D Tжид Tстен
aDT = -ldT/dn
Л8 18 04 13
Неуправляемая цепная реакция.
ВНИИЭФ, г. Саров (Арзамас-16), 17 июня 1997 г
Стенд ФКБН-2М расположен в экспериментальном зале размером 12 х 10 х 8м в отдельном здании реакторной площадки, удаленной от жилой зоны на ~7 км.
Авария 17 июня 1997г. в 10:40 во время ручной сборки PC в виде шара из высокообогащенного урана с медным отражателем. Сборка производилась в одиночку экспериментатором, уверенным, что собирает уже проверенную ранее PC. Размеры составных частей PC он взял из журнала измерений 1972 г., но допустил ошибку: для отражателя вместо размера Dвнутр/Dвнеш= 167/205 мм он записал размер 167/265 мм. Используя ошибочные данные, экспериментатор собрал на столе стенда) нижнюю часть PC (нижний отражатель полностью, урановый шар полностью, в центре сборки - источник нейтронов мощностью ~105 нейтрон/с) и при попытке установить первую верхнюю медную оболочку уронил ее на сборку. Это привело к СЦР, в результате чего произошел сброс стола в нижнее положение и сработала аварийная сигнализация.
Увидев вспышку, экспериментатор немедленно покинул зал и закрыл защитную дверь. Радиационная обстановка в пультовой установки и на прилегающей к зданию территории оставалась нормальной. Экспериментатор был в тот же день доставлен в Москву в специализированную клинику, где скончался в ночь с 19 на 20 июня 1997 года.
СЦР прекращена 00:48 ночи 24 июня 1997г.
PC после вспышки (СЦР на мгновенных нейтронах) вышла на стационарную мощность при температуре сборки – 800 0С
Почему прекратилась сцр ?
L- время генерации мгновенных нейтронов L = 1/kэфф,
l – время жизни, l - постоянная распада запаздывающих нейтронов, c(t) - числа их предшественников.
kэфф = 1/L, реактивность r º (kэфф –1 )/ kэфф:
Поскольку r > bэфф - «разгон» на мгновенных нейтронах,
Отрицательная обратная связь по реактивности r = r0 – g1T
Пусть DT = 800 К - изотермическая температура подогрева, при которой СЦР прекращается.
При нагреве на 800 К СЦР прекращается, однако при охлаждении критичность на запаздывающих нейтронах возникает снова и устанавливается стационарный режим.
Оценка дозы быстрых нейтронов (основной), полученной экспериментатором.
Исходные данные
DTstat = 800 °С;
Энергия вспышки P = 1*1017 (интерполяция -15 аварий с Pmax = 6.11017дел/всп; Pmin = 0.031017дел/всп);
баланс: из h нейтронов один на расходуется на деление и h-1»1 утекает из активной зоны;
полное число нейтронов утечки Ln = (h-1)P = 11017н;
Экспериментатор на R =0,7 м от сборки;
Fn(1МэВ)/Fn = 210-11 Гр/нейт/см2;
Rreflector = 13 см
Dn = Fn*Ln/4pR2 = 210-11*11017/12,6 5103 = 30 Гр
Экспериментатор при аварии получил поглощенную дозу по нейтронам – 45 Гр, по гамма-квантам – 3,5 Гр.
Можно ли вручную снять отражатель ?
Исходные данные:
В стационарном режиме DTU= 800°С,
rCu = 13 см,
aТ » 5 Вт/м2К0
Tепловой поток с единицы поверхности сферы q = aТ DT
Полный тепловой поток Q = Sq = SaТ DT = 12,6*(0,13)2 *5*800= 850 Вт
Стационарная мощность W = Q = 850*3,11010 = 2.61013 дел/с
Полный поток нейтронов утечки Fn = (h-1)W = 2.61013н/с
dDn/dt = Fn*Fn /4pR2 = 210-11*2.61013/12,6 5103 = 8.210-3 Гр/с = = 30 Гр/ч !
Не подойти. Только через 7 суток СЦР прекратили.