Цитата(nakos @ 6.8.2011, 17:36)

У Вас очень содержательный пост, …
Спасибо, конечно. Но к содержанию моих сообщений все же надо относиться не как к чему-то такому, где сообщается нечто о сути явлений. Скорее это такая форма (часто слишком развернутая) формулировки вопросов. Или способ провокации знатоков на откровенность.
Цитата(nakos @ 6.8.2011, 17:36)

…но требование узреть светящийся шар, конечно, не в кассу, как и требование узреть гриб.
Это я не совсем понял. Требований у меня не было, но был вопрос: а может ли дело в принципе дойти до светящегося шарика с грибочком, или это исключено? О том, что исключено, читал не раз. В том числе написанное и выдающимися физиками. Почему исключено? – вот такого как-то не встречалось. А встретить хотелось бы. Не голословное утверждение, а внятное и убедительное обоснование.
Цитата(nakos @ 6.8.2011, 17:36)

Внутренность реактора - тоже не наша терминология.
На точность терминологии в этой области никак не претендую. Но мне показалось, что такой оборот достаточно ясно дает понять, о чем речь.
Цитата(nakos @ 6.8.2011, 17:36)

А топливо испарилось, конечно - хотя бы потому, что никакое иное событие не могло положить конец цепной реакции, кроме как испарение топлива и, как следствие, изменение его геометрии и покидание той части АЗ где сформировалась локальная критмасса. Испарение - микро и миллисекунды, а пресловутый паровой взрыв - секунды. Разные временные шкалы принципиально.
Здесь буду возражать.
Для реактора на тепловых нейтронах вовсе нет нужды заметно нарушать геометрию самого топлива – достаточно как-то убрать подальше заметную часть замедлителя. Вообще говоря, очень небольшую часть. Какой-то там концевик – что он в сравнении с основной графитовой кладкой? – а вон, сколько бед может натворить.
Далее. Почему это у Вас такой временной разрыв в испарении теплоносителя и испарении топлива, что вот второе быть может, а первое никак не успеет? Ведь разгон реактора на ЧАЭС-4 как раз и длился секунды, а не миллисекунды.
Но даже если ограничиться только изменением геометрии самого топлива, то почему же только испарение? Простое разбрасывание жидких капель и твердых осколков разве недостаточно? А вот превращение в пар, не сопровождающееся заметным изменением объема, к прекращению цепной реакции приведет вряд ли. В атомной бомбе не приводит.
Да, верно – тепловое расширение существенно более медленный процесс, чем размножение нейтронов. Тем не менее, для АБ – это существенное обстоятельство, хотя в ней весь процесс, в миллионы раз быстрее. Обходится эта неприятность за счет высокого коэффициента размножения нейтронов. Этот высокий коэффициент достигается сразу в момент взрыва – далее два процесса конкурируют. Не совсем так. В самом начале взрыва тепловое расширение компенсируется еще и искусственно вызванным специальными приемами сжатием. Ничего этого в реакторе нет.
Тем не менее, как мы, к сожалению, знаем, разгон получается и в реакторах. Так какие там времена?
Ни плотность делящегося вещества, ни плотность нейтронного поля в реакторе на тепловых нейтронах не дают заметного выхода нейтронов за счет взаимодействия с быстрыми нейтронами. А чтобы стать медленным, нейтрону нужно побегать/потолкаться. Ведь основная часть спектра излучаемых при делении нейтронов приходится на область быстрых нейтронов. Между прочим, запаздывающие нейтроны тоже не тепловые. А еще нейтрону, в процессе избавления от лишней энергии, нужно по возможности как-то избежать область резонансного поглощения ураном-238. Такое поглощение не приводит к немедленному делению и, следовательно, поглощенный нейтрон не участвует уже в размножении, а для нашего рассмотрения – в разгоне.
Только лишь потом - после замедления - нейтроны становятся готовыми к размножению.
Сколько времени у нейтрона уходит на эту беготню/толкотню?
Я не располагаю возможностью дать точный численный ответ на этот вопрос. Возможно, что здешние профессионалы смогут ответить. Интуиция же подсказывает, что речь может идти о миллисекунде, но не о микро. Предположим, что я прав. Тогда при коэффициенте размножения нейтронов К=1.005 уже через полторы секунды мощность реактора возрастет более чем в 1700 раз. Это в частности означает, что в последующем, оставаясь уже при той же мощности, реактор, который вначале находился на уровне мощности 6% от номинала, каждую секунду будет выдавать столько энергии, сколько этот же реактор выдает за 100 секунд при номинальной мощности. Но если реактор не взорвется за следующие полторы секунды, то его мощность возрастет еще более чем в 1700 раз. Даже если разгон стартовал всего с 6% номинала, то этого второго увеличения реактор точно не выдержит – ведь в нем в секунду будет выделяться двухсуточная порция энергии, производимой на номинальной мощности. При том же, а на самом деле заметно худшем, теплоотводе.
Судя по событиям на ЧАЭС-4, процесс разгона оказался несколько менее шустрым. Может быть, там коэффициент размножения нейтронов оказался меньше, или сам процесс разгона был по физике заметно сложнее…. Я эти числовые прикидки привел вот к чему. Даже в упрощенном случае по очень грубой прикидке время разгона составляет секунды. Ведь первый полуторасекундный цикл реактор вообще-то мог и выдержать. Утверждать так я не могу. Но почему бы ему и не выдержать 100 секунд работы на номинале практически без теплоотвода? Но даже 1.5 секунды – это вполне себе тепловые времена. Взрыв химического заряда продолжается существенно более короткое время, тем не менее, и его достаточно для того, чтобы разбросать заряд так, что все количество ВВ обычно не успевает сдетонировать.
Это по временам. Теперь по энергии.
Не зная деталей строения реактора, невозможно оценить соотношение энергии, требуемой для взрывоопасного повышения давления теплоносителя и энергии, требуемой для превращения топлива и конструктива сборок в пар. Мне просто кажется, что для первого нужно заметно меньше энергии. В разы. Если же говорить о заметном образовании плазмы, то тут я просто уверен.
Если мне кажется правильно, то единственный путь испарения – это существенно более высокая скорость разгона.
В сказанном опущена существенная деталь. Дело в том, что по мере роста плотности нейтронного поля, в процессе продуцирования новых нейтронов будет увеличиваться доля деления
238U на быстрых нейтронах. А цикл обращения быстрых нейтронов порядков на пять меньше, чем для тепловых нейтронов – им же не надо где-то толкаться на стороне.
Я уже отмечал свою ошибку. Разумеется, общепринятым мнением является представление разгона реактора на ЧАЭС-4 на мгновенных, а не на быстрых нейтронах. Но все же – что там с быстрыми нейтронами? Если обратиться к моей грубой прикидке, то получается, что уже через полторы секунды плотность нейтронного поля возрастает более чем в 1700 раз. Я не могу здесь утверждать уверенно, но вроде как увеличение плотности нейтронного поля на три порядка вполне может уже повысить роль делений на быстрых нейтронах до значимых величин. Произошло это на ЧАЭС-4, или нет? Может ли такое произойти в принципе на тепловых водных реакторах? Я не знаю. Но мне кажется, что если даже и может, то все равно времена разгона таких реакторов не сократятся настолько, что предыдущее «кажется» (о соотношении энергий) уже перестанет играть роль.
В реакторах на быстрых нейтронах, как я отмечал ранее, картина иная. Там с самого начала, если разгон начнется, то будет идти на порядки быстрее. Вот на те самые пять порядков. Хотя и для этих времен тепловое расширение значимо – вспоминаем АБ, но именно как у нее: прореагирует незначительная часть топлива. Но такая, что энергии будет достаточно для испарения всего содержимого реактора, и, может быть, даже для разогрева до температуры горячей плазмы. А топлива в реакторе все же много.
Цитата(nakos @ 6.8.2011, 17:36)

Что до теплоносителя, то тут я тоже не соглашусь - с точки зрения разгона теплоноситель не важен, ибо вы ошибаетесь о способности топлива к испарению. Конец ЯЦР положит испарение, как и в бомбе, а не физическое разрушение прочного корпуса или каналов. Временные шкалы разные.
Уже ответил. Если даже все топливо превратится в пар, но останется внутри того же объема, то прекращения ЯЦР не произойдет. Она зависит не от температуры делящегося материала, а от его плотности.
Цитата(nakos @ 6.8.2011, 17:36)

Быстрые реакторы опасны не потому, что в них шансы разгона выше (тут конкретный проект важен а не тип реактора).
А я и не утверждал, что у быстрых реакторов шансы разгона выше, чем у тепловых. Хотя, если честно, пока не вижу серьезных препятствий и для такого утверждения. Но пусть. Пусть у бридеров такие шансы в десять тысяч раз меньше – что с того?
Предположим, мы обосновано и правильно вычислили, что конкретная модель бридера может удариться в разгул один раз в 250000 лет. Это же не означает, что этот самый
«раз» случится ровно через 250000 лет после начала серийного производства таких реакторов.
«Этот раз» вполне может произойти и через месяц после ввода в эксплуатацию первого пробного экземпляра – событие-то случайное, а не детерминированное. Более того, как правило, всякие
«неприятности» имеют привычку кучковаться как раз на начальной фазе внедрения новшества.
Предположим еще, что последствия
«этого раза» не в 10000 раз, а всего в 100 раз превысят последствия чернобыльской катастрофы.
В этих предположениях мы получаем стократное увеличение безопасности реактора. Вас устраивает
такое увеличение безопасности? Меня не устраивает.
Цитата(nakos @ 6.8.2011, 17:36)

Бридеры опасны из-за плутониевой экономики, если брать их конечное назначение.
Это тоже верно. Но в данной теме я уделяю внимание другой стороне дела.