35 aastat pärast seda, kui Ukraina Tšernobõli tuumaelektrijaam plahvatas maailma suurimas tuumaõnnetuses, lõhustuvad lõhustumisreaktsioonid taas sügavale keerdunud reaktorisaali maetud uraankütuse massidesse.
"See on nagu söed grillimiskohas," ütleb Sheffieldi ülikooli tuumamaterjalide keemik Neil Hyatt.
Nüüd püüavad Ukraina teadlased kindlaks teha, kas reaktsioonid kaovad iseenesest või on vaja erakorralist sekkumist, et vältida uut õnnetust."
Uus jagunemissignaal suletud ruumist
Andurid jälgivad üha suuremat arvu neutroneid - lõhustumissignaali - ühest ligipääsmatust ruumist, ütles Anatoli Dorošenko Ukrainas Kiievis asuva tuumaelektrijaamade ohutuse instituudi (IPPAES) esindajatest eelmisel nädalal reaktori demonteerimise arutelude ajal.
"Ebakindlust on palju," ütleb Maksim Savelyev ISPAESist. "Kuid me ei saa välistada [õnnetuse] võimalust." Neutronite arv kasvab aeglaselt, ütleb Saveliev, soovitades neil veel mitu aastat aega mõelda, kuidas ohtu maha suruda.
Kõik abinõud, mida ta ja tema kolleegid välja mõtlevad, pakuvad Jaapanile suurt huvi, kes on toibumas oma tuumakatastroofist, mis juhtus 10 aastat tagasi Fukushima tuumaelektrijaamas, ütles Hyatt. "See on sarnase suurusega oht."
Isemajandav jaotus
Isemajandava lõhustumise või kriitilisuse tuum varemetes on Tšernobõli kaua kummitanud. Kui osa reaktori neljanda ploki südamikust sulas 26. aprillil 1986. aastal, valasid tuumale laavaks tuuma kustutamiseks uraani kütusevardad, nende tsirkooniumvooder, grafiitjuhtimisvardad ja liiv.
See voolas reaktorisaali keldrisse ja tahkus moodustistes, mida nimetatakse kütust sisaldavateks materjalideks (FCM), mis sisaldavad umbes 170 tonni kiiritatud uraani - 95% algkütusest.
Betoonist ja terasest sarkofaag nimega Varjupaik, mis püstitati aasta pärast õnnetust 4. ühiku jäänuste majutamiseks, võimaldas vihmaveel sisse imbuda. Kuna vesi aeglustab või vähendab neutronite arvu ja suurendab nende võimalusi uraanituumadesse sattuda ja lõhustuda, põhjustasid tugevad vihmad mõnikord neutronite arvu järsu tõusu.
Tšernobõli ametnikud eeldasid, et igasugune kriitilisuse oht kaob, kui 2016. aasta novembris massiivne uus turvaline vangistus (NSC) üle varjupaiga tõmmatakse. See 1,5 miljardi euro suurune struktuur pidi varjupaiga isoleerima, et seda saaks stabiliseerida ja lõpuks lammutada. NSC kaitseb ka vihma eest ja alates selle paigaldamisest on neutronite arv enamikus varjupaiga piirkondades olnud stabiilne või vähenemas.
Kuid mõnes kohas hakkasid nad kasvama, peaaegu kahekordistusid 4 aasta jooksul ruumis 305/2, kus tonni FCM -i on maetud rusude alla. ISPNPP simulatsioonid viitavad sellele, et kütuse kuivatamine muudab neutronid kuidagi uraani tuumade lõhustumisel rohkem, mitte vähem, tõhusalt rikošeteerima. On ainult ebaselge, milline mehhanism see võiks olla.
Ohtu ei saa ignoreerida
Kuna vesi jätkab taandumist, on Hyatt sõnul murettekitav, et "lõhustumisreaktsioon kiireneb hüppeliselt", mis viib "tuumaenergia kontrollimatu vabanemiseni".
1986. aasta kordumist, kui plahvatus ja tulekahju põhjustasid Euroopa kohal radioaktiivse pilve, pole oodata. FCM -is alanud lõhustumisreaktsioon võib välja surra pärast seda, kui lõhustumissoojus keeb ülejäänud veest eemale. Sellegipoolest märgib Saveljev, et kuigi plahvatusohtlikke reaktsioone ohjeldatakse, võib see ähvardada raputava varjupaiga ebastabiilsete osade langetamisega, täites NSC radioaktiivse tolmuga.
Raske ülesanne
Hiljuti tuvastatud ohu kõrvaldamine on hirmutav ülesanne. Kiirguse tase 305/2 raskendab andurite paigaldamiseks piisavalt lähedale jõudmist. Ja gadoliiniumnitraati pritsida tuumajäätmetele pole seal võimalik, kuna need on betooni alla müüritud.
Üks idee on välja töötada robot, mis talub intensiivset kiirgust piisavalt kaua, et puurida FCM -i augud ja sisestada boorisilindrid, mis toimivad kontrollvardadena ja neelavad neutroneid.
Vahepeal kavatseb MGUAES tugevdada kahe teise valdkonna järelevalvet, kus FCM võib muutuda kriitiliseks.
SCI laguneb
Uuendatud lõhustumisreaktsioonid pole ainus probleem, millega Tšernobõli kaitsjad silmitsi seisavad. Intensiivse kiirguse ja kõrge õhuniiskuse poolt piiratud FCM laguneb, tekitades veelgi rohkem radioaktiivset tolmu, mis raskendab varjupaiga lammutamise plaane. Kohe alguses oli FCM -i moodustamine nimega „Elevandijalg” nii kindel, et teadlased pidid tüki analüüsimiseks kasutama Kalašnikovi ründerelva. "Nüüd näeb see enam -vähem välja nagu liiv," ütleb Saveliev.
Ukraina on juba ammu kavatsenud FCM -i kaevandada ja ladustada geoloogilises hoidlas. Septembriks kavatseb ta Euroopa Rekonstruktsiooni- ja Arengupanga abiga välja töötada selle jaoks põhjaliku plaani. Kuid kui elu varjupaigas endiselt sädeleb, võib reaktori rahutute jäänuste matmine olla raskem kui kunagi varem.
Mis kõige hullem, teadlased pole siiani kindlad, miks tuumareaktsioon taastub …
