Цитата(budden @ 18.3.2011, 2:40)
Вот мне так до сих пор и неясно: будет ли пена с точки зрения возможности цепной реакции хуже, чем полное отсутствие воды?
Из этих картинок невозможно сделать никаких выводов.
Пена будет хуже отсутствия воды, а выводы из картинок сделать можно, но не сразу
Тут штука такая: вот пусть у вас есть урановые стержни в сухом бассейне выдержки. Они могут греться от остаточного тепловыделения, но в них не может идти самоподдерживающаяся цепная реакция деления урана (СЦР). Потому что для нее необходимо замедление нейтронов - быстрые нейтроны от деления урана-235 больше "глотаются" ураном-238 без немедленных последствий, чем делят уран-235 по новой. Для цепной реакции при таких обогащениях топлива по урану-235, которые мы имеем в бассейне выдержки или в реакторе, нейтроны нужно замедлить. Если они пройдут через слой воды, то они уже будут больше делить 235-й уран, чем поглощаться 238-м, и СЦР становится возможна.
Но бассейны выдержки - не то место, где эта реакция желательна, поэтому их рассчитывают так, чтобы воды было настолько до фига, что она нейтроны не только замедляла, но заодно и поглощала. Достигается это уран-водное соотношение шагом расстановки ТВЭЛов: если они далеко друг от друга, то нейтроны по дороге от одного ТВЭЛа к другому не только замедлятся, но потом дальше по ходу еще и поглотятся той же самой водой. А для гарантии в воду еще и добавляют бор, чтобы он уж наверняка все нейтроны поглотил. Но по расчету, и чистой воды должно хватать для подкритичности. Проектировочное правило такое.
То есть сухой бассейн - нехорошо, но не особо страшно, бассейн с водой - замечательно. А теперь представим себе, что вода начала уменьшать плотность. Ну, например, закипать начала и пошли пузыри. Или пену в бассейн кто-то запустил.
Что тогда произойдет? Уран-водное соотношение уменьшится - по дороге от одного ТВЭЛа к другому нейтрон будет встречать меньше молекул воды, и вероятность его поглощения уменьшится. Но замедляться-то он будет по-прежнему! - как и собственно в реакторе, где вода тоже замедлитель, но ее меньше на атом урана, чем в бассейне выдержки. В этом случае, если фишка ляжет неудачно, и все уран-водные соотношения разложатся именно так, как не надо, мы рискуем получить цепную реакцию прямо в бассейне выдержки. Там, конечно, еще и бор есть, но что, если его не хватит для гашения результирующей реактивности? Или если вся вода с бором вытекла, и пожарные закачали в бассейн обычную воду? Ничего хорошего, да.
Вот на этих картинках у
viur'а примерно этот процесс и был нарисован. Только не для бассейна выдержки, а для Чернобыльской "слоновьей ноги", например. Для застывшей смеси уранового топлива с песком, бетоном, и еще черт знает с чем. Когда воды в застывшей пористой топливной лаве (или там в кучке урановых таблеток) нет вообще, то нет замедления - нет и реакции. По мере добавления малых количеств воды начинается замедление нейтронов, и реактивность водно-урановой смеси начинает расти, достигая при каком-то ураново-водном соотношении своего пика. Поскольку когда воды становится еще больше, то она все нейтроны уже и так замедлила до тепловых скоростей и теперь их только поглощает, причем чем больше воды, тем больше поглощает, и реактивность при добавленн воды продолжает падать.
Так что с заливом того-сего в бассейн выдержки надо аккуратно. А то может такое начаться, что мало никому не покажется. Собственно, сейчас как раз обсуждение и идет: а не случилось ли случайно с бассейном выдержки четвертого блока Фукусимы нечто подобное, и не от этого ли там такие высокие уровни радиации вокруг него?