Ядрената катастрофа на Windscale

2024 Автор: Sherilyn Boyd | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-16 09:37

Проектиране на реактори

В Seascale два бързи реактора за производство на плутоний бяха построени бързо в края на 40-те и началото на 50-те години: пилоти 1 и 2 на Windscale. И двата реактора бяха по същество блокове от графит с покрити с алуминий пръти уран, други елементи и / през иначе твърдия графит. Въздухът се издуха от едната страна над графита и пръчките, за да ги охлади, докато горещият въздух се изтегляше от другия край и се вентилираше през големи разтоварващи купчини. Филтри, набързо добавени в последната минута при подтикването на една душевна душа, бяха поставени на върха на всеки стак.

Ядреното делене се случи в ядрото, когато неутроните се сблъскаха с уран. Допълнителни неутрони са били произведени в този процес, и те също ударили и променяли графита. Това взаимодействие трансформира кристалната структура на графита, което го кара да натрупа енергия до това време (обикновено не е удобно), когато може неочаквано и опасно да го освободи като топлина. Известно като освобождаване на енергията на Кърджали, това се случи в Windscale Pile 2, по някое време преди пожара.

Вместо да отделят време за реконструкция на реактора, така че всички негови системи да са в състояние безопасно да се справят с този проблем, на работниците им беше наредено да сглобяват решение (обяснено по-долу). Защо? Политика … естествено.

Хъгрис и Студената война

В годините след Втората световна война Великобритания отчаяно искаше да получи Х-бомбата, за да бъде равнопоставена с новите могъщи американци. След години на преговори за магическата рецепта, британецът Харолд Макмилан най-накрая успя. в края на октомври 1957 г. той трябваше да подпише Декларация за обща цел от президента и министър-председателя на Обединеното кралство, чрез която САЩ ще споделят с Великобритания тайните на атомното оръжие.

Водейки до разкриването, британските официални лица не искаха да покажат на американците, че има някакви недостатъци, проблеми или недостатъци с техните реактори. Така че, вместо да се преструктурират или реконструират, за да се осигури правилна и безопасна работа, те често изтласкват съществуващите материали до граници и по начини, по които никога не са били предназначени за използване.

Например, с енергийния проблем на Уеннгър, те се възползваха от способността на въглерода да се измъкне на своето място като графит при много високи температури. Този метод, познат като термообработка, включва един или два дни цикъл на временно нагряване на ядрото, който е много по-висок, отколкото всяко оборудване, включително охладителната система, е проектирано да управлява (до 485F); след това реакторът ще бъде подложен на период на охлаждане, докато не бъде безопасен за делене. Температурата в реактора се следи с термодвойки, които са подходящи за обработка на нормални операции, но не могат да измерят правилно измененията в температурата, причинени от процеса на отгряване. За да направят нещата по-лоши, с течение на времето бяха необходими повече топлина и повече цикли, за да се освободи допълнителната енергия, но дори и тогава (непознати до момента на злополуката), в сърцевината останаха джобове с енергия на Вигнер.

Освен това, когато САЩ промениха бомбите си от плутоний до тритий, британските власти наредиха на растенията Windscale да направят същото - въпреки че не бяха предназначени за това. Следвайки поръчките, ядрените работници модифицираха реакторите, и по-специално един от компонентите, участващи в охлаждането на горивото. Не без последствия, в сърцевината започнаха да се образуват прегряващи зони, но тъй като термодвойките не са проектирани да наблюдават тези събития, отчитането на топлината в реактора остава в безопасна зона - дотогава е твърде късно.

Огънят

Реакторът беше прегрял като част от цикъл на охлаждане на 8 октомври 1957 г.; след като работниците стигат до извода, че ремонтът е бил успешен, както беше типично, в края на цикъла бяха вкарани охладителни пръчки. Отчасти, работниците осъзнаха, че желаното освобождаване на енергията на Уигнър не се е случило напълно, така че те отново нападнаха топлината.

Много експерти смятат, че още преди второто отопление части от сърцевината са много по-горещи от други, но работниците нямаха възможност да знаят това, защото термодвойките не го измерваха и не можаха да го измерят. Във всеки случай консенсусът е, че горещите точки, комбинирани с второто отопление, разрушиха касета, като по този начин предизвикаха пожара. Дори след това термодвойките не отбелязват повишаване на температурата.

До 10 октомври 1957 г. работниците са станали нервни. Типичното спадане на температурата на сърцевината, което трябваше да последва освобождаването на Винджър, не се случи; По-скоро, поне една термодвойка регистрира стабилно повишаване на температурата. Без да осъзнаваш, че ядрото е било в огън, работниците увеличава въздушния поток; добавяне на кислород към пламъка; йонизиращите радиоактивни елементи бяха изтласкани нагоре по комина и взети от мониторите.По това време работниците разбраха, че нещо е сериозно погрешно.

Важно е да запомните, че ядрените работници в тази история са били герои. Въпреки че може би те би трябвало да са мислили два пъти преди двойно нагряване на ядрото на 8^тата, или увеличаване на въздушния поток на 10-те^тата, факторите, които наистина причиниха пожар в Windscale, бяха онези на политиката, направени на ниво заплата много над главите им, от хора, които всъщност не разполагаха с опит на инженерите по този въпрос.

Във всеки случай по-късно на 10-ти^тата, работниците обличаха предпазна екипировка за проверка на горивото; едва тогава разбраха, че е изгарял почти два дни. Ръководителят на завода мащабираше сградата на реактора и отбеляза, че бушуващото ад е дошло в контакт с съдържащия бетон; ужасен, той знаеше, че защитният бетон не е бил проектиран така, че да издържа на този тип пожар.

Гасенето на огъня

Те нямаха добри възможности. До 11 октомври 1957 г. температурата в реактора е над 2300 ° F (излъчваната лава по време на ерупция обикновено е по-хладна от това); всъщност, след като вмъкнаха метален стълб като част от неуспешен опит да гасят огъня, когато беше изваден, краят капеше.

При тази температура, когато водата (H2O) удря разтопен метал (като този в реактора), той окислява и водородът се отделя от кислорода; работниците се опасяваха, че водородът може да се смесва с входящия въздух и да избухне, да разкъса отворената зона, да изложи населението на опасна радиация и да убие работниците.

Не забравяйте, че поради натрапчивия дизайн на реакторите, йонизиращите лъчения на опасни нива са били изпускани в продължение на дни. Ако работниците решиха просто да оставят огънят да се изгори, дори ако херметичността не се провали (почти сигурно щеше да се провали), радиацията би продължила да замърсява природата.

И така, те се опитаха единствената си възможност: да изгорят огъня с течен въглероден диоксид; за съжаление те не бяха в състояние да кандидатстват много. В крайна сметка огънят се разсмя, защото дори консумира кислорода в СО2.

Останали без друг избор, включиха маркучите, въпреки че все още се страхуваха да изключат охлаждащите и вентилационните системи. Водата не предизвика експлозия, но не направи нищо, за да потуши пламъците. В последно усилие реакторът беше освободен от всички, с изключение на управителя на завода и началника на пожара, а въздухът беше изключен.

Мениджърът отново се качи на реактора и откри, че гладният огън създава мощно засмукване в неуспешен опит да се поддържа. Неуспешен, пламъците бавно изчезнаха, а после отблясъкът се отдръпна. Водата продължава да се излива върху сърцевината още 24 часа, докато се охлади напълно.

отава

Все още се стремят да намерят ръцете си върху дизайна на ядрените оръжия, а британските лидери покриват истинската причина за аварията и я обвиняват за героичните работници на Windscale. Измамата бе успешна и САЩ разпространиха ядрените си тайни с британците. Следващите запитвания, от BBC и други, разкриха, че в крайна сметка са виновни политиките на правителството за безопасност.

Здравословно, беше и бедствие. Макар да не е на мащаба с Чернобил, се смята, че освобождаването на йод-131, цезий-137 и ксенон-133 от Windscale е причинило поне 200 случая на рак; се смята, че числата биха били много по-високи, ако не беше последното добавяне на филтрите.

За щастие, обаче, смелите работници, които са изправени пред огъня, не са имали повишени нива на рак или смъртност; всъщност мениджърът на реактора, който намали реактора няколко пъти, умря през 2008 г. на 90-годишна възраст.

След пожарното охлаждане в резервоара на реактора на площадката бяха запечатани 15 тона ураново гориво и не е планирано да бъде изведено от експлоатация до 2037 г.