АЭС Фукусима, Ветка с жёсткой модерацией Опции

[eninav]

Например, что французы пишут тут:
Что CO выделяется в значимых объёмах при реакции кориума с бетоном, даже не обсуждайте Он выделяется, и его много. Отчётов на сей счёт столько, что они в комнату не влезут Откуда берётся? Ну вот, французы пишут, что металлы из кориума отбирают у CO2 атом кислорода. Видимо, получается у них.

Примерно понятно. СО2 восстанавливается металлами, с образованием СО.

[Nut]

Я еще бы понял если бы СО образовался в РБМК, но откуда раскаленный углерод окажется в ВВЭР/PWR?

Т кориума, падающего на бетон около 2500С. Хватит?

[Rajvola]

Rajvola, то что Вы привели, это очень приблизительно, вода в основном уходит на стадии набора прочности, бетон уже старый. Щебень используют гранитный или базальтовый (это всё-таки АЭС, а не...), там известняка нет!
Ссылка http://www.iaea.org/inis/collection/NCLCol...75/16075319.pdf интересная, там на 622 мин кориум твердеет! Что касается конверсии СО2 в СО, то это фантазии, да и нет его почти там (см. состав Nut`a).

Если профан, то профан, могу только чужое повторять:

За базальт в Википедии сказано: кремнезема (SiO2) от 45 до 52-53%, суммы щелочей Na2+K2 до 5%,в щелочных базальтах до 7%. Прочие оксиды могут распределяться так: TiO2=1.8-2.3%; Al2O3=14.5-17.9%; Fe2O3=2.8-5.1%; FeO=7.3-8.1%; MnO=0.1-0.2%; MgO=7.1-9.3%; CaO=9.1-10.1%; P2O5=0.2-0.5%. Господь кальцием не обидел!


Гранит скупее: SiO2 — 72.04%, Al2O3 — 14.42%....
CaO — 1.82%

[AtomInfo.Ru]

Ещё по составу: СО2 около 1%, крохи. Вода связанная (у Нута) от 1 до 11, реально в районе 5; свободная от 1 до 3. В сумме не так уж много. И потом, вы согласны, что кориум будет плавить не всю шахту сразу, а только дупло и притом медленно? Дантист Рудик должен знать.

Просуммируйте цифры в столбцах таблички. То, что не хватает до 100% - доля щебёнки, видимо. А из неё получается CO2.

Sir, я прямо не знаю, как Вас убедить. Попробую ещё раз. Беру первую попавшуюся ссылку из этой ветки про расчёты взаимодействия кориума и бетона. Там есть состав бетона, и CO2 в нём 10%.

Самый "плохой" сценарий (для бетона 64 % SiO2, 18 % CaO and 10 % CO2 и "слоистого" кориума) просчитанный разными моделями ["Simulation of corium concrete interaction in a 2D geometry: recent benchmarking activities concerning experiment and reactor cases" by B. Spindler, et al] впечатляет глубиной "таяния" бетона:

А в отчёте, на который MrNice сослался, есть и другой реакторный бетон. В нём CO2 вообще 25%.

[AtomInfo.Ru]

Собственно, отчёт
http://www.sar-net.org/upload/2-10_ermsar08-s2-10-final.pdf
и про бетоны, которые они считали (стр.6):

Two types of concretes are addressed:
a siliceous concrete with 64 % SiO2, 18 % CaO and 10 % CO2 weight fractions
and a limestone concrete with 25 % SiO2, 42 % CaO and 25 % CO2 weight fraction.

[eninav]

Т кориума, падающего на бетон около 2500С. Хватит?

Нужна не только высокая температура, но и раскаленный уголь (так его получают в промышленности).
AtomInfo.Ru привел ссылку, что может быть не только уголь, но и металлы.
Но в любом случае, должна быть бескислородная среда, иначе СО тут же окислится.
Если кориум реагирует с бетоном - значит он уже проплавил реактор, и кислорода вокруг достаточно.
Кстати, википедия утверждает, что СО реагирует с водой (обратимо) с образованием СО2 и H2O

[Nut]

Нужна не только высокая температура, но и раскаленный уголь (так его получают в промышленности).
AtomInfo.Ru привел ссылку, что может быть не только уголь, но и металлы.
Но в любом случае, должна быть бескислородная среда, иначе СО тут же окислится.
Если кориум реагирует с бетоном - значит он уже проплавил реактор, и кислорода вокруг достаточно.
Кстати, википедия утверждает, что СО реагирует с водой (обратимо) с образованием СО2 и H2O

Попробую сейчас

[AtomInfo.Ru]

Щебень используют гранитный или базальтовый (это всё-таки АЭС, а не...), там известняка нет!

http://ctn.cvut.cz/ap/download.php?id=217

Penly concrete was used for a concrete containment building in a nuclear power plant in France (samples were
obtained from M. Dugat, Bouygues Company, France). It had a dry density of 2290 kg/m3, and consisted of the following components: Cement CPA HP Le Havre (290 kgm3), sand 0/5 size fraction (831 kgm3), gravel sand 5/12.5 size fraction (287 kgm3), gravel sand 12.5/25 size fraction (752 kgm3), calcareous filler PIKETTY (105 kgm3), silica fume (30 kgm3), water (131 kgm3), retarder CHRYTARD 1.7, super-plasticizer Resine GT 10.62. Themaximum water saturation was 4 %kg/kg.

The Temelin concrete used for the concrete containment building of the Temelin nuclear power plant in the Czech Republic had a dry density of 2200 kg/m3 and maximum water saturation 7 %kg/kg. The composition was as follows:
Cement 42.5 R Mokrá (499 kgm3), sand 0/4 size fraction (705 kgm3), gravel sand 8/16 size fraction (460 kgm3),
gravel sand 16/22 size fraction (527 kgm3), water (215 kgm3), plasticizer 4.5 lm3.

[vodos]

Если профан, то профан, могу только чужое повторять:

За базальт в Википедии сказано: кремнезема (SiO2) от 45 до 52-53%, суммы щелочей Na2+K2 до 5%,в щелочных базальтах до 7%. Прочие оксиды могут распределяться так: TiO2=1.8-2.3%; Al2O3=14.5-17.9%; Fe2O3=2.8-5.1%; FeO=7.3-8.1%; MnO=0.1-0.2%; MgO=7.1-9.3%; CaO=9.1-10.1%; P2O5=0.2-0.5%. Господь кальцием не обидел!
Гранит скупее: SiO2 — 72.04%, Al2O3 — 14.42%....
CaO — 1.82%

Все правильно, не обидел, вот только СО2 там нет. Металл в кориуме только один - Zr, ну ещё арматура по дороге. Реакция превращения СО2 в СО прямо не идет, уж поверьте, она требует угля. С цирконием такая штука неизвестна, хотя чем черт не шутит... Беда в том, что Zr, больше любит воду.

[Nut]

Нужна не только высокая температура, но и раскаленный уголь (так его получают в промышленности).
AtomInfo.Ru привел ссылку, что может быть не только уголь, но и металлы.
Но в любом случае, должна быть бескислородная среда, иначе СО тут же окислится.
Если кориум реагирует с бетоном - значит он уже проплавил реактор, и кислорода вокруг достаточно.
Кстати, википедия утверждает, что СО реагирует с водой (обратимо) с образованием СО2 и H2O

В расплаве кориума проходят различные химические реакции между компонентами кориума и разлагающегося бетона, в частности, приводящие к генерации горючих газов и дающими дополнительный вклад в тепловыделение в кориуме. Наиболее важные из них.
В первую очередь это реакции циркония, хрома и железа с водой и углекислым газом:
Zr+2CO2=ZrO2+2CO+5900

2Cr+3CO2=Cr2O3+3CO+2800

Fe+CO2=FeO+CO-377+0.0271(T-2000)

Еще то же самое с водой с образованием водорода, отрезал.

[Rajvola]

Все правильно, не обидел, вот только СО2 там нет. Металл в кориуме только один - Zr, ну ещё арматура по дороге. Реакция превращения СО2 в СО прямо не идет, уж поверьте, она требует угля. С цирконием такая штука неизвестна, хотя чем черт не шутит... Беда в том, что Zr, больше любит воду.

Профан - это я исключительно о себе. Не примеряйте на себя. В бетонах я профан, повторил что мне сказали. После всех уточнений Атоминфо.ру тему о щебенке предлагаю считать закрытой. Что любят остатки циркония при температуре 2500 Цельсия --- ни в зуб ногой. Да и скильки там циркония-то. А вот U02 дофига и он жрет кислород не хуже любого металла: мимикрия в U308, так было на лекциях.

[AtomInfo.Ru]

http://ctn.cvut.cz/ap/download.php?id=217

В общем, самый настоящий детальный состав бетона я дал.
Temelin concrete - это чешский ВВЭР.
Penly concrete - это французский PWR.

Вот здесь коллеги пишут так о декомпозиции Ca(OH)2 и calcium silicate hydrates в темелинском бетоне. К сожалению, без цифр.

Уточню, что Temelin concrete - бетон, из которого сделан контейнмент на чешских блоках с ВВЭР-1000.

Желающие могут дальше прокопать самостоятельно. Или к химикам.

[Nut]

Все правильно, не обидел, вот только СО2 там нет. Металл в кориуме только один - Zr, ну ещё арматура по дороге. Реакция превращения СО2 в СО прямо не идет, уж поверьте, она требует угля. С цирконием такая штука неизвестна, хотя чем черт не шутит... Беда в том, что Zr, больше любит воду.

Вот по СО2

Основные химические реакции при разложении бетона

Температурный диапазон Химические реакции Характерные затраты энергии, Дж/моль

700-800 К Са(ОН)2 = СаО + Н2О 99.5
1100- 1200 К СаСО3 = СаО + CO2 165.5

[eninav]

Остаточного тепловыделения хватит, чтобы вскипятить воду в реакторе. А вот на собственные нужды, да ещё с учётом к.п.д., да ещё с учётом, что остаточное тепловыделение постоянно уменьшается - думаю, очень вряд ли. Собственные нужды у блока, на самом деле, велики.

Извините за назойливость, но хочется вернуться к этому вопросу.
Как я понял из разницы мощности нетто и брутто энергоблока, собственные нужды составляют где-то порядка 30-50 МВт в зависимости от проекта.
У ВВЭР-1000 например 40 МВт.
Однако, не все эти потребности одинаково критичны.
Например, больше половины потребления приходится на насосы ГНЦ - больше половины (их 4 по 5 с лишним МВт каждый).
Для расхолаживания они не нужны, т.к. осуществляется естественная циркуляция.
Еще какую-то мощность потребляют насосы 2 контура - но их мощность не нашел. Видимо, она такого же порядка как ГНЦ. Тогда получается, большая часть собственных нужд - это насосы.
Еще 2-3 МВт потребляют грелки компенсатора давления. Вроде бы, для расхолаживания он тоже не особо нужен, если его отключить то просто упадет давление в 1 контуре до давления насыщенного пара (т.е. будет не 160 атм а 120).

Отсюда два вопроса: 1) какая нужна минимальная мощность, что бы хватило на аварийное расхолаживание блока при полной потере энергии (фукусимский вариант)
2) что будет, если энергии все-таки не поступит.

По второму варианту: насколько я понял, в такой ситуации в 1 контуре будет осуществляться естественная циркуляция, а во 2 - вода будет выкипать в атмосферу, унося тепло (во 2 контуре она не радиоактивная, поэтому загрязнения не будет). Тут вопросы: 1) насколько времени этого хватит, и 2) что будет, когда вода кончится? Можно ли подливать воду во 2 контур, если энергии не поступит? (теми же пожарными машинами, например).
(Я не нашел, сколько всего воды содержится во 2 контуре, если столько же, сколько и в первом (около 1000 т), то примерно на 10 часов хватит, по моим прикидкам.)
Кстати, а нельзя ли после того, как вода выкипит, использовать воздушное охлаждение? Внутренняя поверхность парогенераторов огномна - десятки тысяч м2, как мне кажется, несколько мегаватт можно и воздухом отводить.
И еще - а в ВВЭР-1000 не используется СПОТ? В Википедии упоминаний о СПОТ в ВВЭР-1000 не нашел, только в ВВЭР-1200. И хватит ли СПОТ что бы полностью отвести все тепло, при условии полного обесточивания?

Кажется Nut специалист по ВВЭР, может он ответит на мои дилетанские вопросы?

[eNeR]

Отчёт IAEA

[eninav]

В расплаве кориума проходят различные химические реакции между компонентами кориума и разлагающегося бетона, в частности, приводящие к генерации горючих газов и дающими дополнительный вклад в тепловыделение в кориуме. Наиболее важные из них.
В первую очередь это реакции циркония, хрома и железа с водой и углекислым газом:
Zr+2CO2=ZrO2+2CO+5900

2Cr+3CO2=Cr2O3+3CO+2800

Fe+CO2=FeO+CO-377+0.0271(T-2000)

Еще то же самое с водой с образованием водорода, отрезал.

Спасибо. Значит, реакция СО2 с металлами таки идет.

[vodos]

Не все написанные реакции идут, к сожалению, уж с СО2 так точно. Хотя бы потому, что будет простое пробулькивание без реакции , концентрации реагентов маленькие, у кориума с бетоном с точки зрения химии мизерная поверхность контакта, разбавляться балластом и покрываться корками кориум будет. Химики поймут.

[vvz]

Ну, это уже слишком, интересно, кто автор этих чудес?.
По порядку: цементный камень это система из основных силикатов и алюмосиликатов кальция, в ответственных местах для усиления радиационной стойкости иногда добавляют оксиды железа или даже чугунную стружку.Львиная же доля бетона это песок, щебень и арматура. Химически связанной воды старый бетон содержит не более 5% масс. Другого источника водорода в бетоне нет! Водороду в таких количествах взяться просто неоткуда. И уж тем более неоткуда взяться СО. Некоторое (очень небольшое) количество диоксида углерода в виде карбоната может конечно содержаться в поверхностных слоях бетона, только вот не превратиться ему в моноксид никоим образом, даже с кориумом.
Да и с СО2 атомщики знакомы давно - в английских реакторах Magnox и AGR он служит, как известно, теплоносителем, и ни одной крупной аварии, что характерно.

Идея проста - сто кубов бетона на АЭС - ни о чем. А это 250 тонн и 1 процент уже 2500 кг
И толи ближе то ли дальше было что СО раз в пятьдесят мень ше СО2 а кориум и горячий и кислород отесть может

[AtomInfo.Ru]

Отчёт IAEA

Первые страницы пропускаем. В ооновских документах хорошим тоном считается сначала похвалить всех и вся.

Начиная с "The tsunami hazard for several sites was underestimated" и далее по тексту - выводы на грани открытой грубости. Японцам объясняют, что перед едой нужно мыть руки, а после туалета вытирать попу. И делать это регулярно.

А абзацем выше - там, где It should be seen as part of a wider plan that could result in remediation of the areas off site affected by radioactive releases to allow people evacuated to resume their normal lives. Thus demonstrating to the world what can be achieved in responding to such extreme nuclear events. - японцам прямо указывают:

никакой зоны отчуждения!

а следовательно, дальнейший вывод

никаких саркофагов!.

У меня вопросов нет.

[vvz]

Начиная с "The tsunami hazard for several sites was underestimated" и далее по тексту - выводы на грани открытой грубости. Японцам объясняют, что перед едой нужно мыть руки, а после туалета вытирать попу. И делать это регулярно.

А абзацем выше - там, где It should be seen as part of a wider plan that could result in remediation of the areas off site affected by radioactive releases to allow people evacuated to resume their normal lives. Thus demonstrating to the world what can be achieved in responding to such extreme nuclear events. - японцам прямо указывают:

никакой зоны отчуждения!

а следовательно, дальнейший вывод

никаких саркофагов!.

У меня вопросов нет.

я не то что бы возражаю или против зеленой лужайки
Просто думаю что в этой теме мы все присутствуем сейчас при третьем ходе партии где японцы играют черными - судьба ифукусима - защиту каро Кан
Да у белых инициатива и ясный план который вы описывали и считаете выигрышным . Хочу сказать что у черных позиция паршивая но теория говорит что все не так мрачно а мастерство у этих товарищей в таких играх тоже нехилое.
Так что мое предложение- не делать ставки на результат а анализировать ход партии