того, что топливные стержни начали плавиться, излучая чрезвычайно высокий уровень радиации. Японские власти изо всех сил старались в четверг, пытаясь добавить больше воды в бассейн выдержки на реакторе № 3.
Четыре вертолета сбрасывали воду лишь для того, чтобы она была рассеяна сильным бризом. В попытках распылить воду на бассейны, были развернуты водометы, установленные на полицейские грузовики - оборудование, предназначенное для разгона бунтовщиков. Неясно, удалось ли этим чего-нибудь добиться.
На этой неделе ученые-атомщики всего мира выражали удивление тем, что бассейны выработки могли стать источником таких проблем. "Я удивлен тем, что они не могут удержать воду в бассейнах", сказал Роберт Альбрехт, специалист со стажем в области ядерной энергетики, который работал в качестве консультанта в японской индустрии по производству ядерных реакторов в 1980-х годах, а затем посещал реактор Фукусима Даи-ичи.
Очень высокие уровни излучения над бассейнами выдержки указывают на то, что вода в бассейнах глубиной 13 метров ушла настолько, что топливные сборки высотой более 4-х метров, на несколько часов оголились и начали плавиться. Сборки отработанных топливных стержней излучают меньше тепла, чем новые сборки внутри активной зоны работающего реактора, но выделяют при этом достаточно тепла и радиоактивности, поэтому они должны продолжать быть покрытыми 9-метровым слоем циркулирующей воды, для предотвращения чрезмерного разогрева.
В среду председатель комиссии по ядерному регулированию США Грегори Яцко (Gregory Jaczko), сделал сенсационное заявление о том, что бассейне выдержки, расположенном на верхней части реактора № 4 АЭС Фукусима, практически не осталось воды и выразил серьезную обеспокоенность по поводу радиоактивности, которая могла бы в результате высвободиться. В этом бассейне выдержки хранится 548 сборок топливных стержней, которые были извлечены из реактора лишь в ноябре и декабре прошлого года при подготовке реактора для технического обслуживания, и могут выделять больше тепла, чем более старые сборки в других бассейнах выдержки.
Ученые-атомщики сообщают, что даже без рециркуляции воды должно пройти много дней до того момента, как вода в бассейне испарится. Поэтому, столь молниеносное испарение или даже выкипание воды является загадкой, поднимая вопрос о том, не могла ли в бассейнах произойти утечка.
Майкл Фридлендер, бывший старший оператор ядерной электростанции, который проработал 13 лет на трех американских реакторах, говорит, что бассейны выдержки, как правило, имеют вкладыш из нержавеющей стали толщиной 20 мм, опирающийся на железобетонное основание. Так что даже если вкладыш поврежден, по его словам "без разрушения бетона воде некуда будет уйти".
На каждой из противоположных сторон бассейна находятся стальные ворота, высотой более пяти метров, с резиновыми уплотнениями, используемые для загрузки свежих топливных сборок в реактор, а также выгрузки и хранения отработанных сборок. Г-н Фридлендер сказал что эти ворота рассчитаны на то, чтобы противостоять землетрясениям, но утечки могли возникнуть из-за силы землетрясения в прошлую пятницу, толчки которого, по оценкам в настоящее время, достигали величины в 9,0 баллов.
Даже если вода хлынула из ворот, до верхней части сборок топливных стержней по-прежнему должно оставаться около 3 метров воды.
Когда вода в бассейне исчезает, остаточное тепло в урановых топливных стержнях после их пребывания в ядерном реакторе продолжает разогревать циркониевые оболочки стержней. Это вызывает окисление циркония, образование ржавчины, возможно даже загорание, которое разрушает целостность оболочки стержня, откуда под давлением начинают вырываться радиоактивные газы, такие как пары йода, накопившийся в стержнях за то время, которое они провели в реакторе, сказал г-н Альбрехт.
Каждый стержень внутри сборки содержит вертикальную стопку цилиндрических гранул оксида урана. Эти гранулы иногда спекаются вместе за время нахождения в реакторе, и в этом случае они могут продолжать стоять даже после сжигания оболочки. По словам г-на Альбрехта, если гранулы стоят вертикально, то даже при исчезновении воды и циркония, реакция ядерного деления не начнется.
Однако на этой неделе в TEPCO заявили, что в бассейнах выдержки существует шанс "субкритичности" - то есть, уран в топливных стержнях может стать критическим, в ядерном смысле, и возобновить процесс деления, который ранее имел место внутри реактора, извергая радиоактивные побочные продукты.
Г-н Альбрехт сказал, что это очень маловероятно, но может случиться если стеки гранул упали и перемешаны вместе на полу бассейна выдержки. TEPCO в последние годы меняла расположение стеллажей в бассейне, для того чтобы поместить большее количество сборок в ограниченное пространство бассейна выдержки.
Если возникла «субкритичность», то добавляя чистую воду можно на самом деле лишь ускорить процесс деления. Власти должны добавить воду с большим количеством бора, как они и пытались делать, т.к. бор поглощает нейтроны и прерывает ядерную цепную реакцию.
Если «субкритичность» имеет место, уран начинает разогреваться. Если происходит большое количество делений, что может произойти только в крайнем случае, уран будет проплавляться через все, что под ним расположено. Если при этом на его пути встретится вода, то произойдет паровой взрыв и возможен разброс расплавленного урана.
На АЭС "Фукусима-1" каждая сборка имеет либо 64 крупных топливных стержня или 81 несколько меньших топливных стержня, в зависимости от поставщика, который ее поставляет. Типичные сборки в общей сложности содержат примерно 135 кг урана.
Одной большой проблемой для японских чиновников является то, что реактор № 3, бывший в четверг основной целью вертолетов и водометов, использует новые и различные виды топлива. Он использует смесь оксидов, или MOX-топливо, которое содержит смесь урана и плутония, и может выделять более опасный радиоактивный шлейф, при рассеивании во время пожара или взрыва.
В соответствии с информацией от TEPCO, 32 из 514 топливных сборок в бассейне на реакторе № 3 содержат МОХ.
TEPCO сообщила очень мало сведений о крупнейшем хранилище отработанных сборок на АЭС: 6 291 сборка расположена в общем бассейне выдержки, находящемся на территории станции сразу же за пределами внешней оболочки реактора № 4.
Япония надеется решить проблему накопления отработавшего топлива с помощью крупномасштабного плана по переработке стержней в топливо, которое будет возвращать его в ядерную программу. Но еще до землетрясения в пятницу этот план был подвержен многочисленным неудачам.
Центральное место в планах Японии отводится объекту по переработке в деревне Роккасе, стоимостью 28 млрд. долл., к северу от зоны землетрясения, который мог бы извлекать уран и плутоний из стержней, использованных при создании MOX-топлива. После бесчисленных задержек при строительстве, в 2006 году начались тестовые запуски, и оператор завода, Japan Nuclear Fuel, заявил что работа начнется в 2010 году. Однако, в конце 2010 года, его открытие было отложено на еще два года. Предприятие по изготовлению MOX-топлива также еще находится в процессе строительства.
Чтобы завершить процесс переработки ядерного топлива Япония также построила Мондзю, реактор на быстрых нейтронах, который начал работать в полном объеме в 1994 году. Однако через год, после пожара от утечки натрия, завод был закрыт.
Несмотря на подозрения в том, что оператор, полугосударственное японское агентство по атомной энергии, скрыло серьезность аварии, Мондзю снова начал работать на неполную мощность, достигнув критичности, или устойчивой ядерной цепной реакции в реакторе, в мае.
Еще одно предприятие по ядерной переработке в Tokaimura было закрыто в 1999 году, после того как в результате аварии с экспериментальным реактором на быстрых нейтронах, сотни людей поблизости были облучены, а двое рабочих погибли.
Многие из этих объектов были поражены при мощнейшем землетрясении в пятницу. Бассейн выдержки отработавшего топлива в Роккасе переполнился, электропитание на заводе было отключено с переходом на резервные генераторы. По информации от Гражданского центра ядерной информации (антиядерного неправительственного комитета) около 3 000 тонн топлива хранятся в Роккасе. Но завод, построенный на высоте 55 метров над уровнем моря, был избавлен от разрушительного цунами, которое последовало за землетрясением. По информации компании, электропитание было восстановлено в понедельник.
By KEITH BRADSHER and HIROKO TABUCHI
Перевод: forum.atominfo.ru, источник - Донбасс
Около восточного побережья японского острова Хонсю в пятницу утром произошло три новых подземных толчка магнитудой 5.
Сообщается, что очаги землетрясений находились на глубине 30-36 км. Через несколько минут после последнего толчка произошло еще два афтершока магнитудой 4,8 и 4,9. Предупреждение об угрозе цунами объявлено не было.
В последнее время в районе японского острова Хонсю произошло несколько десятков повторных землетрясений магнитудой от 4,7 до 6 и выше.
Японское ядерное агентство подтвердило информацию о задымлении.
Белый дым или пар виден на месте реакторов под номерами 2,3 и 4 на АЭС Фукусима-1, пострадавшей от землетрясения. Ранее сообщалось, что только над реактором номер два АЭС "Фукусима", появился столб белого дыма.
Представитель японского ядерного агентства подтвердил информацию о дыме, появившемся сегодня утром из отсека второго реактора аварийной АЭС Фукусима-1. Японские специалисты пока не могут назвать причины задымления.
Число погибших в результате разрушительного землетрясения в Японии превысило 6400 человек, сообщает Национальное полицейское агентство Японии утром в пятницу. По данным ведомства, наибольшее число погибших отмечается в префектуре Мияки – более 3800 погибших, и Иватэ – более 1900 человек. Новый взрыв в бассейне для снижения давления, возможно, произошел сегодня во втором энергоблоке аварийной японской АЭС "Фукусима-1". Над ней сегодня неожиданно поднялся столб белого дыма, сообщило Агентство безопасности атомных объектов страны.
Список пропавших без вести по данным полиции на 9:00 местного времени пятницы превышает 10200 человек. Также полиция сообщает данные о разрушениях – частично или полностью разрушено в некоторых районах около 80 тысяч домов и строений. Японские власти готовят план частичной эвакуации жителей городов и поселков на северо-востоке острова Хонсю, наиболее серьезно пострадавших от самого сильного в истории страны землетрясения в другие районы страны. Как заявил в пятницу здесь на пресс-конференции генеральный секретарь кабинета министров Юкио Эдано, "такой план изучается".
В настоящее время во временных эвакуационных пунктах на северо-востоке размещено около 400 тысяч беженцев, часть из них - жители районов вблизи аварийной АЭС "Фукусима-1". Ввиду осложнения ситуации на этой станции ранее власти объявили зону обязательной эвакуации в радиусе 20 км от АЭС, всем проживающим в радиусе 30 км было рекомендовано не выходить из домов.
Новый взрыв в бассейне для снижения давления, возможно, произошел сегодня во втором энергоблоке аварийной японской АЭС "Фукусима-1". Над ней сегодня неожиданно поднялся столб белого дыма, сообщило Агентство безопасности атомных объектов страны. Бассейн для снижения давления находится в нижней части реактора, он служит для отвода оттуда перегретого пара. Это призвано снижать давление в установке и способствовать ее охлаждению. Бассейн на втором энергоблоке ранее уже был поврежден взрывом водорода.
Эксперты Агентства не исключают также, что это над энергоблоком поднялся столб радиоактивного пара из резервуара в верхней части полуразрушенного здания, где находятся отработавшие ядерные топливные стержни. Они крайне перегреты. Агентство в течение дня планирует подвести кабели питания по меньшей мере к двум энергоблокам АЭС. Это позволит предпринять попытку оживления их систем охлаждения.
К аварийной АЭС направляются также 130 пожарных из Токио. В распоряжении этого отряда – 30 машин, включая мощные водометы, способные в минуту выбросить от 3 до 5 тонн воды. Отряд снабжен также спецмашинами, способными набирать воду в море. Задача токийских пожарных – охлаждение бассейнов, где находятся отработавшие топливные стержни. Их перегрев и возможное расплавление представляют сейчас главную опасность на станции. При таком развитии событий неизбежен мощный и стабильный выброс радиации.
Экстренная операция по подаче воды в перегретые системы реакторов АЭС "Фукусима-1" с помощью военных спецмашин намечена на 14:00 по местному времени (07:00 по Киеву). Об этом сообщило командование сил самообороны. Как заявил министр обороны Тосими Китадзава, проведенная военными накануне в зоне третьего реактора подобная операция "привела к определенным результатам". "С учетом этого необходимо решительно продолжать такие работы", – подчеркнул он.
Японские атомщики намерены "по примеру Чернобыльской АЭС" заключить поврежденные реакторы АЭС "Фукусима-1" в бетонный саркофаг, предварительно засыпав их песком. Об этом сообщил представитель японского агентства по ядерной безопасности. Однако, по его словам, в настоящее время главная задача заключается в том, чтобы восстановить подачу электроэнергии к поврежденным реакторам, с тем чтобы наладить их охлаждение. Планируется ли построить отдельный саркофаг над каждым реактором или бетонное укрытие будет общим для всей поврежденной зоны, не сообщается.
Тем временем британские ученые создали математическую модель процессов, протекающих на японской АЭС "Фукусима-1" и проводят расчеты возможных вариантов дальнейшего развития ситуации. Об этом сообщили британские СМИ. Руководит аналитической работой главный научный советник правительства страны сэр Джон Беддингтон. Выводы и рекомендации ученых, которые обновляются с получением новой информации от японских властей, немедленно направляются в высшую кризисную структуру кабинета министров Великобритании – комитет "Кобра". При этом данная информация имеет гриф секретности и не подлежит публикации в открытой печати.
Тем не менее, в Лондоне стало известно, что наибольшее беспокойство британских специалистов вызывает в настоящее время состояние обводненных хранилищ для отработавшего ядерного топлива. В первую очередь речь идет о хранилище под реактором 4-го блока АЭС "Фукусима-1", где, согласно имеющейся информации, полностью отсутствует вода. Современная технология предусматривает, что в подобных бассейнах-хранилищах температура должна постоянно поддерживаться на уровне 25 градусов по Цельсию, что достигается за счет наличия в них охлажденной воды.
Однако в настоящее время в бассейнах под реакторами блоков 5 и 6 температура достигла 60 градусов, а в лишенном воды хранилище 4-го блока – 84 градусов. В результате происходящего постоянного разогрева отработавших урановых стержней в этих трех хранилищах происходит утечка во внешнюю среду радиоактивных материалов, отмечают британские эксперты. При этом на 4-м блоке АЭС человек не может находиться возле хранилища с отработавшим топливом более 16 секунд, так как за это время он получает предельную норму допустимого облучения.
Александр Сергий, по материалам: BBC, NewsRu, Kyodo, ИТАР-ТАСС
© 2009 Технополис завтра
Перепечатка материалов приветствуется, при этом гиперссылка на статью или на главную страницу сайта "Технополис завтра" обязательна. Если же Ваши правила строже этих, пожалуйста, пользуйтесь при перепечатке Вашими же правилами.
