ФУКУШИМА: начало работ по извлечению отработанного топлива из бассейна реактора №4
19 ноября 2013 года
Рекомендации:
Прежде чем просматривать то, что я разместил 19 ноября 2013 года, настоятельно рекомендую посмотреть этот двухчастный видеоролик, в котором рассказывается о строительстве атомной электростанции Фукусима-Дайичи — самой мощной в Японии (4700 МВт).
На самом деле, это даже не пропагандистский фильм. Это выражение триумфального Японии, решительно смотрящей в будущее (строительство электростанции началось в 1966 году). В фильме описывается будущее высоких технологий, сияющее. Но не стоит забывать, что реакторы с кипящей водой не являются японскими изобретениями, а представляют собой лицензионные конструкции, разработанные и созданные американцами. Например, аналогичные установки, как реактор Три Майл Айленд.
В конце документа вы найдете ссылку на расследование ARTE о неисправном японском реакторе №1. Вы увидите, что основная часть проблем возникла из-за недостаточной подготовки персонала. Когда контрольная комната полностью осталась без электропитания из-за цунами, насосы, обеспечивающие охлаждение, были выведены из строя, а также две источника электропитания: генератор и аккумуляторы, установленные, как и топливо, в подвале, были затоплены. Персонал, находившийся на посту, не знал, что клапан, управляющий включением системы аварийного охлаждения за счет естественной конвекции, автоматически закрывается, и его необходимо было открыть вручную. Эта процедура была знакома персоналу США, но японцы полностью не знали о ней. Если бы эти клапаны были открыты вручную, по мнению экспертов, плавление сердечника могло бы быть задержано как минимум на 7 часов.
В свете этого инцидента вы сможете сравнить с энтузиазмом, с которым представлен в видеоролике эта чудесная технология — атомная электростанция Фукусима, где всё было предусмотрено и на первом месте была поставлена безопасность (...).
( ... )
Японский атомный восход
Вы увидите тот же самый тон в презентации проектов, таких как EPR и особенно
ASTRID
, быстрый нейтронный реактор-размножитель, который Франсуа Олланд разрешил изучить и построить через шесть недель после своей избрания. Руководители таких проектов приходят к убеждению в их обоснованности. То же самое происходит и с проектом ITER. Перед лицом вопросов, на которые они не могут ответить, эти люди говорят: «Это не произойдет!».
Кристоф Беар, руководитель всех проектов CEA в области электрогенерирующих реакторов, включая ASTRID
Когда проект содержит тревожную неопределенность, ответ руководителя проекта — «это вопрос, над которым мы работаем». Эта ссылка на
ASTRID
выведет вас на страницу сайта CEA, посвященную этому проекту. Кристоф Беар, возглавлявший Департамент ядерной энергетики в CEA, присутствовал в ноябре 2011 года на слушаниях, проводимых Кристианом Батилем и Бруно Видо в Национальном собрании во время работы Парламентского офиса научных и технических решений. Его можно увидеть на видеозаписях YouTube, которые я разместил, доступ к которым можно получить, нажав на главную страницу моего сайта. Я не помню, какая именно из них содержит этот диалог.
В какой-то момент кто-то поднимает вопрос о невозможности визуального контроля в реакторе, охлаждаемом расплавленным натрием (550°C). В реакторах с давлением и кипящей водой, когда реактор останавливается, можно работать на виду. В натрии это невозможно. Беар, запинаясь, отвечает: «Мы работаем над этим вопросом» (об изображении с помощью ультразвука). Но, очевидно, проблема далека от решения. Но что ж, мы всё равно пойдем вперёд. Что касается возможных технических сбоев, Беар отвечает, что если проект будет тщательно управляться, то их не будет.
И это продолжается. Вся ядерная отрасль работает именно так и содержит огромную долю безответственности. Потом, когда происходят инциденты, просто извиниться и сказать «нам очень жаль» — это не решит ничего.
Эпилог ...
Источники, использованные в следующем тексте:
:
Распространено TEPCO (ноябрь 2013), 26 страниц, на английском языке, технически очень подробно:
http://photo.tepco.co.jp/library/131030_02e/131030_01-e.pdf
Видеоролик на YouTube, на английском языке:
http://www.youtube.com/watch?v=XkGQost13DM
18 ноября 2013 года:
Японская компания TEPCO начала работы по извлечению 1300 элементов отработанного топлива и 220 элементов топлива, готовых к использованию, которые лежат погружёнными в хранилище, прилегающее к реактору №4.
Напомним кратко ситуацию.
Когда цунами, вызванное землетрясением силой 9, эпицентр которого находился у побережья Японии, достигло атомной электростанции Фукусима, на ней находилось четыре реактора.
- Реакторы №1, №2 и №3 находились в работе. Стальные корпуса содержали активные сердечники. При аварийной остановке стержни управления поднимаются и вдавливаются вверх гидравлическими цилиндрами (в реакторах с кипящей водой они находятся под корпусом реактора, который имеет множество отверстий, позволяющих им проходить).
Изображение дна корпусов реакторов Фукусимы, показывающее мои 97 отверстий, позволяющих проход стержней управления
В реакторах с водой под давлением они находятся сверху и могут опускаться посредством гравитации. Но даже если реакторы «остановлены», продукты деления, содержащиеся в них, остаются активными. При распаде они выделяют тепло. Поэтому необходимо охлаждать «остановленный» реактор, обязательно.
Приход цунами (волна высотой 14 метров) вывел из строя резервные насосы, затопив генераторы и резервуары с дизельным топливом, предназначенные для их питания, которые находились в подвале. Температура сердечников быстро поднимается. Они плавятся, и, если нет противоположных аргументированных данных, они пробивают дно корпусов, стекают на бетонное основание толщиной 8 метров. Есть все основания полагать, что этот бетон также быстро пробивается «кориумом» — смесью топливных элементов, урана-238, урана-235 и плутония-239, когда загрузка частично состоит из МОКС (смешанных оксидов, загрузка, где топливо — это плутоний. МОКС, производимый и экспортируемый французами). См. документ о кориуме в конце страницы.
В Чернобыле сердечник реактора расплавился. Но масса кориума, растекаясь, не вызвала интенсивного выделения тепла из-за критичности. Эта масса кориума осталась в таком состоянии, лежа на бетонном основании, которое она не проникла.
Кориум Чернобыля сегодня в виде твердой металлической массы
С течением времени активность этой массы снизилась, и стало возможным ввести камеру и сфотографировать охлаждённый кориум реактора Чернобыля — огромную твердую металлическую массу.
Никто не может сказать, насколько глубоко кориумы реакторов №1, №2, №3 проникли в основание. Ситуация в этих трёх установках такова, что необходимо постоянно орошать их, чтобы поддерживать температуру ниже 50°C. См. по этому поводу видеоролик, подготовленный газетой Le Monde
«Две минуты, чтобы понять Фукусиму»:
- Ситуация в установке №4 совершенно иная. Когда цунами достигло, реактор был разгружен. Рядом со всеми установками, подобными Фукусиме (реакторы с кипящей водой, или BWR), или французскими установками (реакторы с водой под давлением, или PWR), корпус, содержащий топливные элементы, находится рядом с бассейном для хранения. Бассейн реактора №4 имеет размеры 10 на 12 метров. Он содержит элементы высотой 4,5 метра, над которыми находится 7 метров воды. Его глубина, таким образом, составляет около 12 метров. Эта глубина позволяет извлекать и транспортировать топливные стержни под водой. Вот общая схема:
Общая схема реактора №4 Фукусимы
Недавно опубликованный PDF от TEPCO указывает, что стены бассейна были специально спроектированы для повышенной устойчивости к землетрясениям. Стены из армированного бетона имеют толщину от 1,4 до 1,8 метра. Для герметичности они дополнительно покрыты сварными стальными листами толщиной 6 мм. В этих бассейнах нет никаких отверстий, ведущих наружу. Опора бассейна была укреплена:
Укрепление бассейна для хранения отработанного топлива (с помощью опорных колонн, красного цвета)
Топливные элементы имеют форму прямоугольных параллелепипедов. Они содержат «карандаши», то есть трубы из циркония, в которых последовательно уложены маленькие цилиндрические таблетки оксида урана или плутония. Цирконий используется, потому что он не поглощает нейтроны. В противном случае эта «оболочка» расплавилась бы.
Ниже, в июле 2012 года, сотрудники TEPCO осматривали извлечённые элементы из бассейна, чтобы оценить степень коррозии под действием солёной воды. Один из 64 карандашей был извлечён. Это был один из 220 топливных элементов, «неповреждённых», то есть не содержащих продуктов деления. Осмотр был признан удовлетворительным.
Пример стандартных элементов для извлечения (сечение 15 см × 15 см)
Этот бассейн содержит 220 элементов, которые были временно хранимы здесь для будущей загрузки. Эти элементы не опасны и не выделяют тепла. Поскольку они не подвергались делению, они не содержат отходов, являющихся результатом разрушения ядер, которые сами по себе распадаются с выделением тепла.
Проблему представляют 1300 других элементов, «отработанных». Эти элементы выделяют тепло и содержат ужасные яды. Их постоянное погружение в воду обязательно.
Компания TEPCO начала с очистки окрестностей здания реактора. На следующем снимке можно увидеть его, сразу после цунами. Потолок был поднят, а боковые элементы выброшены.
Здание реактора №4 сразу после катастрофы
Повреждения в этом здании №4, по словам TEPCO, вызваны проникновением водорода из соседнего реактора №3. Водород образуется, когда сердечник нагревается, и оболочки из циркония окисляются, забирая кислород из близлежащих молекул воды. В результате выделяется водород. То, что клапан оставался открытым, позволило водороду, образовавшемуся в реакторе №3, проникнуть в здание №4 и, смешавшись с воздухом, взорваться.
Увеличенное изображение, впечатляющее
Плановый снимок здания реактора №4.
После двух с половиной лет, потраченных на очистку площадки, TEPCO сначала укрепил и укрепил то, что осталось от здания №4.
Здание №4, укрепленное, с отверстием прямо над бассейном
Сначала (если я правильно понял и интерпретировал схемы), компания установила конструкцию, опирающуюся на части здания, способные выдерживать ограниченную нагрузку. См. схему слева:
Слева — портал, перекрывающий верхнюю часть бассейна, по которому движется лёгкий кран, предназначенный для извлечения отработанного топлива. Справа — тяжёлая конструкция, выступающая.
Цвета указывают степень повреждения конструкций. Коричневый: конструкция полностью разрушена. Жёлтый: наполовину. Серый: без повреждений. Такая конструкция позволяет тянуть топливные элементы, прилагая максимальное усилие в одну тонну. Но было предусмотрено начать с хранения определённого количества этих элементов в бронированном бочонке весом 90 тонн. Тогда было исключено опирание на остатки здания №4. TEPCO, следовательно, приступила к строительству более крупной металлической и бетонной конструкции, огромных размеров, фундаменты которой находятся прямо рядом с реактором.
Справедливость перед японцами требует сказать, что это сложная и значительная работа.
Конструкция, построенная TEPCO, нависающая над зданием реактора №4
Вся серая конструкция опирается на огромный монолитный бетонный фундамент.
Это устройство, дополненное изоляцией рабочей зоны, чтобы избежать случайного выброса газа наружу
То же устройство, в бетоне
Схема TEPCO. Синим цветом обозначен лёгкий портал, по которому движется система подъёма топливных элементов, которую видно опирающейся на верхнюю часть корпуса:
Схема документа TEPCO. Синий — лёгкая конструкция, опирающаяся (на корпус). Жёлтый — тяжёлая конструкция, выступающая. Красный — стены изоляции рабочей зоны по отношению к внешнему миру.
Такие выбросы газа могут происходить при разрушении топливных элементов во время манипуляций. Устройство, таким образом, оснащено системой вентиляции с фильтрами, чтобы воссоздать в этой камере нормальную атмосферу, избегая выброса радиоактивных веществ наружу здания.
Эта конструкция продолжается частью, нависающей над остатками здания реактора. Она выступает, но сотрудники TEPCO утверждают, что она спроектирована так, чтобы выдерживать землетрясение. Здание реактора было укреплено насколько возможно. Но оно было настолько ослаблено землетрясением, что было исключено использование тяжёлого крана на остатках его конструкции. Лёгкий кран (всё относительно), который был установлен на этом реакторе, был разрушен, и его остатки пришлось извлечь и вывезти.
Японцы, следовательно, установили два крана. Самый мощный движется по рельсам, «подвешенным» над остатками здания №4. Мелкие обломки были извлечены с помощью различных захватов и помещены в сетчатые корзины. Эта работа заняла два с половиной года.
Все эти операции видны на этом видеоролике:
Два подъёмных крана для манипуляций
Кран, предназначенный для извлечения и манипуляции топливными элементами
Этот кран похож на ручной кран, который использовался для подачи и удаления топливных элементов весом 300 килограммов. Он может прилагать максимальное тяговое усилие в одну тонну (чтобы не повредить извлекаемые элементы).
Поскольку верхняя часть реактора была очищена, можно начинать извлечение. Работа проводится в два этапа. Верхний кран используется для подачи большого бочонка весом 90 тонн, который опускается в корпус, в его очищенной части.
Фотография, показывающая два подъёмных крана
Вид сбоку, показывающий расположение двух подъёмных кранов
Бронированный бочонок весом 90 тонн, лежащий на автомобильной подставке
Тот же, вид сбоку
Этот бочонок бронированный. Он был спроектирован так, чтобы служить барьером для потока радиоактивности, который может быть испущен повреждёнными элементами.
Затем используется нижний кран для извлечения элементов по одному, как извлечение сигарет из пачки. Как подчёркивал Арни Гундерсен, эти элементы, собранные в «сборки» (пачки, блоки, пучки), подверглись коррозии из-за необходимости использовать для охлаждения в экстренных условиях солёную воду. Эта коррозия может сделать их извлечение сложным, а проблема может усугубиться из-за возможной деформации этих конструкций во время землетрясения. И Арни добавляет:
— Извлечь сигарету из целой пачки легко. Если пачка деформирована, это намного сложнее.
Состояние топливных элементов в их стойках, извлекаемых по одному
Топливные элементы в своих стойках, с кольцом для подъёма, извлекаемые по одному
Перед извлечением каждый элемент осматривается. Затем захват для подъёма прилагает ограниченное усилие в одну тонну.
Японцы пытались оценить устойчивость к коррозии, подвергая аналогичные, но новые элементы действию солёной воды (см. фотографию выше). Они были извлечены в 2012 году из 220 элементов, находящихся в бассейне, «готовых к использованию», то есть нерадиоактивных.
Извлечённые из своих держателей по одному, элементы затем помещаются в бочонок. Когда бочонок заполнен, верхний кран берёт его на подъём. Поскольку бочонок был оснащён герметичной крышкой, его поднимают, затем транспортируют за пределы здания реактора, прямо над прямоугольным колодцем, где происходит его опускание.
Внизу он принимается на специально разработанном транспортном средстве. Его кладут на платформу, и затем он направляется к новому месту хранения, где будет выполнена обратная операция.
Транспортировка бочонка, лежащего на подставке, на автотранспорте
Фотография транспортного средства и бочонка на подставке (TEPCO)
Ниже — процедура (сложная) хранения извлечённых элементов.
Процедура хранения извлечённых элементов (TEPCO)
TEPCO решила хранить все извлечённые топливные элементы в одном месте. После того как проблема с элементами, находящимися в бассейне реактора №4, будет решена без проблем, как надеются, аналогичная процедура должна быть применена к реакторам №1, №2 и №3. Сначала необходимо применить к зданиям технику, аналогичную той, что была использована для №4. Сначала удаляются обломки и очищается площадка. Затем строятся конструкции с кранами, которые сначала помогут завершить очистку, а затем позволят достичь и извлечь... то, что можно будет извлечь.
Работы, проведённые на площадке №4, позволили протестировать эти тяжёлые и дорогие технологии. Срочность требовала, чтобы эти работы проводились в первую очередь. Вокруг зданий №1, №2 и №3 эта работа будет намного сложнее, поскольку теплоотдача здесь интенсивная. Предполагая, что критичность сердечников не возобновилась и теплоотдача обусловлена только распадом фрагментов ядер, возникших в результате реакций деления, необходимо будет разобраться в этом. В настоящее время можно только постоянно орошать эти три объекта, чтобы температура не превышала 50°C. Если бы не было охлаждения, оболочки из циркония, содержащие топливные элементы, треснули бы, высвободив опасные радиоактивные вещества в газообразном виде, которые, смешиваясь с водяным паром, проникли бы по всему японскому территориальному пространству.
Таким образом, орошение и, в конечном итоге, хранение в резервуарах, а затем неизбежное утечка загрязнённой воды в Тихий океан — это... меньшее из зол. Считается, что лучше отравить рыбу, чем оставить радиоактивные вещества отравлять обширные территории Японии (Токио находится в 200 км).
Резервуары реакторов, которые, вероятно, были пробиты, представляют собой колоссальные препятствия для доступа к активным частям площадки, расположенным ниже. Возможно, это окажется просто невозможным.
Резервуар реакторов с кипящей водой. Рабочий наверху даёт лестницу
В лучшем случае можно будет извлечь содержимое бассейнов хранения трёх реакторов, содержимое которых, вероятно, гораздо более повреждено, чем у №4, и присоединить его к извлечённым элементам за двенадцать месяцев. TEPCO оценивает продолжительность обработки площадки в 20–40 лет.
Кто сказал, что атомная энергия дешёвая?
Когда рассматривается решение, применённое TEPCO, возникает соблазн сказать, что оно оптимально по отношению к поставленной задаче. Приоритет (как это всегда бывает при манипуляциях с топливными элементами во всех реакторах с водой во всём мире) заключается в том, чтобы все манипуляции проводились под водой, и чтобы элемент никогда не подвергался воздействию свободного воздуха.
Если бы это было иначе, элемент, не охлаждённый, быстро нагрелся бы. Он был бы повреждён, и радиоактивные остатки в газообразном виде распространились бы в атмосфере.
Чтобы предотвратить утечку газа, TEPCO полностью закрыл всю часть здания, где проводятся операции по манипуляции элементами.
Общая картина площадки в ноябре 2013 года
В предыдущие месяцы пресса подчёркивала опасность присутствия этих 1300 отработанных топливных элементов, расположенных на высоте 18 метров, напоминая, что при землетрясении, повреждающем этот бассейн, и его опустошении, эти стержни немедленно нагреются, деформируются и станут невозможными для извлечения, что приведёт к катастрофе, масштаб которой будет охватывать всю планету.
Небольшое количество информации, которое удалось получить в последние месяцы, говорит о японской ментальности, где можно увидеть легендарное самолюбие. Их политика непрозрачности эквивалентна утверждению:
— Всё это наша проблема, и мы будем с ней справляться, как нам заблагорассудится. Вам не следует вмешиваться. Мы не просим помощи или экспертных знаний у кого-либо.
На данном этапе можно ли выдвигать технические замечания? Были ли рассмотрены другие решения? Операция сопряжена с рисками, которые указывает Арни Гундерсен. Мы можем только надеяться, что операция, которая будет длиться около года, пройдёт без происшествий. Когда эти проклятые 1300 элементов будут надёжно защищены в новом бассейне хранения, который, по-видимому, находится недалеко от реактора, но безопасен, человечество сможет выдохнуть с облегчением.
Арни Гундерсен, который в своей карьере занимался производством топливных элементов и их упаковкой, перечисляет опасности, связанные с этой операцией по извлечению и перемещению отработанного топливного материала.
http://www.youtube.com/watch?v=LjZZOLT_E3c
(
Обзор
)
На заднем плане — стойки, где хранятся топливные элементы
Перечислим технические замечания, упомянутые в его видео, где
Арни Гундерсен
всё ещё резко сомневается в компетентности компании TEPCO.
Это изображение показывает систему хранения топливных элементов, состоящую из наборов труб из циркония (около сотни), содержащих маленькие цилиндрические таблетки оксида урана (или плутония, когда речь идёт о МОКС).
Элементы хранятся в стойках, стенки которых содержат поглотитель нейтронов — бор
Это синтетическое изображение. Каждая стойка перекрывается металлической ручкой, позволяющей манипулировать ими, и в данном случае — извлекать. Эти стенки, содержащие бор (выделено жёлтым), выполняют ту же функцию, что и «стержни управления» в реакторах с кипящей водой. Это не стержни, а крестообразные элементы, которые поднимаются и опускаются с нижней части корпуса, просверленного 96 отверстиями, с помощью гидравлических цилиндров. Ниже — схематическое изображение этих элементов, когда они надеты между топливными элементами:
Расположение боровых экранов для остановки ядерных реакций.
Помещённые таким образом, они поглощают нейтроны деления. Средний свободный пробег нейтронов, испускаемых, превышает размер ячейки, поэтому они не вызывают вторичных реакций и поглощаются этими съёмными экранами. Именно когда они опускаются очень медленно, реактор становится местом контролируемых цепных реакций.
В бассейне хранения стенки хранения, богатые бором, выполняют ту же функцию. Поскольку топливные элементы всё ещё довольно плотно прилегают друг к другу, если бы не было этих перегородок, существовала бы опасность критичности. Гундерсен сомневается в целостности этих боровых перегородок, говоря, что они могли быть повреждены солёной водой, и в любом случае повреждены, когда температура воды в бассейне повышалась. Чтобы избежать этой опасности, TEPCO максимально увеличил количество бора в воде. Бор — это лёгкий металлоид. Он будет растворён в воде в виде бората.
Риск — разрушение «оболочки», этих труб из циркония, содержащих таблетки топлива и теперь отходы любого рода. Гундерсен упоминает криптон-85, излучающий бета-радиацию, период полураспада которого составляет 17 лет. Это тяжёлый газ, в 3,7 раза плотнее воды. Не знаю, как он ведёт себя, если выделяется в воду бассейна при разрушении одного из труб, содержащих эти отходы. Похоже, это объясняет, почему операция по помещению в контейнер проводится под водой.
Необходимо извлечь 1300 отработанных топливных элементов, которые все четыре года находились в сердечнике реактора. Облучение нейтронами вызвало трансмутации в материале их держателей, и Гундерсен говорит, что они ослаблены. Насколько сильно? Он добавляет, что стойки, в которых они находятся, деформированы, и их извлечение может оказаться проблематичным, сравнивая это с извлечением сигареты из пачки, которая была деформирована.
Это — упоминание рисков, связанных с операцией. Был ли другой способ действий? Гундерсен не говорит об этом. Он выражает сомнения в компетентности персонала TEPCO и утверждает, что эта компания не обладает ни необходимыми компетенциями, ни масштабом для управления такой задачей, и Япония должна была привлечь иностранных специалистов. И здесь мы касаемся ключевого аспекта японской ментальности в целом: отказ от вмешательства иностранцев в свои дела.
Что ещё можно сказать?
Дождёмся и увидим
Значит ли это, что мы сможем похвалить TEPCO за высокое качество этой работы? Некоторые уже пишут, что японцы разработали здесь совершенно оригинальные технологии извлечения для работы на повреждённой площадке.
Инженеры и техники, возможно, захотят отметить этот успех бокалом сакэ. Но это не должно заставить нас забыть первопричину этой трагедии: установка атомной электростанции всего в нескольких метрах над уровнем моря в регионе, подверженном цунами, которые могут быть ужасными.
Как предлагает один из интернет-пользователей, нельзя завершить это описание происходящего в Фукусиме, не отметив мужество, самоотверженность и даже дух жертвенности людей, работающих там на месте, которые будут платить своим здоровьем за ошибки, допущенные проектировщиками площадки. В Чернобыле было по-другому. Всё произошло из-за человеческой ошибки и неправильно проведённого теста в реакторе, который в то время ещё плохо изучался.
На Фукусиме основной ошибкой стало недооценка возможного масштаба природных явлений. Землетрясение силой 9, волна высотой более десяти метров — такого в памяти японцев не было. Если взглянуть на видеозаписи, касающиеся объекта, то увидите, что побережье было выровнено, чтобы разместить атомные станции ближе к воде. Например, для облегчения манипуляций с железными цистернами весом 40 тонн. В фильме говорится, что рельеф побережья находится на высоте 30 метров над уровнем моря. Было бы возможно построить станцию на этой высоте, что полностью избавило бы её от угрозы цунами. Следует помнить, что на равнине было разбросано 260 древних каменных памятников, на которых было выгравировано: «Не стройте за этой границей из-за цунами». Предупреждения, оставленные людьми, имевшими веские основания для этого.
Читать статью
Памятник Анейоши, несущий предупреждение
Некоторые, возможно, сочли бы предосторожность по строительству на возвышенности излишней. До тех пор, пока факты не доказали бы их правоту. А тогда какое бедствие, какие ужасные последствия.
Теперь трагедия уже произошла, и люди платят за неё своей плотью, своей жизнью.
К недостаткам предусмотрительности следует добавить установку (как во Франции, в Блайе, у устья Гиронды, и как во всех наших атомных станциях) насосных групп аварийного питания, генераторов и резервуаров с мазутом в подвалах. См. по этому поводу моё расследование:
http://www.jp-petit.org/sauver_la_Terre/complement_enquete_2011/nucleaire_francais_enquete.htm
АЭС Блайе, у устья Гиронды, после «вековой бури».
Если бы второй аварийный генератор, как и первый, оказался затоплен, это было бы... Фукусима-2.
Кроме того, на Фукусиме отсутствовала подготовка персонала, а также произошло неожиданное сбой приборов измерения, что упоминается в расследовании, проведённом ARTE:
http://www.youtube.com/watch?v=hpLQUKhFXwE
АЭС Фукусима была спроектирована на случай цунами высотой 5 метров, но не на волну, превышающую это значение более чем вдвое. Однако следует помнить, что французская АЭС в Гравелине (шесть реакторов), расположенная в Пас-де-Кале, тоже на уровне воды, была эпицентром землетрясения силой 6, произошедшего в 1580 году. Но кто в Франции об этом помнит?
http://fr.wikipedia.org/wiki/Tremblement_de_terre_de_1580
Эпицентр землетрясения силой 6 в 1580 году — прямо на месте Гравелина!
Мы успокаиваемся словами бывшего министра Альегра:
— Надо перестать ходить по голове. Франция — не страна с высокой сейсмичностью!
Сейсмическая опасность — это одно. На основе прогнозов в этой области невозможно полагаться. Землетрясение, повредившее атомную станцию Фукусима, было самым сильным, когда-либо зарегистрированным в истории Японии: силой 9. Точно так же цунами, вызванное им, было беспрецедентным в современной истории.
Но существует гораздо более серьёзная угроза, связанная с солнечными вспышками. Игнорировать её было бы неразумно. Земля уже давно испытывает всплеск солнечной активности, свидетельством чему стали вспышки, произошедшие 25 октября 2013 года:
http://www.journaldelascience.fr/espace/articles/soleil-connait-vague-deruptions-solaires-3295
Риск того, что в ближайшем будущем, до появления новых технологий или разумного возвращения к использованию возобновляемых источников энергии, произойдёт солнечная вспышка, сравнимая с той, что была в 1859 году, не является нулевым. Последствия для атомных станций были бы неизмеримы. В сравнении с Фукусимой это было бы незначительным инцидентом.
Напомним факты:
http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89ruption_solaire_de_1859
Поток плазмы затронул Землю на очень низких широтах (до Карибского бассейна). В то время электрическая промышленность была крайне слабо развита. Она касалась лишь проводной связи. Однако операторы телеграфистов пострадали от сильных разрядов и пожаров, поразивших линии передачи. Это произошло из-за сильных электрических напряжений, индуцированных на земле, когда потоки плазмы ударяли в верхние слои атмосферы. Можно сказать, что природа давала нам небольшое представление об эффекте современных «оружий EMP» (электромагнитный импульс).
Когда мы измеряем эффект на простых установках телеграфной связи, можно представить, какой эффект произойдёт на десятках или сотнях атомных станций.
Часто говорят: «Нет нулевого риска».
Верно, но в случае с атомной энергетикой, с последствиями, которые могут затронуть тысячи или десятки тысяч лет, можно ли говорить подобным образом?
Можно ли, в отношении атомной энергетики, говорить о ненулевом риске?
Если извлечение стержней из бассейна №4 будет успешно завершено, остаются проблемы с блоками 1, 2 и 3. Решений здесь практически нет. Эти объекты остаются активными. Свидетельством являются периодические выбросы радиоактивного пара, особенно заметные ночью, до того, как источник этих выбросов был закрыт, и необходимость постоянного охлаждения этих объектов, чтобы поддерживать температуру ниже 50° (хотя следует уточнить, что выделение энергии может иметь две причины: распад продуктов деления и энергия, выделяемая новыми реакциями деления, связанными с возможным возобновлением критичности). В любом случае, как упоминалось в коротком видео, подготовленном газетой Le Monde, Япония продолжает сбрасывать в Тихий океан загрязнённую воду, содержащую радиоактивные элементы.
Технически, содержание этих утечек является проблемой, которую трудно, а может быть, и невозможно решить. Японцы сначала вырыли вертикальную яму, «канаву», между реакторами и морем, и заложили бетонную стену, пытаясь препятствовать распространению загрязнённой воды в Тихий океан. Была ли стена достаточно глубокой? Повредилась ли она? В любом случае, утечки продолжаются. Измерения это подтверждают. Подземные воды остаются чрезвычайно сложными. Говорят, что одна из возможных мер — создание барьера, где местность будет сильно охлаждена. Это охлаждение заставит любой жидкий поток, стремящийся проникнуть в воды Тихого океана, замерзать.
Мы не имеем информации о последствиях плавления сердечников реакторов 1, 2 и 3. Проникли ли они сквозь 8 метров бетона, находящегося под резервуарами? Если кориумы активны (температура около 2500–3000°), эти слои бетона являются крайне иллюзорными барьерами, так как материал испаряется при 1400° C со скоростью около полутора метров в час. В видео, ссылка на которое приведена ниже, сотрудники CEA сняли поведение имитированного кориума (из урана-238, без содержания делящихся элементов), нагретого индукцией. Тогда хорошо видны выбросы пара, поднимающие твёрдую корку, что соответствует испарению бетона (надо помнить, что бетон — это твёрдый материал, образованный в результате гидратации).
Если расплавленное сердце проникнет сквозь резервуар реактора, под ним образуется лужа кориума, по-видимому, довольно вязкая. Эквивалент «коровьего навоза». Если условия критичности существуют в этом материале, то выделение тепла будет максимальным в центре этой «лужи». Таким образом, испаряясь под центром этой вязкой массы, бетон предоставит ему пространство, позволяющее кориуму сконцентрироваться в этой впадине, тем самым сделав его ещё более активным, более «критическим». Таким образом, мы получим естественный процесс концентрации и самозаключения материала сердечника.
Это «китайский синдром», упомянутый в фильме 1979 года с Джейн Фондой, Джеком Лемоном и Майклом Дугласом. Согласно этой модели, кориум, «естественно концентрируясь», может продолжать своё падение под действием силы тяжести бесконечно (материалы, из которых он состоит, тяжелее свинца). Невозможно исключить, что этот процесс, вновь полностью вне досягаемости человеческого вмешательства, уже начался в Фукусиме. Когда кориум проникнет в водоносные горизонты или слои, богатые водой, будут наблюдаться периодические выбросы пара (но в подземной части станции, строго говоря, нет «водоносного горизонта». Всё подземное пространство содержит воду, распределённую неравномерно, как нам говорили геологи).
Джек Лемон, инженер-конструктор атомной станции, слушает вибрации насоса охлаждения реактора.
Процесс будет ослабевать со временем, когда потенциальная энергия в этой массе будет рассеяна, а топливо будет исчерпано. В нормальном функционировании промышленного реактора снижение доли доступного делящегося вещества происходит за несколько лет. В случае кориума этот процесс будет значительно медленнее. В «загрузке» реактора содержится 3% урана. 7% плутония, если это MOX. Когда делящийся материал — уран, загрузку прекращают, когда содержание U-235 падает до 1%. В этот момент считается, что количество выделяемого тепла уже «нецелесообразно». Загрузку прекращают и заменяют топливные элементы. Но вопрос «целесообразности» не возникает для кориума, который будет постепенно терять активность, даже если доля делящегося вещества станет ниже 1%.
Другое замечание: наличие подземных вод только усугубляет ситуацию, так как, замедляя нейтроны, играя роль замедлителя, они способствуют реакциям деления. Именно это произошло в ОКЛО, в Габоне, где присутствие воды миллиарды лет назад позволило руде (с содержанием U-235, ещё близким к 3% в загрузке промышленных реакторов) достичь слабой критичности, превратив ОКЛО в «естественный атомный реактор», работавший в течение 300 000 лет. Эта слабая активность привела к тому, что остаточный процент U-235 (0,72%) превысил стандартный 0,71%, соответствующий естественному распаду U-235, который характерен для руд, независимо от их географического происхождения. Кроме того, наличие элементов и различие изотопного состава указывали на прошлую активность.
Краткое уточнение: все элементы тяжелее железа, встречающиеся во Вселенной и на планетах, создаются сверхновыми. Все изотопы различных элементов образуются в схожих количествах. Нестабильные изотопы исчезают в зависимости от их различных периодов полураспада. Сверхновые производят все возможные изотопы урана, включая U-238 и U-235. Оставшиеся 0,7% в руде соответствуют периоду полураспада этого изотопа. На самом деле это «полураспады». Период полураспада U-235 составляет 700 миллионов лет, а U-238 — 4,5 миллиарда лет. Поскольку период полураспада урана-238 равен возрасту Земли, можно считать, что в руде осталась лишь половина того, что было собрано во время формирования Земли.
Сверхновые также производят плутоний-239. Но поскольку его период полураспада 24 000 лет ничтожно мал по сравнению с планетарными и геологическими возрастами, на Земле его не осталось. Этот изотоп был искусственно воссоздан (и, соответственно, открыт) в 1940 году.
Когда кориумы Фукусимы «успокоятся», в окружающей среде этих охлаждённых, превратившихся в твёрдое тело блоков останется значительная масса продуктов деления, твёрдых или газообразных, которые будут продолжать загрязнять окружающую среду в течение времени, ограниченного только периодами полураспада радиоактивных изотопов. Долгоживущие изотопы, достигающие 200 000 лет.
Когда мы смотрим на фотографию кориума Чернобыля, он не стал местом возобновления критичности. Его поддержание температуры было обусловлено выделением энергии, связанной с радиоактивным распадом продуктов деления, которые он содержал. Время, необходимое для того, чтобы это выделение энергии стало достаточно слабым, чтобы элементы можно было хранить в неподводной среде, зависит от типа функционирования. Именно поэтому рядом с резервуарами реакторов находятся бассейны. После выгрузки элементы сердечников погружены в воду, а высокая теплопроводность воды, сочетаемая с конвекционными потоками, обеспечивает их естественное охлаждение. Через определённое время (я думаю, 5 лет для урановых реакторов и намного больше для MOX-загрузок, на плутонии) эти элементы можно вынести на воздух и упаковать (возможно, «переработать», извлекая остаточный плутоний и продукты. Но они будут продолжать выделять тепло, даже если это выделение будет постепенно ослабевать со временем. Из-за долгоживущих продуктов деления.
Если японцы сосредоточились на самом срочном — обеспечить безопасность 1300 использованных топливных элементов в бассейне №4,
проблема, не менее серьёзная, теперь их ожидает.
Никто не может сказать, произошло ли возобновление критичности в кориумах реакторов 1, 2 и 3, и если да, на какой глубине они находятся и какой у них уровень активности. Можно лишь надеяться, что выделяемое тепло, неизбежно наблюдаемое, соответствует только распаду продуктов деления.
На данный момент японцы пытаются строить барьеры в канавах, пытаясь противостоять распространению отходов в Тихий океан. Последняя мера заключается в локальном замораживании воды, содержащейся в грунте.
Если это будет успешно реализовано (насколько долго должна быть поддерживаема такая охлаждение ???), инженеры смогут вновь восхититься «высоким качеством этой новой технологии».
Но лучше всего было бы никогда больше не сталкиваться с такими проблемами, поэтому не устанавливать реакторы у побережья, у самого края воды. И, что ещё лучше, не строить новых атомных станций и закрыть существующие!
Весной прошлого года в École des Arts et Métiers в Акс-де-Прованс прошла публичная конференция, организованная ассоциацией, нацеленной на развитие атомной энергетики, и выступал представитель CEA. Её тема (зацепитесь): «Теперь, когда ситуация в Фукусиме нормализовалась, обновлённая информация о возобновлении французско-японского сотрудничества в атомной энергетике».
Эта простая фраза позволяет оценить уровень безрассудства французских руководителей в вопросах атомной энергетики.
В 2011 году я следил за событиями в Фукусиме достаточно внимательно. Я не собираюсь делать то же самое в отношении его демонтажа. TEPCO оценивает необходимое время в 40 лет.
Это событие заставило нас осознать врождённую опасность атомной энергетики, связанную с долгосрочными последствиями.
В нескольких километрах от моего дома находится деревня Ламбес, разрушена землетрясением силой 6,2 в 1909 году. 45 погибших и 250 раненых. 3000 построек повреждены.
Ламбес, Воклюз, в нескольких километрах от моего дома, в 1909 году
Менее чем через год после катастрофы обломки были убраны, дома находились в стадии восстановления. Через несколько десятилетий не осталось никаких следов этой катастрофы. Погибшие были похоронены, раненые лечились, а затем умерли.
Всё это можно распространить на любые разрушения, вызванные войной. После Первой мировой войны север Франции был лишь огромным полем развалин.
Обломки были убраны.
Погибшие были похоронены.
Герои были награждены.
Раненые были вылечены, инвалиды получили компенсацию.
Были построены памятники павшим в деревнях разных воюющих сторон.
Начали всё восстанавливать, даже лучше, чем раньше.
Через полвека не осталось никаких следов Великой войны, кроме обширных территорий, оставленных в их нынешнем виде, чтобы показать будущим поколениям. Были возведены памятники, построены музеи.
То же самое для городов, таких как Берлин, Дрезден, Токио, полностью разрушенных бомбардировками.
А сегодня?
Все эти города, все эти сельские районы вернули свою жизнеспособность и цветущий вид.
А что насчёт атомной энергетики? Здесь совсем другая история. В настоящее время, и я вернусь к этому, представив довольно тяжёлый досье, наши «ядерные болеутолители», включая тех, кто занимает парламентские должности, как депутат Кристиан Батиль и сенатор Бруно Видо, с помощью компаний, таких как AREVA, EDF, Bouygues, CEA, строят совершенно кошмарное будущее, ориентированное на развертывание «реакторов четвёртого поколения», иными словами, на быстрых ускорителях с плутонием и натрием. Таким образом... Супер-Феникс возрождается из пепла.
Через шесть недель после избрания президента Франсуа Олланда был подписан указ, разрешающий строительство прототипа таких смертоносных машин — ASTRID, 600 МВт. Зелёные считали эту подпись соответствующей соглашению, которое они заключили с социалистической партией, где «никакой новый проект, связанный с атомной энергетикой, не будет запущен». Однако именно это и представляет собой запуск проекта ASTRID: проект, направленный на развертывание целого парка ускорителей на плутонии и натрии, чрезвычайно опасных. Однако Олланд посчитал, что это соглашение было подписано ранее его избрания, Саркози, и, следовательно, не является «новым проектом».
Зелёные либо не поняли, либо являются удивительными дураками. Или, что гораздо вероятнее, их цели — просто захватить места, власть, комфортные пособия, золотые пенсии. Как и все остальные...
http://www.cea.fr/energie/astrid-une-option-pour-la-quatrieme-generation
Ускоритель ASTRID, охлаждаемый натрием
Статья о ASTRID, которую я отправил месяц назад в Mediapart
Нет ответа.
Такое расположение элементов не похоже на то, к которому мы привыкли для 58 действующих реакторов во Франции. Причина проста: всё будет находиться ниже уровня земли, чтобы сделать атомную станцию менее уязвимой к террористическим атакам ракетами или ракетами. И это будет также более незаметно. Коричневым цветом, в центре, — сердечник, с 5000 тоннами натрия, который горит при контакте с воздухом и взрывается при контакте с водой. Вокруг — четыре парогенератора.
В 1977 десять тысяч демонстрантов собрались на площадке Крей-Мальвиль в Исер, прибыв из нескольких стран: Франции, Италии, Германии, Швейцарии. Пять тысяч CRS ждали их на простом поле, где не было ничего, что можно было бы повредить или разрушить. Демонстрантов встретили выстрелами гранат. Мишалон был убит, граната взорвалась на его груди. У одного демонстранта была оторвана рука, у другого — нога.
Сегодня ассоциация «Выход из атомной энергетики», объединяющая 900 ассоциаций (платящих свои взносы), нанимает 14 постоянных сотрудников в своих офисах в Лионе и, на расстоянии, организует «добропорядочные» акции, где люди «образуют цепь, держась за руки», и кричат: «Нет атомной энергетике!». Позорные пантомимы.
Ассоциация «Выход из атомной энергетики» обескровлена, проникнута, подорвана. Она организует акции, не имеющие никакого эффекта, с очень низкой активностью. Французское население остаётся полностью неинформированным.
Я представляю себе уличный опрос:
— Господин, госпожа, что вы знаете о реакторе атомной энергетики ASTRID, разрешённом Франсуа Олланда для строительства сразу после его вступления в должность?
Вместо того чтобы разбираться в недостатках (действительно существующих) японцев, я предпочитаю рассмотреть вопрос атомной энергетики в целом. Для меня этот вопрос не стоит. Нужно прекратить эту гонку к смерти, к отравлению. Перед этим есть две политики:
— Лучше управлять ресурсами, избегать расточительства, масштабно развивать возобновляемые источники энергии.
— Изучать пути, позволяющие вывести чистую атомную энергетику через нейтронную цепочку бор-водород, без радиоактивности и отходов (нет, «ториевая цепочка» не является решением. Нет, непрерывная термоядерная реакция через ITER не сработает).
ASTRID
(Advanced Sodium Technological Reactor for Industrial Demonstration) — имя женщины. Конечно, не назовут генератор ЛЮЦИФЕР или АПОКАЛИПСИС.
Что бы вышло из другого уличного опроса, посвящённого EPR?
Что отличает этот EPR от наших нынешних реакторов с водой под давлением, помимо того, что они будут мощнее и намного дороже? Есть две вещи. Во-первых, они смогут работать на 100% MOX, то есть использовать деление не урана-235, а плутония-238. И у нас есть много плутония, накопленного благодаря переработке отработанного топлива, которое его производит.
Но это не всё. Посмотрите на следующий рисунок:
Что вы видите на жёлтом, рядом с большим грузовиком, который даёт масштаб?
Сборщик кориума!
Разве это не красиво? В случае аварии, при плавлении сердечника, он проникает сквозь резервуар, но растекается по этому бассейну. Это растекание предотвращает риск критичности, «китайский синдром».
Никто этого не замечает. Год за годом я напоминаю гражданам о вещах, которые они не знают, и которые можно резюмировать на этой кривой, подготовленной Парламентским офисом оценки научных и технических решений. Вот что вам готовят к 2100 году.
Синим цветом: действующие реакторы. Красным — EPR, работающие на плутонии, названные «поколение III», и красным — быстрые ускорители на плутонии и натрии, где ASTRID будет «демонстратором».
Если изменить название рисунка на «неразумная траектория», мы окажемся очень, очень далеко от реальности. Этот проект управляется опасными безумцами. Но кто их остановит? Зелёные? ...
12 августа 2011 года:
Кориум.
Вот два отрывка из сайта, посвящённого отслеживанию событий в Фукусиме, представленных с решительно технической точки зрения. Там можно найти впечатляющие данные. Отрывок:
- Прогресс кориума
Если обратиться к исследованию, проведённому Oak Ridge National Laboratory, которое рассматривает симуляцию аварии подобного типа в реакторе с кипящей водой, аналогичном реакторам Фукусимы-1, известно, что достаточно 5 часов, чтобы сердечник перестал быть покрытым водой, 6 часов — чтобы сердечник начал плавиться, 6,5 часов — чтобы сердечник обрушился, 7 часов — чтобы дно резервуара сдалось,
и 14 часов — чтобы кориум проник сквозь слой бетона толщиной 8 метров со скоростью 1,20 метра в час
(5). Следовательно, можно разумно предположить, что кориум проник сквозь резервуар реактора 1 Фукусимы-1 уже вечером 11 марта, и эта раскалённая масса проникла под плиту уже 12 марта 2011 года.
http://fukushima.over-blog.fr/article-le-corium-de-fukushima-1-description-et-donnees-81378535.html
http://fukushima.over-blog.fr/article-le-corium-de-fukushima-2-effets-et-dangers-81400782.html
Отрывок из видео, подготовленного японским министерством промышленности
Иллюстрирует процесс плавления сердечника и пробоя резервуара
Слева — дно резервуара, пылающее. Справа — лужа кориума на бетоне
Кориум (1500–2500°) плавит бетон (который выдерживает до 110°), и погружается в цилиндрическую яму, которую он вырезает в бетоне
Дым, выходящий из-под, свидетельствует о газификации бетона под действием тепла
Другой отрывок:
Наихудший сценарий — это когда кориум проникнет или застрянет в бетоне или в грунте, что не только обеспечит лучшую форму для сохранения его целостности, увеличит количество уловленных нейтронов, но и, что важно, масса станет фактически недоступной, что сделает невозможным её охлаждение.
Такой сценарий, похоже, происходит в настоящее время на Фукусиме по меньшей мере для одного из реакторов (№1). Отсюда идея построить подземную камеру, ограничивающую распространение радиоактивности в грунте. Однако TEPCO, частная компания, истощённая финансово, не спешит защищать окружающую среду, поскольку этот проект, если бы был представлен акционерам, вероятно, не был бы принят из-за высокой стоимости.
Во время аварии на Чернобыльском АЭС советские власти не колеблясь построили бетонную плиту под реактором, чтобы предотвратить падение кориума. Почему японцы не сделали то же самое? Возможно, из-за стоимости, возможно, из-за наличия воды, возможно, потому, что было уже слишком поздно?
В следующем видео вы найдёте фильм, снятый во время эксперимента Vulcano, проведённого под эгидой Института радиационной защиты и ядерной безопасности (IRSN), для изучения воздействия кориума, нагретого до 2000°C, на бетонный основание. Экспериментаторы воссоздали состав кориума, смешав оксиды урана-238 (неделящиеся) и обломки оболочек из циркония, всё это было расплавлено и нагрето до 2000°C с помощью высокочастотного нагрева. То медленное кипение, которое вы видите, соответствует газообразованию, вызванному атакой кориума на бетон. Таким образом, вы видите то, что может происходить на фундаменте реакторов Фукусимы, если бетон, из которого они построены, будет атакован массой кориума, температура которой поддерживается реакциями деления с определённой критичностью. Это произойдёт только в том случае, если достаточная масса кориума вытечет из пробитых резервуаров, количества которых невозможно оценить, так как нельзя подойти близко. Однако, как правило, количества кориума, соответствующие загрузке реакторов, значительно превышают загрузку реактора на Чернобыльской АЭС. Как можно прочитать в статьях, на которые даны ссылки, когда начинается плавление бетона, кориум «самоограничивается» и его погружение в этот материал, которое может достигать 1,2 метра в день, становится бесконечным. В конце видео чётко видно, как кориум погрузился в бетон, который он испарил. Это опровергает фразу одного из руководителей французской ASN (органа ядерной безопасности), который говорил: «Не надо преувеличивать. У нас всё ещё 8 метров бетона!». Это замечание лишено смысла.
Газификация бетона кориумом при 2000°C
http://www.irsn.fr/FR/popup/Pages/Experience_Vulcano.aspx
Отрывок из документального фильма на японском языке, без субтитров, описывающего строительство атомной станции:
«Когда люди строили соборы...
..»
Видео Бернара Биго: «Без доверия невозможно будущее»
http://www.dailymotion.com/video/xatls0_bernard-bigot-et-les-dechets-nuclea_news
Можно было бы перевернуть высказывание:
«С таким проблемным будущим невозможно доверие»
Новинки
Руководство (Оглавление)
Главная страница