Nawiązując do prośby Kamratów z Projektu Radioactive@Home - http://www.radioactiveathome.org - w którym też uczestniczę - a proto czujka tego projektu pracowała już w Prypeci podczas mojej drugiej wyprawy rok temu - zadaję pytanie:
Co by się wydarzyło z punktu widzenia fizyki gdyby w bezpośredniej bliskości elektrowni atomowej (powiedzmy do 1km nad czy obok niej) zdetonowana została bomba A...?

Wbrew powszechniej opinii przy wybuchu jądrowym (atmosferycznym lub naziemnym) głównym czynnikami rażącymi nie jest promieniowanie jonizujące czy neutrony, lecz efekty występujące przy wybuchu silnych ładunków konwencjonalnych: FALA UDERZENIOWA i PROMIENIOWANIE CIEPLNE...





6.VIII.1945 roku w Hiroszimie na wysokości 600 metrów oraz w odległości linowej 150 m — czyli sumarycznie zaledwie 618 metrów od budynku centrum wystawowego, eksplodowała ~16 kt bomba "Little Boy":

Był to jedyny tak blisko położony budynek od miejsca wybuchu jądrowego, który nie uległ całkowitemu zniszczeniu.





Tymczasem kopuła bezpieczeństwa elektrowni jądrowej, to jeszcze bardziej wytrzymała konstrukcja od Hiroshimskiego budynku hali wystawienniczej:




Potencjalnym zagrożeniem dla EJ byłby bardzo silny wybuch jądrowy >800 kt, w myśl którego określa się promień kuli ognistej ≥1 km, mógłby dosięgnąć kopuły bezpieczeństwa i ją stopić...



Dla zainteresowanych:

Na poniższych stronach są prócz wielu informacji także kalkulatory zasięgu rażenia wybuchów jądrowych:
http://dsid.ipj.gov.pl/files/LukaszA/bomba/wybuch.htm
http://dsid.ipj.gov.pl/files/LukaszA/bomba/efekt.htm





A NEUTRONY?!

Choć jak podane jest wyżej neutrony stanową mniejszą część, rażących typowych ładunków jądrowych, to w przypadku bomby neutronowej (niewielki ładunek termojądrowy o specjalnej konstrukcji), promieniowanie neutronowe stanowi w nich znaczniejszą "%" część rażącą niż w klasycznych Bombach "A".

Trzeba pamiętać jednak o tym, że:

W Elektrowni Jądrowej:
— rozszczepienia w rdzeniu uzyskuje się NEUTRONAMI TERMICZNYMI o energii 0.025 eV

Przy wybuchu (termo)jądrowym:
— emitowane są NEUTRONY PRĘDKIE o energii ≥1000000 eV (≥ MeV)

Większość bo około 96% paliwa w EJ, to NIEROZSZCZEPIALNY U-238, a który owszem rozszczepiają neutrony prędkie, ale też bardzo niechętnie (przekrój czynny około ~1 {b} barna).
Dopiero silnie podgrzany U-238 do setek milionów °C, łatwiej ulega rozszczepieniu, co było przyczyną tego, że część wybuchów termojądrowych była silniejsza niż zakładano przy projektowaniu ładunków (np. test "Ivy Mike" z 1952 r.).


Prócz tego w przypadku wybuchu zewnętrznego, gros neutronów wychwyci kopuła bezpieczeństwa, gdyż akurat właśnie beton jest skuteczną osłoną dla neutronów.









Jedynym IMHO poważnym zagrożeniem byłoby użycie na tyle silnego ładunku jądrowego, że doszłoby do zniszczenia kopuły bezpieczeństwa oraz urządzeń znajdujących się wewnątrz, tym samym FALL-OUT byłby większy nie tylko o skażenie pochodzące od samej bomby, ale także o części rdzenia... czyli mielibyśmy wtedy do czynienia z Czarnobylem ×10. (bo w 1986 uległo emisji do otoczenia 1/10 całkowitej aktywności rdzenia ЧАЕС)


A co by się wtedy stało ilustruje poniższe porównanie:

Dziękuje bardzo Panie Andrzeju - zwłaszcza w imieniu Kamratów z Rad@H ...

Co z kwestią sterowania reaktorem? Chodzi mi o impuls EM powstający przy wybuchu jądrowym i powodowane przez niego uszkodzenia elektryki/elektroniki? Czy w najlepszym przypadku nie było by powtórki z Fukushimy?

Awaria Fukushimy dotyczyła starego typu reaktorów, które nie miały wielu tzw. PASYWNYCH układów bezpieczeństwa...

...tak czy siak, skutkiem braku wszelkich źródeł zasilania w Fukushima-1 — bo trzeba pamiętać, że choć wiele zniszczeń spowodowało trzęsienie ziemi, ale to właśnie mega-tsunami zerwało zewnętrzne linie zasilające i zniszczyło silniki Diesla — był więc brak nie tylko energii umożliwiającej przepływ cieczy chłodzącej i odbiór "ciepła powyłączeniowego", ale i brak energii do aktywnych rekombinatorów wodoru, co spowodowało że w owej sytuacji stały tam bezużyteczne.

W reaktorach III Generacji będą, a i dziś ogólnie w europejskich reaktorach II Generacji są zainstalowane PASYWNE rekombinatory wodoru — działają bowiem bez prądu, a więc są zdolne do redukcji wodoru do bezpiecznych wartości nawet wtedy gdy wszystko inne by "szlag trafiło"!
Warto wiedzieć, że wybuch mieszanki parowo-wodorowo-powietrznej może zajść tylko przy dość luźnych, ale jednak określonych ich proporcjach...





Co to są AKTYWNE i PASYWNE urządzenia/systemy bezpieczeństwa?

• AKTYWNE urządzenia/systemy bezpieczeństwa — wymagają zasilania elektr. do działania.
  Przykład: pompy zasilane dieslem/turbiną
  
  
  
  
• PASYWNE urządzenia/systemy bezpieczeństwa — nie wymagają zasilania do działania — wykorzystują za to niezawodne prawa fizyki... Przykłady:
  
  —> pręty awaryjne samoczynnie spadają do rdzenia pod wpływem grawitacji, gdy wyłączy się im zasilanie elektromagnesów — bądź na żądanie operatora, bądź pod wpływem jakiegokolwiek czynnika zakłócającego, typu: skokowy wzrost mocy reaktora, wstrząs, pożar, itp.
  
  Właśnie w przypadku impulsu EMP, nastąpi wyłączenie elektromagnesów — skutkiem tego pręty bezpieczeństwa opadną samoczynnie.
  
  
  Cytuj:

  
  Źródło ilustr.: Atom.edu.pl
  
  
  
  —> po utracie wody chłodzącej w reaktorze (przerwanie szczelności obiegu pierwotnego), otwiera się SAMOCZYNNIE zawór ze zbiornika wody uzupełniającej — działający na zasadzie różnicy ciśnień; zbiornik ten umieszczony wyżej reaktora umożliwia samoczynnie wypływanie wody do reaktora, bez potrzeby używania pomp...
  
  
  Cytuj:

  
  Źródło ilustr.: Atom.edu.pl
  
  
  
  
  —> konstrukcja obiegu pierwotnego umożliwiająca samoczynną konwekcję wody i odbiór przez nią "ciepła powyłączeniowego" — w reaktorach ESBWR, rozwiązanie to umożliwiło wręcz rezygnację z pomp w obiegu reaktora!
  
  
  Cytuj:

  
  Źródło ilustr.: Atom.edu.pl

Zresztą szczerze mówiąc: po wybuchu jądrowym problem skażenia z elektrowni jądrowej będzie w sumie bez znaczenia — w porównaniu z DANTEJSKIMI SCENAMI skutków tegoż wybuchu!

Dziękuję za udzielone odpowiedzi.

Jako inżynier zastanawiam się dlaczego już wcześniej nie stosowano masowo tych najprostszych, a tym samym najmniej podatnych na awarię systemów bezpieczeństwa... nawet pod względem ekonomicznym wiele z nich jest lepszych bo tańszych, a jednak ich nie stosowano. Czyżby ślepa wiara w możliwości człowieka i urządzeń przez niego budowanych?

Uczac sie do sprawdzianu z fizykii z pradu przemiennego, jak zwykle otworzylem podrecznik na koncu na fizyce jadrowej i jest tam jedno zadanie:

Zastanow sie, dlaczego reaktor, w ktorym woda jest i chlodziwem, i moderatorem, nie moze eksplodowac nawet po wyciagneciu pretow kontrolnych?

Ja wiem czemu, ze wzgledow powyzszych zabezpieczen pasywnych i aktywnych, ale prosze o odpowiedz taka jakiej oczekiwali autorzy podrecznika, bo pytanie odnosi sie do wiedzy nabytej z podrecznika, a tam jest tylko krotko na 1 stronie o tym, co to jest moderator, co nim moze byc, co jest chlodziwem, budowa reaktora i pretow regulacyjnych. Druga strona poswiecona nieodpowiedzialnemu eksperymentowi przeprowadzonemu bez konsultacji z fizykami w elektrowni w Czarnobylu.

Nie znam się, ale mogę strzelać

Zapewne autorzy podręcznika chcieli wydębić informację typu: jak się zrobi gorąco - woda wyparuje, bądź w inny sposób stracimy chłodziwo, stracimy też moderator, a na prędkich neutronach cienko reaktor działa (w domyśle taki wymagający moderatora) -> nie będzie się grzał za bardzo -> nie dojdzie do wybuchu. Czyli coś w stylu ujemnego sprzężenia zwrotnego utrzymującego reaktor pod kontrolą.

Wydaje mi się, że kłam temu zadaje wypadek w Three Mile Island i Fukushimie.

No wlasnie tak samo ja zakladalem to wyparowanie wody czyli takze moderatora przez co przyspieszenie predkosci neutronow i spowolnienie rozszczepu, ale brat mi tez przypomnial o Three Mile Island Czyli wlasciwie identycznie jak napisales

Odpowiedź jest taka jak napisał takeshi. Autorzy podręcznika na poziomie liceum pominęli po prostu ciepło powyłączeniowe - chodziło tu o samą zasadę działania reaktora że bez moderatora on nie działa.

Żeby było to bardziej zgodne z prawdą to by musieli napisać dodatkowo, że do reaktora załadowano świeże paliwo i pracował on powiedzmy góra kilka godzin Ale to nie na poziom liceum.