בתשובה לדורון הגלילי, 17/01/08 19:47
שאלת תם 468340
האורניום שמשמש כדלק ברוב כורי הכוח הוא אורניום מועשר קלות. יש בו הרבה יותר חומר לא בקיע מאשר חומר בקיע, ולכן אי אפשר לייצר תגובת שרשרת (כלומר קריטיקליות גדולה מ 1) מדלק גרעיני (ולא משנה כמה), אם לא נקיים כמה תנאים נוספים.
אחד מהתנאים האלה הוא שהניטרונים יהיו איטיים, ומה שמאט אותם בכור כוח הם המים, ע"י התנגשויות של הניטרונים עם אטומי המימן.
כל עוד הכל בסדר בכור, הקריטיקליות נשארת 1 וכמות החום המיוצרת בו היא קבועה. למים יש תפקיד חשוב נוסף והוא להוציא את החום הזה מהליבה ולמשור על טמפרטורה קבועה של כמה מאות מעלות.
אם הקריטיקליות עולה מעל 1 (כמובן שלא אוכל לחשב, אבל 1.001 נשמע לי מספר יותר מדי גבוה), כמות החום המיוצר גדלה במהירות והטמפרטורה עולה במהירות, והמים מתחילים לרתוח.
רק כאשר יש מספיק מים בכור יש מספיק ניטרונים איטיים, ומספיק שחלק קטן מהמים יתאדה כדי שתגובת השרשרת תפסק (כי צפיפות הקיטור נמוכה בהרבה מזו של המים, וחלק מהניטרונים לא מאטים מספיק).
הטמפרטורה הזאת היא נמוכה בהרבה מטמפרטורת ההתכה של שאר החומרים המבניים בכור ולכן הכור עצמו לא יינזק.
אני משער שמערכת המים בכורים בנויה כך שמים לא יכולים להתעבות חזרה בתוך הליבה לאחר שרתחו (מספיק ליצור מעין שסתום שיפרץ ויוריד את הלחץ במערכת, ואז טמפרטורת הרתיחה יורדת וכל המים עוברים כקיטור למיכל חלופי ומתעבים בו. לא כדאי לתת להם לצאת כי הם רדיואקטיביים) - בכל מקרה, גם אם אין מערכת כזו, לא צריך לדאוג יותר מדי. הכור למעשה כבוי בשלב הזה (גם אם יקח לו זמן להתקרר) וקשה להניח שיתקיימו בו כל התנאים הדרושים להפעלה ספונטנית מחדש (שהם יחסית קיצוניים ביחס להפעלה רגילה).

הבעיה בכורים רוסיים ישנים, כמו זה בצ'רנוביל, היא שכאשר הטמפרטורה בהם עולה המים כמובן מתחילים לרתוח ולא מצליחים להוציא החוצה את החום מהליבה - אבל המערכת שמאטה את הניטרונים לא קשורה אליהם ולכן אין שום ריסון לעליית החום ולכן הם נמסים ומתפוצצים...
שאלת תם 468344
תודה.
אם הבנתי נכון, המים המשמשים להאטת הניטרונים, אלה אותם מים המשמשים ליצירת הקיטור (BFW) שמסובב את הטורבינות (בשביל זה מפעילים את כל העסק הזה שנקרא "תחנת כח גרעינית"), ולכן יש לנו משוב שלילי מובנה במערכת, להבדיל מכורים מסוג צ'רנוביל בהם מדובר בשתי מערכות מים נפרדות.
שאלת תם 468380
כמעט נכון. למעשה המים שעוברים בכור לא מתאימים לייצור קיטור כי הם מלוכלכים בכל מיני חתיכות רדיואקטיביות, ולכן משתמשים בהם לחימום מים אחרים והם אלה שמסובבים את הטורבינות. הכור בצ'רנוביל השתמש במים להעברת החום החוצה אבל להאטת הניטרונים שימש יסוד קל אחר.
יש לציין שהמשוב השלילי הזה מיועד למקרי חירום קיצוניים במיוחד. הרבה לפני שזה קורה, המוטות בולעי הניטרונים (להבדיל מהמאטים), שבעזרתם מווסתים את הקריטיקליות, אמורים לצנוח לתוך הליבה, ויש גם מוטות נוספים ונוזלים ייעודיים למקרים כאלה. רתיחת המים היא המוצא האחרון. בצ'רנוביל הליבה התעוותה לפני שחרור המוטות הבולעים והם לא נכנסו עד הסוף.

חזרה לעמוד הראשי המאמר המלא

מערכת האייל הקורא אינה אחראית לתוכן תגובות שנכתבו בידי קוראים