Кориум и радиоактивность после аварии на Чернобыльской АЭС

Наиболее опасными радиоактивными отходами в мире, вероятно, является «Слоновья нога», название, данное твердому потоку от ядерного расплавления на Чернобыльская АЭС 26 апреля 1986 г. Авария произошла во время обычного испытания, когда скачок напряжения вызвал аварийное отключение, которое не прошло, как планировалось.

Температура активной зоны реактора повысилась, что вызвало еще больший скачок мощности, и управляющие стержни, которые в противном случае могли бы управлять реакцией, были вставлены слишком поздно, чтобы помочь. Тепло и мощность возрастали до такой степени, что вода, используемая для охлаждения реактора, испарялась, создавая давление, которое разрывало реакторный узел в результате мощного взрыва.

Не имея средств для охлаждения реакции, температура вышла из-под контроля. Второй взрыв выбросил часть радиоактивного ядра в воздух, осыпав область радиацией и начав огонь. Ядро начало таять, образуя материал, напоминающий горячую лаву, за исключением того, что он также был дико радиоактивным. По мере того как расплавленный шлам просачивался через оставшиеся трубы и расплавленный бетон, он в конечном итоге затвердевал в Месса, напоминающая подножие слона или, для некоторых зрителей, Медузу, чудовищную горгону с греческого мифология.

Слоновая нога была обнаружена рабочими в декабре 1986 года. Он был как физически горячим, так и ядерным, радиоактивным до такой степени, что приближение к нему более чем на несколько секунд представляло собой смертный приговор. Ученые поставили камеру на колесо и вытолкнули его, чтобы сфотографировать и изучить массу. Несколько смельчаков вышли в массы, чтобы взять образцы для анализа.

Исследователи обнаружили, что слоновая нога не была, как некоторые ожидали, остатками ядерного топлива. Вместо этого это была масса расплавленного бетона, ограждения ядра и песка, смешанных вместе. Материал был назван дерма после той части реактора, которая его произвела.

Слоновая нога со временем менялась, от пыли, трещин и разложения, но, несмотря на это, она оставалась слишком горячей, чтобы люди могли к ней приблизиться.

Ученые проанализировали состав кориума, чтобы определить, как он образовался, и истинную опасность, которую он представляет. Они узнали, что материал образовался в результате ряда процессов, от начального плавления ядерного ядра в Zircaloy (сплав циркония с торговой маркой) Облицовка смеси песком и бетонными силикатами до окончательного расслоения, когда лава расплавляется через полы, затвердевая. Кориум по существу представляет собой гетерогенное силикатное стекло, содержащее включения:

• оксиды урана (из топливных таблеток)
• оксиды урана с цирконий (от плавления ядра в оболочку)
• оксиды циркония с уран
• оксид циркония-урана (Zr-U-O)
• силикат циркония с ураном до 10% [(Zr, U) SiO4, который называется чернобылит]
• алюмосиликаты кальция
• металл
• меньшее количество оксида натрия и оксида магния

Если вы посмотрите на кориум, вы увидите черно-коричневую керамику, шлак, пемзу и металл.

Природа радиоизотопов заключается в том, что они со временем распадаются на более стабильные изотопы. Тем не менее, схема распада для некоторых элементов может быть медленной, плюс «дочерний», или продукт, из распад также может быть радиоактивным.

Кориум ноги слона был значительно ниже через 10 лет после аварии, но все еще безумно опасен. В 10-летнем периоде излучение от кориума уменьшилось до 1/10 от его первоначального значения, но масса оставалась достаточно горячей и излучала достаточно. излучение эти 500 секунд воздействия вызвали бы лучевую болезнь, а около часа был смертельным.

Намерение состояло в том, чтобы сдержать Слоновую Ногу к 2015 году, чтобы снизить уровень угрозы для окружающей среды.

Однако такое сдерживание не делает его безопасным. Кориум слонихи может быть не таким активным, как раньше, но он все еще генерирует тепло и все еще тает в основании Чернобыля. Если ему удастся найти воду, может произойти другой взрыв. Даже если взрыв не произошел, реакция загрязнит воду. Слоновая нога со временем остынет, но она останется радиоактивной и (если вы смогли прикоснуться к ней) теплой в течение многих столетий.

Чернобыль - не единственная ядерная авария, вызвавшая появление кориума. Серый кориум с пятнами желтого цвета также образовался в результате частых расплавлений на атомной электростанции «Три-Майл-Айленд» в США в марте 1979 года и атомной электростанции «Фукусима-дайити» в Японии в марте 2011 года. Стекло изготовлено из атомных испытаний, таких как trinitite, похож.