Научные работы 7 сентября 2012

Многоблоковые АЭС и вопрос их безопасности

 

Многоблоковые АЭС и вопрос их безопасности

Рязанцев Георгий Борисович научный сотрудник  МГУ имени  М.В. Ломоносова

А́томная электроста́нция(АЭС) — ядерная установкадля производства энергиив заданных режимах и условиях применения, располагающаяся в пределах определённой проектом территории, на которой для осуществления этой цели используются ядерный реактор(реакторы) и комплекс необходимых систем, устройств, оборудования и сооруженийс необходимыми работниками(персоналом).   

В 30 странах мира эксплуатируется 194 атомных электростанцийс 435 энергоблокамиобщей электрической мощностью 370 049 МВт. 64 энергоблока находятся на стадии сооружения. 140 энергоблоков закрыты, ещё 5 не работают, однако решение об их окончательном закрытии пока не принято. На одну АЭС в среднем приходится 2-3 блока. Но есть много  как одноблочных (США), так и многоблочных до 7-8-блоков (Канада, Индия, Япония).  В 1979 годупроизошла серьёзная авария на АЭС Три-Майл-Айленд, а в 1986 году — масштабная катастрофа на Чернобыльской АЭС, которая, помимо непосредственных последствий, серьёзно отразилась на всей ядерной энергетикев целом. Она вынудила специалистов всего мира переоценить проблему безопасности АЭС и задуматься о необходимости международного сотрудничества в целях повышения безопасности АЭС. Последняя крупная аварияна АЭС произошла в марте 2011 года в Японии, в префектуре Фукусима.

На АЭС «Три-Майл Айленд» использовались водо-водяные реакторыс двухконтурной системой охлаждения, эксплуатировались два энергоблока, мощностью 802 и 906 МВт, авария произошла на блоке номер два (TMI-2) 28 марта1979 года.

Ко времени аварии на ЧАЭС действовали четыре энергоблока на базе реакторовРБМК-1000(реактор большой мощности кипящего типа) с электрическоймощностью1000 МВт(тепловая мощность — 3200 МВт) каждый. Ещё два энергоблока строились.

 Авария наАЭС Фукусима-1 — крупная радиационная авария(по заявлению японских официальных лиц — 7-го уровня по шкале INES), произошедшая 11 марта2011 годаи привела к расплавлению активной зоны реакторов на энергоблоках 1, 2 и 3 в первые дни развития аварии (общее число блоков 6).

Не отвергая все другие возможные причины, следует обратить внимание на один вероятный механизм, который возможно еще не достаточно рассматривался. Не смотря на отсутствие строгих доказательств, необходимо его обсудить, вследствие, чрезвычайно тяжелых последствий подобных аварий! Речь идет о мощном нейтринном излучении реакторов, которое можно рассматривать, как  наличие нейтринного поля вокруг каждого блока. Изначально нейтринное излучение постулировалось как чрезвычайно высоко проникающее, практически не реагирующее с веществом. Однако сечения захвата нейтрино, хотя и действительно имеют очень низкие значения, оцениваются по крайне приблизительным критериям. Ситуация здесь чем-то похожа, хотя еще более осложнена, на то что было с нейтроном. Действительно, нейтрон обладает тоже высокой проникающей способностью и зачастую тоже низкими сечениями захвата, но, тем не менее, для него хорошо изучены случаи резонансных процессов взаимодействия, которые имеют сечения на много порядков большие, чем обычно. С самого начала открытия нейтрино был принят какой-то, если так можно сказать, «проникающий уклон» в описании его свойств. Исследователи просто соревновались в подсчете астрономических единиц бетона, чугуна или свинца, которые беспрепятственно пронизывает нейтрино. А вот о возможных резонансных взаимодействиях его с веществом и их поискам, что-то совсем не слышно. Совершенно понятно, что это не простая задача, но дело в том, что, похоже, серьезно она и не ставилась! Хотя резонансные взаимодействия широко распространены в микромире и физике элементарных частиц, и было бы крайне не осмотрительно не допустить их наличие и для нейтрино. Надо сказать, что для ультранизкоэнергетичных (реликтовых) нейтрино высокий уровень взаимодействия их с веществом уже широко обсуждается, но при этом с оговорками, что для ядерных нейтрино это все же, якобы, не характерно?! Да, конечно, для большей части энергетического спектра нейтрино, но не для резонансных!

Это один момент. Но есть и другой: а именно, взаимодействие нейтрино с веществом относится к, так называемому, слабому взаимодействию и вытекающим из него последствиям, но как указывал крупнейший специалист по физике нейтрино академик Б.М. Понтекорво в 1970 г., а еще в 1964 г. это обсуждалось  в работе Э. Беляницкой-Бируля, взаимодействие между самими частицами могут протекать по механизму сильного взаимодействия! Это в корне меняет ситуацию, наличие рядом двух и более нейтринных полей может приводить к их сильному взаимодействию, возможно, по синергическому механизму и последствия этого могут быть просто катастрофическими.  А именно: 1) резкое ускорение обратного бета-процесса, что приведет к большому дополнительному выбросу энергии; 2) к увеличению доли возбужденных ядер делящегося материала, что приведет к уменьшению его критической массы и неконтролируемому переходу режима реактора в надкритическое состояние! О других возможных процессах с нейтрино мы еще вообще очень мало знаем. Поэтому работа двух и более рядом находящихся реакторов вызывает крайнюю озабоченность. Тем более, явно обозначилась тенденция еще большего увеличения числа совместно работающих блоков (до 7-8), что увеличивает вероятность катастроф по нейтринному механизму! Господствующая в настоящее время концепция независимости в работе рядом расположенных энергоблоков может оказаться глубоко ошибочной. Наиболее опасная ситуация в Японии, Канаде и Индии (АЭС с 7-8 блоками), в Украине есть АЭС с 6-тью блоками (Запорожская), в России распространены станции с 4,5-тью блоками.

Ссылки:

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%AD%D0%A1

 

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BF%D0%B8%D1%81%D0%BE%D0%BA_%D0%90%D0%AD%D0%A1_%D0%BC%D0%B8%D1%80%D0%B0

 

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%B2%D0%B0%D1%80%D0%B8%D1%8F_%D0%BD%D0%B0_%D0%90%D0%AD%D0%A1_%D0%A2%D1%80%D0%B8-%D0%9C%D0%B0%D0%B9%D0%BB-%D0%90%D0%B9%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B4

 

Б. Понтекорво,Успехи физ. Наук,104,№1,10(1971).

 

D. B a r d i n , S. B i l e n k y , В. P o n t e c o r v o , Phys. Lett. 32B, 121 (1970).

 

Ζ. Βi a lуηi ска- Βi r u l a, Nuovo Cim. 33, 1484 (1964).

 

http://ufn.ru/ufn71/ufn71_5/Russian/r715a.pdf

 

http://blogs.mail.ru/mail/anis-mgu/