Томас Маклафлин - Обзор ядерных аварий с возникновением СЦР (LA-13638)

• Название: Обзор ядерных аварий с возникновением СЦР (LA-13638)
• Автор: Томас Маклафлин
• Издательство: Лос-Аламосская национальная лаборатория
• Жанр: Физика
• Год: 2003

Обсуждаются ядерные аварии с возникновением самоподдерживающейся цепной реакции (СЦР) и характеристики разгона на мгновенных нейтронах на критических сборках. Рассмотрено 60 аварий на различного типа оборудовании и установках. Приводятся детали, позволяющие читателю понять физическую картину, химические процессы во время аварии, а также предоставляется информация об административной обстановке на промежутке времени, предшествующем возникновению аварии, в тех случаях, когда она доступна. Приводится картина изменения мощности во времени, приводятся данные об энерговыделении, последствиях и причинах аварии. Для описания тех аварийных ситуаций, которые возникли на промышленных предприятиях, в настоящую версию были включены два новых раздела. В первом из них содержится анализ и выводы о физических и ядерно-физических свойствах систем, в которых происходила цепная реакция. Во втором обобщаются наблюдения и обсуждаются извлеченные уроки. Обсуждение случаев резкого превышения мощности крупных энергетических реакторов не включено в данный отчет.

---

inhour [обратный час]: величина реактивности, которую нужно добавить в критическую систему на замедленных нейтронах, чтобы получить период реактора, равный одному часу; в настоящее время используется редко. Смотри: реактивность.

ionizing radiation [ионизирующее излучение]: любое излучение, прямо или косвенно состоящее из ионизирующих частиц, фотонов или их комбинации. Примером являются рентгеновское излучение и излучения, сопровождающие процесс радиоактивного распада. Смотри: распад радиоактивный.

irradiation [облучение]: попадание под воздействие ионизирующего излучения. Смотри: экспозиция (альтернативное определение).

isotopic code [изотопный код]: комбинация из последних цифр атомного номера и атомного веса; так, например, для 235U, 239Pu и 233U — это "25", "49" и "23"; для 240Pu принят изотопный код "410"; встречается в литературе, но в настоящее время употребляется редко.

linear energy transfer (LET) [линейная передача энергии (ЛПЭ)]: средняя потеря энергии ионизирующего излучения на единицу расстояния при его прохождении в среде. Высокая ЛПЭ обычна присуща протонам, альфа-частицам и нейтронам, тогда как низкая — рентгеновскому излучению, электронам и гамма-излучению. Смотри: ионизирующее излучение.

monitor, radiation [монитор радиационный]: детектор для измерения уровня ионизирующего излучения. Одной из целей измерения может быть получение информации о величине дозы или мощности дозы. Смотри: ионизирующее излучение.

multiplication, subcritical [размножение подкритическое]: коэффициент равновесия в подкритической делящейся системе с нейтронным источником, определяющий отношение общего количества нейтронов деления и источника к числу нейтронов источника.

multiplication factor (keff) [коэффициент размножения (keff)]: среднее число нейтронов деления цепной реакции, образованных нейтроном за период его жизни внутри системы. Отсюда следует, что keff = 1, если система критична; keff < 1, если система подкритична; и keff > 1, если система надкритична.

neutron [нейтрон]: элементарная частица, не имеющая электрического заряда, масса покоя которой равна 1.67495 X 10—24 граммов и среднее время жизни около 10 минут.

neutron poison [нейтронный поглотитель]: неделящийся поглотитель нейтронов, обычно используемый для управления критичностью системы. Смотри: поглощение нейтронов, захват нейтронный.

neutrons, epithermal [нейтроны надтепловые]: нейтроны, кинетическая энергия которых выше энергии тепловых нейтронов, часто ограничены значениями энергии, сопоставимыми с энергией химической связи.

neutrons, fast [нейтроны быстрые]: нейтроны, кинетическая энергия которых выше определенной конкретной величины; обычно выбирается значение 0,1 МэВ (МэВ = миллион электрон-вольт).

neutrons, thermal [нейтроны тепловые]: нейтроны, находящиеся в тепловом равновесии со средой существования. При комнатной температуре средняя энергия тепловых нейтронов равна 0.025 эВ (эВ = электрон-вольт).

nonfavorable geometry [опасная геометрия]: смотри: безопасная геометрия.

nuclide [нуклид]: вид атома, характеризующийся атомным номером, массовым числом и, возможно, возбужденным состоянием, если оно является долгоживущим.

oralloy (Oy) [оралой]: термин был введен в Лос-Аламосе для использования в ранних документах для обозначения обогащенного урана (Окриджский сплав); в настоящее время используется редко, в основном, для высокообогащенного урана. Смотри: тубалой.

personnel monitor (radiation) [индивидуальный дозиметр, радиационный]: устройство для измерения экспозиционной дозы излучения. Информация об эквивалентной дозе воздействия ионизирующего излучения на биологическую ткань может быть получена из значения экспозиционной дозы, зарегистрированной пленочным дозиметром, ионизационными камерами и термолюминесцентными устройствами; из общего обсчета всего тела и анализа биологических образцов; а также путем мониторинга и специальных наблюдений.

photon [фотон]: квант электромагнитного излучения.

prompt burst reactor [импульсный реактор на мгновенных нейтронах]: устройство для осуществления неразрушающих сверхбыстрых ядерных импульсов на мгновенных нейтронах. Смотри: импульс на мгновенных нейтронах, внезапное возрастание критичности.

prompt criticality [критичность на мгновенных нейтронах]: состояние делящейся системы, при котором условие keff = 1 обеспечивается мгновенными нейтронами. Смотри: коэффициент размножения.

prompt neutrons [мгновенные нейтроны]: нейтроны, испускаемые мгновенно в процессе деления. Смотри: запаздывающие нейтроны.

quality factor (QF) [коэффициент качества]: линейный, зависимый от передачи энергии коэффициент, с помощью которого, при умножении его на поглощенную дозу, можно получить количественное выражение биологической эффективности поглощенной дозы от различных источников. Необходим в контексте защиты от излучения. Примерно соответствует отношению эквивалентной дозы к поглощенной дозе. Смотри: поглощенная доза, эквивалентная доза, линейная передача энергии.

quenching mechanism [механизм гашения]: физический процесс, отличный от механического повреждения, ограничивающий величину пика мощности при вспышке. Примерами являются тепловое расширение или формирование в растворе микропузырьков за счет радиолиза. Смотри: всплеск (мгновенный всплеск мощности).

rad [рад]: единица измерения поглощенной дозы; 1 рад = 10—2 Дж/кг среды. В 1976 году на Международной конференции по мерам и весам было принято решение о переходе на использование грея в качестве единицы измерения поглощенной дозы (Гр = 1 Дж/кг), но грей не использовался в литературе, описывающей аварии с возникновением критичности, так как все они произошли до введения этой единицы в употребление. Смотри: поглощенная доза, грей, индивидуальный дозиметр.

radiation [излучение]: в контексте безопасности при возникновении критичности данное понятие объединяет альфа-частицы, бета-частицы, нейтроны, гамма-лучи и различные их сочетания. Смотри: альфа-частицы, бета-частицы, нейтроны, рентгеновское излучение.

reactivity [реактивность]: параметр делящейся системы, пропорциональный 1–1/keff. Таким образом, реактивность равна нулю, когда система критична, положительна, когда система надкритична и отрицательна, когда система подкритична. Смотри: бета, цент и обратный час, т. е. различные единицы измерения реактивности; коэффициент размножения.

reflector [отражатель]: материал, окружающий снаружи активную зону, обладающий способностью обратного рассеивания, что позволяет возвращать в активную зону нейтроны, которые иначе бы из нее безвозвратно исчезли. Смотри: активная зона, система с делящимся материалом.

reflector savings [экономия отражателя]: абсолютная разница между размером АЗ критической системы с отражателем и соответствующим размером той же по составу АЗ в критическом состоянии, но без отражателя. Смотри: активная зона, система с делящимся материалом, отражатель.

relative biological effectiveness (RBE) [относительная биологическая эффективность]: коэффициент, употребляемый для сравнения биологической эффективности поглощенной дозы (в радах или греях) от различных типов источников ионизирующих излучений; точнее, это экспериментально определенное отношение поглощенной дозы данного излучения к поглощенной дозе эталонного излучения, потребной для оказания идентичного биологического эффекта на конкретный экспериментальный организм или ткань. Данный термин применяется только в радиобиологии, и его не следует применять в защите от излучений вместо коэффициента качества. Смотри: коэффициент качества.

rem [бэр]: единица измерения эквивалентной дозы (биологический эквивалент рентгена), замененная на зиверт, принятый в качестве единицы измерения в 1980 Международной конференцией по мерам и весам. Однако в литературе по авариям с возникновением критичности зиверт не употребляется. Смотри: эквивалентная доза, зиверт.

rep [фэр]: устаревший термин для выражения поглощенной дозы тканями человеческого организма, был впоследствии заменен на рад. Изначально образован как сокращение от выражения "физический эквивалент рентгена".

risk [риск]: стоимость класса аварий за определенный период времени, обычно выраженная в денежном выражении или человеческих жертвах в год или за период ресурса объекта. При отсутствии возможности определения опытным путем риск оценивается как произведение вероятности возникновения на последствия аварии данного типа. Не путать с опасностью. Смотри: опасность.

roentgen (R) [рентген]: единица измерения экспозиционной дозы; 1 Р = 2,58 X 10—4 Кл/кг в воздухе. Строго говоря, рентген применяется к рентгеновскому или гамма-излучению, хотя в одном из отчетов по авариям с возникновением критичности дозы бета-излучения были выражены в рентгенах. Смотри: экспозиция/облучение.