Ядерная катастрофа Windscale

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

Конструкция реактора

В Seascale два реактора для производства плутония были поспешно построены в конце 1940-х - начале 1950-х годов: кучи 1-го и 2-го ветров. Оба реактора были по существу блоками из графита с алюминиевыми платами урана, другими элементами и / или изотопами, работающими через иначе твердый графит. Воздух продувался с одной стороны над графитом и стержнями, чтобы охладить их, в то время как горячий воздух был вытащен из другого конца и выпущен через большие разрядные стопки. Фильтры, поспешно добавленные в последнюю минуту при принуждении одной доской души, помещались наверху каждого стека.

Ядерное деление произошло в ядре, когда нейтроны столкнулись с ураном. В этом процессе были получены дополнительные нейтроны, и они также ударили в графит и изменили его. Это взаимодействие трансформировало кристаллическую структуру графита, заставляя его накапливать энергию до тех пор, пока такое время (обычно это не удобно), когда оно может внезапно, и опасно отпустить его в виде тепла. Известный как энергетический релиз Winger, это произошло на Windscale Pile 2, в какой-то момент перед огнем.

Вместо того, чтобы тратить время на реорганизацию реактора, чтобы все его системы могли безопасно справляться с этой проблемой, рабочим было приказано собирать решение (объяснено ниже). Зачем? Политика … естественно.

Хитрость и холодная война

В годы после Второй мировой войны Британия была в отчаянии, чтобы получить H-бомбу, чтобы быть на равных с новыми могущественными американцами. После долгих лет переговоров по волшебному рецепту британский Гарольд Макмиллан, наконец, преуспел; в конце октября 1957 года он должен был подписать Декларация общего назначения Президентом и Премьер-министром Соединенного Королевства, в соответствии с которым США будут делиться с Англией секретами атомного оружия.

Британские чиновники, не дожидаясь раскрытия информации, не хотели показать американцам, что с их реакторами были какие-то недостатки, проблемы или недостатки. Поэтому, вместо того, чтобы перерабатывать или переделывать, чтобы обеспечить надлежащую и безопасную работу, они часто подталкивали существующие материалы к ограничениям и способами, в которых они никогда не предназначались для использования.

Например, с энергетической проблемой Вингера они воспользовались способностью углерода возвращаться в нужное место в качестве графита при действительно высоких температурах. Этот метод, известный как отжиг, включал одно- или двухдневный цикл временного нагрева сердечника намного выше, чем любое оборудование, включая систему охлаждения, было разработано для управления (до 485F); после этого реактор будет подвергаться периоду охлаждения до тех пор, пока он не станет безопасным для деления. Температуру в реакторе контролировали с помощью термопар, которые хорошо подходят для нормальной работы, но не могли правильно измерить изменения температуры, вызванные процессом отжига. Чтобы ухудшить ситуацию, со временем для высвобождения дополнительной энергии потребовалось больше тепла и больше циклов, но даже тогда (неизвестно до аварии) карманы энергии Вигнера оставались в ядре.

Кроме того, когда США перешли от вооружения своих бомб плутонием до трития, британские чиновники приказали заводам Windscale сделать то же самое - хотя они и не были предназначены для этого. Последующие приказы, ядерные рабочие модифицировали реакторы и, в частности, один компонент, предназначенный для охлаждения топлива. Не без последствий в сердцевине начали образовываться перегретые области, но поскольку термопары не были предназначены для наблюдения за этими событиями, показания тепла в реакторе оставались в безопасной зоне - пока не стало слишком поздно.

Огонь

Реактор был перегрет как часть цикла отжига 8 октября 1957 года; после того как работники пришли к выводу, что отжиг был успешным, как это было типично, охлаждающие стержни были вставлены для завершения цикла. По прошествии рабочего дня рабочие поняли, что желаемый энергетический выпуск Вигнера не был полностью выполнен, поэтому они снова подняли огонь.

Многие эксперты полагают, что даже до этого второго нагрева части ядра были намного более горячими, чем другие, но рабочие не знали об этом, потому что термопары не могли и не могли его измерить. В любом случае, консенсус в том, что горячие точки в сочетании со вторым нагревом разрывали картридж, тем самым вызывая пожар. Даже после этого термопары не регистрировали повышение температуры.

К 10 октября 1957 года рабочие нервничали. Типичное падение температуры ядра, которое должно было после выпуска Wigner, не произошло; скорее, по крайней мере одна термопара регистрировала устойчивый рост температуры. Не осознавая, что ядро горит, рабочие выросла воздушный поток; добавление кислорода к пламени; ионизирующие радиоактивные элементы были подтолкнуты к дымоходу и подхвачены мониторами.В это время рабочие поняли, что что-то серьезно не так.

Важно помнить, что ядерные рабочие в этой истории были героями. Хотя, возможно, они должны были подумать дважды перед двойным нагревом сердечника на 8^го, или увеличение воздушного потока на 10^го, факторы, которые действительно вызвали пожар в Windscale, были теми факторами политики, которые были сделаны на уровне зарплаты намного выше их головы людьми, которые на самом деле не имели опыта инженеров в этой области.

В любом случае, позже 10^го, работники надевали защитное снаряжение для изучения топлива; только тогда они поняли, что горели почти два дня. Менеджер завода масштабировал здание реактора и заметил, что бушующий ад контактирует с содержащим бетон; в ужасе он знал, что защитный бетон не был предназначен для противостояния этому виду пожара.

Тушение пожара

У них не было хороших вариантов. К 11 октября 1957 года температура в реакторе была выше 2300 ° F (вытесненная во время извержения вулкана, как правило, более холодная, чем эта); фактически, после того, как они вставили металлический столб как часть неудачной попытки погасить огонь, когда его вытащили, конец капал.

При этой температуре, когда вода (H2O) попадает в расплавленный металл (например, внутри реактора), он окисляется и водород отделяется от кислорода; рабочие опасались, что водород может смешиваться с входящим воздухом и взорваться, разрывать зону сдерживания, подвергать население опасному излучению и убивать рабочих.

Не забывайте, что из-за хитроумного дизайна реакторов ионизирующее излучение на опасных уровнях протекало в течение нескольких дней. Если бы рабочие решили просто выпустить огонь, даже если сдерживание не потерпит неудачу (это почти наверняка потерпит неудачу), радиация продолжала бы загрязнять сельскую местность.

Таким образом, они попробовали свой единственный вариант: голодать огнем с жидким углекислым газом; к сожалению, они не смогли применить очень много. В конце концов, огонь получил последний смех, потому что он даже потреблял кислород в СО2.

Оставленные без другого выбора, они включили шланги, хотя они все еще боялись отключить системы охлаждения и вентиляции. Вода не вызывала взрыва, но она мало помогла огню. В последней попытке, реактор был очищен от всех, кроме начальника завода и начальника пожара, и воздух был отключен.

Менеджер снова поднялся на реактор и обнаружил, что голодный огонь создает мощное всасывание в неудачной попытке сохранить себя. Неудачное, пламя медленно умерло, затем свечение отступило. Вода продолжала выливаться в ядро еще на 24 часа, пока она не стала полностью прохладной.

отава

Несмотря на то, что британские лидеры все еще были заинтересованы в разработке ядерного оружия, британские лидеры скрывали настоящую причину аварии и обвиняли ее в героических работниках Windscale. Обман был успешным, и США поделились своими ядерными тайнами с англичанами. Последующие запросы, Би-би-си и другие, показали, что именно политическая политика безопасности правительства была в конечном счете виновата.

Здоровье было мудрым, это было также катастрофой. Считается, что не по шкале с Чернобылем выброс йода-131, цезий-137 и ксенон-133 в Windscale вызвал по меньшей мере 200 случаев рака; считается, что цифры будут намного выше, если бы не добавление фильтров в последнюю минуту.

К счастью, однако, смелые рабочие, столкнувшиеся с огнем, не увеличивали уровень рака или смертности; Фактически, диспетчер реактора, который масштабировал реактор несколько раз, умер в 2008 году в возрасте 90 лет.

После остывания пожара 15 тонн уранового топлива было запечатано в реакторе на площадке, и он не должен быть выведен из эксплуатации до 2037 года.