Katastrofa nuklearna Windscale

2024 Autor: Sherilyn Boyd | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-16 09:39

Projekt reaktora

W Seascale dwa reaktory do produkcji plutonu zostały pospiesznie zbudowane pod koniec lat czterdziestych / wczesnych lat 50. XX wieku: Windscale Piles 1 i 2. Oba reaktory były zasadniczo blokami grafitu z aluminiowymi prętami uranu, innymi elementami i / lub izotopami biegnącymi przez inaczej solidny grafit. Powietrze było nadmuchiwane z jednej strony nad grafitem i pręty, aby je ochłodzić, podczas gdy gorące powietrze było wyciągane z drugiego końca i wentylowane przez duże stosy wyładowań. Filtry, dodane pośpiesznie w ostatniej chwili na wezwanie jednej uważnej duszy, zostały umieszczone na górze każdego stosu.

Rozszczepienie jądrowe nastąpiło w jądrze, gdy neutrony zderzyły się z uranem. W tym procesie wytworzono dodatkowe neutrony, które również uderzyły i zmieniły grafit. Ta interakcja przekształciła krystaliczną strukturę grafitu, powodując, że gromadzi on energię aż do takiego czasu (zwykle nie jest to wygodne), kiedy może nagle i niebezpiecznie uwolnić ją jako ciepło. Znany jako uwolnienie energii Wingerów, zdarzyło się w Windscale Pile 2, w pewnym momencie przed pożarem.

Zamiast poświęcić czas na przeprojektowanie reaktora, aby wszystkie jego systemy były w stanie bezpiecznie zarządzać tym problemem, pracownikom zlecono spleszczenie rozwiązania (wyjaśniono poniżej). Czemu? Polityka … naturalnie.

Hubris i zimna wojna

W latach następujących po II wojnie światowej, Wielka Brytania była zdesperowana, aby uzyskać bombę H, aby być na równi z nowo potężnymi Amerykanami. Po latach negocjacji magicznego przepisu brytyjski Harold Macmillan wreszcie odniósł sukces; pod koniec października 1957 r. miał podpisać Deklaracja wspólnego celu przez Prezydenta i Premiera Zjednoczonego Królestwa, dzięki któremu USA podzieliłyby się z Wielką Brytanią tajemnicą broni atomowej.

Prowadząc do ujawnienia, brytyjscy urzędnicy nie chcieli pokazać Amerykanom, że są jakieś wady, problemy lub braki w ich reaktorach. Zamiast ponownie przeprojektować lub przeprojektować, aby zapewnić właściwą i bezpieczną obsługę, często popychali istniejące materiały do granic iw sposób, w jaki nigdy nie zostały zaprojektowane do użycia.

Na przykład, przy problemie energii Skrzydełka, wykorzystali zdolność węgla do powrotu do właściwego miejsca jako grafit w naprawdę wysokich temperaturach. Metoda ta, zwana wyżarzaniem, obejmowała jeden lub dwudniowy cykl czasowego nagrzewania rdzenia o wiele wyższego niż jakiekolwiek urządzenie, w tym układ chłodzenia, zaprojektowane tak, aby działało (do 485F); po tym reaktor przechodzi okres chłodzenia, aż będzie bezpieczny dla rozszczepienia. Temperaturę w reaktorze monitorowano za pomocą termopar, które dobrze pasowały do normalnych operacji, ale nie były w stanie prawidłowo zmierzyć zmian temperatury spowodowanych procesem wyżarzania. Co gorsza, z biegiem czasu, więcej ciepła i więcej cykli było wymaganych do uwolnienia dodatkowej energii, ale nawet wtedy (nieznane aż do wypadku), kieszenie energii Wignera pozostały w rdzeniu.

Ponadto, gdy USA zmieniły sposób uzbrojenia swoich bomb z plutonu na tryt, brytyjscy urzędnicy nakazali zakładom Windscale zrobić to samo - nawet jeśli nie były one przeznaczone do tego celu. Po zamówieniu pracownicy elektrowni jądrowej zmodyfikowali reaktory, a w szczególności jeden komponent związany z chłodzeniem paliwa. Nie bez konsekwencji, w rdzeniu zaczęły formować się przegrzane obszary, ale ponieważ termoelementy nie były zaprojektowane do monitorowania tych zdarzeń, odczyty ciepła w reaktorze pozostały w bezpiecznej strefie - aż do czasu zbyt późnego.

Ogień

Reaktor przegrzano w ramach cyklu wyżarzania 8 października 1957 roku; po tym, jak robotnicy stwierdzili, że wyżarzanie powiodło się, jak to było typowe, wstawiono pręty chłodzące, aby zakończyć cykl. Po pewnym czasie robotnicy zdawali sobie sprawę, że pożądane uwolnienie energii Wignera nie nastąpiło w pełni, więc ponownie podnieśli ciepło.

Wielu ekspertów uważa, że nawet przed drugim ogrzewaniem części rdzenia były znacznie gorętsze niż inne, ale robotnicy nie mogli tego wiedzieć, ponieważ termopary nie mierzyły i nie mogły tego mierzyć. W każdym razie konsensus jest taki, że gorące punkty połączone z drugim ogrzewaniem spowodowały pęknięcie wkładu, powodując w ten sposób pożar. Nawet po tym termoelementy nie odnotowały wzrostu temperatury.

10 października 1957 r. Pracownicy zaczęli się denerwować. Typowy spadek temperatury rdzenia, który powinien był nastąpić po wydaniu Wignera, nie nastąpił; raczej co najmniej jeden termoelement rejestrował stały wzrost temperatury. Nie zdając sobie sprawy, że rdzeń się pali, robotnicy zwiększony przepływ powietrza; dodawanie tlenu do ognia; Jonizujące elementy promieniotwórcze zostały wypchnięte do komina i odebrane przez monitory.W tym czasie robotnicy zdali sobie sprawę, że coś jest nie w porządku.

Ważne jest, aby pamiętać, że pracownicy elektrowni jądrowych w tej historii byli bohaterami. Chociaż może powinni pomyśleć dwa razy przed podwójnym podgrzaniem rdzenia na 8^thlub zwiększenie przepływu powietrza w 10^thCzynniki, które naprawdę spowodowały pożar w Windscale, były czynnikami polityki, dokonywanymi na poziomie wynagrodzenia znacznie powyżej ich głowy przez ludzi, którzy tak naprawdę nie posiadali wiedzy inżynierów na ten temat.

W każdym razie później w 10^th, pracownicy zakładali sprzęt ochronny do badania paliwa; dopiero wtedy zdali sobie sprawę, że paliło się przez prawie dwa dni. Kierownik zakładu przeskalował budynek reaktora i zauważył, że szalejące piekło wchodzi w kontakt z betonem; Przerażony wiedział, że beton ochronny nie został zaprojektowany, aby wytrzymać tego rodzaju pożar.

Gaszenie ognia

Nie mieli dobrych opcji. Do 11 października 1957 temperatura w reaktorze wynosiła ponad 2300F (wydalana lawa podczas erupcji jest zwykle chłodniejsza niż ta); w rzeczywistości, po włożeniu metalowego drąga w ramach nieudanej próby gaszenia ognia, kiedy został wyciągnięty, koniec kapał.

W tej temperaturze, gdy woda (H2O) uderza w stopiony metal (jak w reaktorze), utlenia się, a wodór oddziela się od tlenu; robotnicy obawiali się, że wodór może mieszać się z napływającym powietrzem i eksplodować, rozrywając obszar przechowalni, narażając ludność na niebezpieczne promieniowanie i zabijając robotników.

Nie zapominajcie, że z powodu podejrzanego projektowania reaktorów promieniowanie jonizujące na niebezpiecznych poziomach przeciekało przez wiele dni. Gdyby robotnicy zdecydowali się po prostu pozwolić, by ogień się wypalił, nawet jeśli powstrzymanie się nie zawiodło (prawie na pewno by się nie powiodło), promieniowanie nadal by zanieczyszczało wieś.

Tak więc próbowali swojej jedynej opcji: zagłodzić ogień za pomocą płynnego dwutlenku węgla; Niestety, nie byli w stanie zastosować bardzo dużo. W końcu ogień wywołał ostatni śmiech, ponieważ pochłonął nawet tlen w CO2.

Pozostawione bez żadnego wyboru, włączyły węże, chociaż nadal bały się wyłączyć systemy chłodzenia i wentylacji. Woda nie spowodowała eksplozji, ale niewiele zrobiła, by stłumić płomienie. W ostatnim wysiłku, reaktor został oczyszczony z każdego z wyjątkiem kierownika zakładu i szefa straży pożarnej, a powietrze zostało odcięte.

Kierownik ponownie wspiął się na reaktor i odkrył, że głodny ogień tworzy potężne ssanie w nieudanej próbie utrzymania się. Nie powiodło się, płomienie powoli zgasły, a potem blask ustąpił. Wodę wlewa się do rdzenia jeszcze przez 24 godziny, aż do całkowitego ochłodzenia.

Następstwa

Nadal chętnie angażowali się w projekty broni jądrowej, brytyjscy przywódcy ukrywali prawdziwą przyczynę wypadku i obwiniali go o bohaterskich pracowników Windscale. Oszust zakończył się sukcesem, a Stany Zjednoczone podzieliły się swoimi tajemnicami nuklearnymi z Brytyjczykami. Późniejsze dochodzenia, przeprowadzone przez BBC i inne, ujawniły, że to ostatecznie polityka rządu dotycząca bezpieczeństwa była ostatecznie obwiniana.

Mądre dla zdrowia, to także była katastrofa. Chociaż nie w skali Czarnobyla, uważa się, że uwalnianie jodu-131, cezu-137 i ksenonu-133 przez Windscale spowodowało co najmniej 200 przypadków raka; uważa się, że liczby byłyby znacznie wyższe, gdyby nie dodawanie filtrów w ostatniej chwili.

Na szczęście jednak odważni pracownicy, którzy stanęli twarzą w twarz z ogniem, nie mieli zwiększonego wskaźnika zachorowalności na raka ani śmiertelności; w rzeczywistości kierownik reaktora, który wielokrotnie przeskalował reaktor, zmarł w 2008 r. w wieku 90 lat.

Po ochłodzeniu pożaru 15 ton paliwa uranowego zamknięto w zbiorniku reaktora na miejscu i nie planuje się jego likwidacji do 2037 r.