Cum Funcționează O Distrugere Nucleară

{h1}

Rezolvările nucleare pot fi înfricoșătoare, dar este important să înțelegem care le provoacă. Aflați mai multe despre cum funcționează topirile nucleare.

Termenul „topire nucleară” a devenit sinonim cu cele mai grave cazuri. Acest lucru este adevărat, fie că vorbești despre desființarea figurativă a șefului tău în birou sau despre preocupările reale din jurul unor evenimente precum dezastrul din Fukushima Daiichi din 2011.

Într-adevăr, întrucât centralele nucleare nu pot produce o detonație nucleară în stilul Hiroshima, o desființare este cam la fel de rea. Numeroase topiri nucleare au avut loc de-a lungul epocii atomice a umanității, deși, din fericire, doar patru evenimente de amploare au avut loc vreodată la fabricile civile. Primul a avut loc la reactorul elvețian Lucens, în 1969. Accidentul Three Mile Island a avut loc un deceniu mai târziu, urmat de dezastrul de la Cernobâl din Rusia în 1986 și dezordinea de la Fukushima Daiichi în 2011.

Agenția Internațională pentru Energie Atomică (AIEA) se clasează pe evenimente nucleare pe o scară de la zero la șapte, variind de la o simplă abatere fără nicio semnificație de siguranță (nivelul 0) la un accident major (nivelul 7), cum ar fi Cernobâl, în care dauna asupra sănătății și mediului are loc.

Destul de interesant, nici AIEA, nici Comisia de reglementare nucleară a Statelor Unite nu recunosc oficial termenul „topire nucleară”, dar cuvintele continuă să inspire frică. În acest articol, vom descompune modul în care funcționează un reactor nuclear și cum se poate produce o topire.

Nu vă faceți griji prea mult pentru ecuațiile complexe, deoarece întreaga situație se reduce la căldură. Căldura controlată corect în interiorul unui reactor ajută la generarea de energie. Căldura în afara controlului, pe de altă parte, poate provoca reactorul în sine să se topească și să contamineze mediul înconjurător cu radiații periculoase.

Acum mergeți la pagina următoare pentru a afla ce se întâmplă într-un reactor sănătos.

În interiorul unui reactor nuclear funcțional

Aceasta este o imagine de ansamblu a unei centrale nucleare, dar treceți înăuntru și faceți un tur pentru a vedea cum funcționează una.

Aceasta este o imagine de ansamblu a unei centrale nucleare, dar treceți înăuntru și faceți un tur pentru a vedea cum funcționează una.

Căldura face toată diferența. Aceasta este cheia înțelegerii modului în care funcționează un reactor nuclear sănătos și a modului în care se produce o topire într-unul compromis.

În primul rând, să ne uităm la o centrală de bază pentru arderea cărbunelui: ardem cărbune pentru a crea căldură. Căldura fierbe apa în aburul sub presiune care se extinde, care se îndreaptă către o turbină, care învârte un generator pentru a produce acea scânteie valoroasă.

O centrală nucleară funcționează în mod similar, numai căldura provine din reacție de fisiune indusă care apare în reactor. Fisiune se referă la momentul în care atomii unui material se împart constant în doi, eliberând multă energie și căldură pe care o numim căldură căzută. Vezi, uraniul și alte elemente radioactive sunt deja supuse fisiunea spontană la viteze foarte lente, fără ajutor uman. Într-o centrală nucleară, operatorii stimulează sau induc în mod artificial acea reacție de fisiune prin bombardarea tijelor de combustibil umplute cu uraniu cu neutroni din reacțiile anterioare de fisiune. Aceasta înseamnă mai multă căldură pentru a fierbe apa în aburi.

Desigur, nu doriți ca temperaturile din reactorul nuclear să crească prea mult, ca să nu deterioreze reactorul și să elibereze radiații nocive. Deci, lichidul de răcire (adesea apa) din miezul reactorului servește, de asemenea, pentru a modera temperatura tijelor de combustibil nuclear.

Este ca și cum ai conduce o mașină: nu vrei să supraîncălzești motorul, deoarece ar putea să-l deterioreze. Diferența este însă că puteți opri un vehicul și lăsați motorul acestuia să se răcească. O mașină generează numai căldură în timp ce funcționează și, eventual, pentru scurt timp.

Cu toate acestea, materialele radioactive din interiorul unui reactor nuclear sunt o poveste diferită. Uraniul și chiar uneltele și piesele radiate vor continua să genereze căldură în descompunere, chiar dacă operatorii instalației închid toate reacțiile de fisiune induse. Ceea ce pot face în câteva minute.

În pagina următoare, vom merge în interiorul unei topiri nucleare.

În interiorul unei despărțiri nucleare

Pe măsură ce discutăm despre ce este o topire nucleară, este de asemenea important să vorbim despre ceea ce nu este o topire nucleară. Nu este o explozie nucleară. Nici o topire nu va arde o gaură prin centrul Pământului, așa cum a fost popularizată în filmul de dezastru din 1979 „Sindromul Chinei”.

Într-o topire nucleară, ne confruntăm cu un reactor care arde de sub control, până în punctul în care suferă daune provocate de căldura proprie. De obicei, acest lucru provine de la a pierderea accidentului de lichid de răcire (LOCA). Dacă circulația lichidului de răcire prin miezul reactorului încetinește sau se oprește cu totul, temperatura crește.

Primele lucruri care se topesc sunt tijele de combustibil în sine. Dacă personalul instalației poate restabili circulația lichidului de răcire în acest moment, accidentul se califică ca fiind topire nucleară parțială. Incidentul Three Mile Island din 1979 se încadrează în această categorizare: miezul reactorului Unit 1 s-a topit, dar carcasa de protecție din jurul miezului a rămas intactă. De fapt, reactorul unității 2 a centralei nucleare Three Mile Island continuă să producă energie în umbra omologului său dezactivat.

Dacă este lăsată necontrolată, totuși, o cedare nucleară parțială se poate agrava într-o topirea nucleară totală. Astfel de situații devin o cursă în timp, deoarece echipele de urgență încearcă să răcească rămășițele de bază înainte să se topească prin straturile de carcasă de protecție și chiar clădirea de izolare. În 1986, echipele ruse au urmărit rămășițele topite ale nucleului reactorului centralei nucleare de la Cernobîl în subsolul instalației, inundându-l cu apă pentru a răci materialele înainte ca acestea să poată arde prin clădirea de izolare și să polueze apele subterane.

În martie 2011, instalația nucleară japoneză Fukushima Daiichi a cunoscut o pierdere de accident de lichid de răcire, atunci când un puternic cutremur a deteriorat generatoarele de rezervă care au furnizat energie pompelor de răcire a apei. Evenimentele care au urmat ilustrează unele dintre complicațiile suplimentare care pot apărea în timpul unei topiri nucleare.

Radiația în unele dintre reactoarele supraîncălzite ale lui Fukushima Daiichi (instalația avea șase) a început să împartă apa în oxigen și hidrogen. Exploziile de hidrogen rezultate au încălcat structurile de retenție secundare (sau al doilea nivel de protecție) a cel puțin trei reactoare, permițând scăparea și mai multor radiații. O explozie ulterioară a zguduit o unitate atât de tare încât a deteriorat structura de izolare primară a reactorului.

Deci cum să opriți ca o topire nucleară să se producă sau să se înrăutățească? Aflați pe pagina următoare.

Cum să opriți o nulitate nucleară

Elicoptere cu radiații ridicate folosite pentru aruncarea betonului și a apei pe reactorul Cernobîl în 1986 se aflau pe un câmp din apropierea satului ucrainean Rosoha.

Elicoptere cu radiații ridicate folosite pentru aruncarea betonului și a apei pe reactorul Cernobîl în 1986 se aflau pe un câmp din apropierea satului ucrainean Rosoha.

Din nou, reziduurile nucleare se încălzesc și nevoia vitală a unui sistem de operare de răcire pentru a menține condițiile sub control. Dezastrul Fukushima Daiichi ne amintește că acest sistem este esențial, chiar dacă întreaga activitate a fisiunii a fost oprită. Instalația japoneză a scufundat automat tijele de combustibil atunci când a avut loc o activitate seismică crescută, oprind efectiv toate reacțiile de fisiune în 10 minute. Dar aceste tije au generat încă căldură de degradare care a necesitat un sistem funcțional de răcire.

Acesta este și motivul pentru care deșeurile radioactive la nivel înalt, cum ar fi combustibilii pentru reactorii nucleari iradiați sau folosiți, reprezintă o astfel de îngrijorare. Este nevoie de zeci de mii de ani pentru ca aceste materiale să se descompună până la niveluri radioactive sigure. În mare parte din acest timp, vor avea nevoie de un sistem de răcire sau de măsuri de izolare suficiente. În caz contrar, vor arde prin orice ai pune.

Cu toate acestea, proiectele de centrale nucleare anterioare s-au dovedit și mai predispuse la destinderi. În momentul accidentelor respective, centralele electrice Fukushima Daiichi și Three Mile Island foloseau apa nu numai ca lichid de răcire, ci și ca moderator. Un moderator scade viteza neutronilor rapide, făcându-i mai susceptibili să se ciocnească cu componente de combustibil fisionabile și mai puțin probabil să se ciocnească cu componente de combustibil nefisionabile. Cu alte cuvinte, un moderator crește probabilitatea ca fisiunea să apară în reactor. Prin urmare, când apa se scurge din miezul unui astfel de reactor, fisiunea se oprește automat.

Chernobyl, pe de altă parte, a folosit grafitul solid ca moderator. Dacă lichidul de răcire se scurge, moderatorul rămâne în urmă. Ca atare, pierderea de apă într-un reactor de tip Cernobîl poate de fapt crește rata de fisiune.

Pentru a preveni pierderea accidentului de lichid de răcire într-un proces de topire, operatorii instalațiilor trebuie să răcească miezul reactorului. Acest lucru înseamnă curgerea mai multor lichid de răcire prin tijele de combustibil supraîncălzitor. Cu cât sunt mai noi tijele de combustibil, cu atât va apărea mai repede acest declanșare.

Dacă începe să se producă o topire parțială, tijele vor criză. Dacă nu este bifat, tijele de slumping se vor topi și se vor grupa în partea de jos a miezului reactorului într-un nămol mare topit. Acest nămol radioactiv ar reprezenta o provocare de răcire și mai mare. Nu numai că este o singură masă (spre deosebire de mai multe tije independente), o parte a acesteia este presată pe fundul miezului reactorului, arzând continuu prin intermediul căldurii pe care o produce.

În cazul Cernobîl, echipele de urgență au pompat în sute de tone de apă pentru a răci nucleul reactorului. În continuare, au aruncat cu elicopter borul, lutul, dolomitul, plumbul și nisipul pe miezul arzător pentru a stinge focurile și a limita particulele radioactive care se ridică în atmosferă. În lunile care au urmat, au înfășurat uzina stricată într-un blindaj de beton adesea denumit a sarcofag.

Din nou, centralele nucleare se reduc în final la generarea de căldură, iar întreținerea lor depinde de reglarea corespunzătoare a căldurii respective. Dacă sistemele de răcire nu reușesc, condițiile pot arde constant din control.

Explorați legăturile de pe pagina următoare pentru a afla și mai multe despre energia nucleară.






Descoperiri Științifice

Cercetare


Science News


Idei Puternice: Bacterii Curăță Canalizarea Și Creează Electricitate
Idei Puternice: Bacterii Curăță Canalizarea Și Creează Electricitate

Avionul De Luptă Al Doilea Război Mondial Se Prăbușește Pe Autostrada Din California
Avionul De Luptă Al Doilea Război Mondial Se Prăbușește Pe Autostrada Din California

Cum Să Vorbim Cu Copiii Despre Divorț
Cum Să Vorbim Cu Copiii Despre Divorț

Dureri, Erecții Lungi De Zile Se Întâmplă Și La Femei
Dureri, Erecții Lungi De Zile Se Întâmplă Și La Femei

Cum Funcționează Drogurile De Execuție Midazolam?
Cum Funcționează Drogurile De Execuție Midazolam?


RO.WordsSideKick.com
Toate Drepturile Rezervate!
Reproducerea Oricăror Materiale Permise Prostanovkoy Doar Link-Ul Activ La Site-Ul RO.WordsSideKick.com

© 2005–2020 RO.WordsSideKick.com