Роль і місце розгону на миттєвих нейтронах

Саме питання розгону на миттєвих нейтронах відноситься до найбільш заполітизованих. Це обумовлено, насамперед тим, що визнання навіть потенційної можливості такого процессу  в звичайному енергетичному реакторі дуже погано сприймається широким загалом і є вкрай неприємним для професійної честі конструктора. Тому, при активному сприянні з боку Головного Конструктора, перші офіційні звіти щодо аварії (доповідь в МАГАТЕ у вересені 1986 року) уважно і обережно обходили це питання. Характерно, що з вичерпанням 10-річного терміну, обумовленого у Віденській конвенції з відшкодування ядерної шкоди, саме підприємство Головного Конструктора підтримало найрадікальнішу версію про вибух активної зони (доповідь на симпозіумі у Відні, МАГАТЕ, до 10-річча Чорнобильської катастрофи). Детально і захоплюючо цю гіпотезу викладено в роботі [19]. Згідно моделі, запропонованої працівниками НИКИЭТу, активну зону вибухом було викинуто в центральний зал, на висоту приблизно 50 м від початкового положення, “де відбувся її розгін і повне руйнування” [81]. Характерно, що конструктори і в цій моделі уважно і обережно переносять момент розгону і руйнування подалі від вихідного проектного положення зони в шахті реактора. Доставка ж зони на висоту 50 м здійснювалася завдяки реактивному механізму при витіканні струй теплоносія з розірваних ТК [19].

Автор жодним чином не заперечує можливість факту розгону на миттєвих нейтронах. Навпаки, ще в 1987 році після фізичних експериментів на реакторі 3-го блока під час його пуску після 1,5-річої стоянки, автором на підставі аналізу даних фізекспериментів [14] було вказано на можливість виникнення миттєвої критичності під час звичайних регламентних аварійних режимів із спорожненням контура охолодження СУЗ або зневодненням лише половини КБВЦ [15].

Але справа полягає в тому, щоб правильно “розставити акценти”, і визначити роль і місце що належить кожному окремому з трьох основних різновидів потенціальної енергії, акумульованої в матеріалах та середовищах реактора і контурі багатократної примусової циркуляції (КБПЦ), до яких віднесемо вихідний статичний тиск теплоносія (8МПа на вході до АЗ), запасу реактивності палива активної зони і потенціалу пароцирконієвої реакції.

Які ж положення зазначеної моделі із застосуванням миттєвої критичності є суперечливими? В який момент і внаслідок яких процесів створилися сприятливі умови для її реалізації, і за що насправді відповідав цей потужний механізм під час аварії? На ці запитання допомає відповісти аналіз наслідків процесів, що відбувалися.

Навіть якісний аналіз засвідчує крайню суперечливість моделі, запропонованої в [19]. В ЦЗ не могло виникнути розгону на миттєвих нейтронах потужного вибухового характера, оскільки це було найменш імовірне місце для реалізації цього процесу. Іншими словами – якщо миттєва критичність виникла, то задовго до виліта АЗ до ЦЗ. Це могло відбутися лише в умовах і стані, коли по-перше, зона знаходилася в найбільш реактивному стані (з найбільшим запасом реактивності), по-друге, коли існували ефективні механізми раптового введення надлишкової позитивної реактивності, і по-третє, коли забезпечувалися умови для утримання системи в стані миттєвої критичності впродовж часу, необхідного для забезпечення відповідної потужності вибуху.

 Якщо стартова рушійна сила базувалася на роботі тільки “ядерного ракетного двигуна”, або реактивному витоку струй теплоносія, то до моменту підйому у ЦЗ завдяки руйнівним процесам, розлітанню графітової кладки і паливних збірок розмножувальні характеристики активної зони могли мінятися тільки в бік стрімкого погіршення, оскільки найбільш реактивна геометрія зони відповідає її вихідному, непошкодженому стану. Не могли сприяти збільшенню реактивності зони і температурні ефекти.

Тобто, по мірі виліту в ЦЗ нейтронно-фізичні характеристики зони незворотньо погіршувалися, і вона стрімко втрачала запас реактивності, необхідний для реалізації миттєвої критичності.

Щодо ефективних механізмів скачкового введення позитивної реактивності – а це обов”язкова передумова виникнення миттєвої критичності, то тим більше, потенціал їх реалізції теж міг тільки вичерпуватися по мірі віддалення  активної зони від проектного положення і стану. По-перше, стрижні СУЗ все більше втрачали можливість переміщатися внаслідок їх блокування в збочених та руйнуючихся каналах СУЗ (початковий тиск в каналах СУЗ знаходиться в межах 0,1Мпа супротив 7,4-7,7МПа в сусідніх паливних каналах), подруге, при русі активної зони з прискоренням вгору найбільш ймовірним напрямком інерційного руху 175 стрижнів (крім 35 ССП) був протилежний - в середину зони, що навпаки, внесе тільки негативну реактивність. По-друге, паровий ефект, або ефект зневоднювання спрацював би (і таки спрацював!) набагато раніше, оскільки знову ж, в польоті до середини ЦЗ в умовах суцільної розгерметизації і руйнування, зона могла тільки втрачати воду і пар, і найбільш дінамічно і раптово цей процес міг іти знову ж таки у вихідному стані, при найменш пошкоджених теплогідравлічних властивостях активної зони. Єдиними гідними розгляду механізмами внесення позитивної реактивності в таких умовах з боку СУЗ могло б бути інерційне випадіння з зони до 35 стрижнів ССП, та затримане зневоднення каналів СУЗ, але перший чинник теж спрацював би набагато раніше, втім без належного ефекту в умовах деградованої зони, а ефективність зневоднювання навряд чи могла б перевищити 1b_ефф  із потрібною динамікою сплеску.

І нарешті, - якщо б ми навіть постулювали внесення позитивної реактивності співрозмірної ефекту зневоднення (7-8)b_ефф, в центральному залі не існувало жодних умов для утримання системи в стані миттєвої критичності протягом більш менш тривалого часу. Розвиток реакції було б обмежено при перевищенні ентальпією палива рівня 350 ккал/г UO₂, коли відбувається діспергування палива з відповідними змінами геометрії [20] і “самоліквідацією” вогнищ миттєвої критичності. За таких умов розгін на миттєвих нейтронах не набув би вибухового характеру з потужністю, здатною викликати наявні руйнування реакторного корпусу, тим більше викликати сейсмічний імпульс, свідком якого був автор, який в той момент знаходився на відстані приблизно 200 м від епіцентру. Все, на що була б здатна реакція в таких умовах – це тепловий викид, без вибухового характеру.

Таким чином, з урахуванням наведеного, розгін активної зони на миттєвих нейтронах в ЦЗ повністю виключається.

Але у автора ніколи не було жодного сумніву відносно того, що під час Чорнобильської аварії миттєва критичність напевне мала місце. Спробуємо зробити уточнення момента її виникнення і ролі у перебігу руйнівних і творчих аварійних процесів (під останнім розуміємо формування ЛПВМ).

Усі перераховані чинники, за якими миттєвої критичності не могло бути досягнуто після викиду активної зони у центральний зал, мають протилежний знак для вихідного положення зони в шахті реактора в непошкодженому стані. Це стосується і запасу реактивності, і можливості стрімкого введення позитивної реактивності порядку 8-10b_ефф., а також, утримання або сомпресії миттєво-критичної системи (зони).

Вся работа доступна по <a href=

" http://mydisser.com/ru/catalog/view/19483.html      " target="_blank">Ссылке</a>

</p>