У ядерній техніці миттєва критичність описує подію ядерного поділу, в якій критичність (поріг для експоненціально зростаючої ланцюгової реакції ядерного поділу) досягається лише за допомогою миттєвих нейтронів (нейтронів, які вивільняються негайно в реакції поділу) і не залежить від запізнілих нейтронів (нейтрони, що виділяються при подальшому розпаді уламків поділу). В результаті миттєва надкритичність викликає набагато більш швидке зростання швидкості виділення енергії, ніж інші форми критичності. Ядерна зброя заснована на миттєвій критичності, тоді як більшість ядерних реакторів покладаються на запізнілі нейтрони для досягнення критичності.
Критичність
Збірка є критичною, якщо кожна подія поділу викликає в середньому рівно одну додаткову таку подію в безперервному ланцюжку. Такий ланцюг є самопідтримуючою ланцюговою реакцією поділу. Коли атом урану-235 (U-235) зазнає поділу ядра, він зазвичай виділяє від одного до семи нейтронів (в середньому 2,4). У цій ситуації збірка є критичною, якщо кожен вивільнений нейтрон має 1 ∕ 2,4 = 0,42 = 42 % ймовірності спричинити іншу подію поділу, а не бути поглинутим у події захоплення, коли не відбувається поділу, або покинути активну зону.
Середня кількість нейтронів, які викликають нові події поділу, називається ефективним коефіцієнтом розмноження нейтронів, зазвичай позначається символом k . Коли k дорівнює 1, збірка називається критичною, якщо k менше 1, збірка називається підкритичною, а якщо k більше 1, збірка називається надкритичною.
Критичність проти миттєвої критичності
У надкритичній збірці кількість поділів за одиницю часу N разом з виробленням енергії експоненційно збільшується з часом. Наскільки швидко воно росте, залежить від середнього часу T, який потрібен, для того, щоб нейтрони, вивільнені в результаті поділу, викликали ще один поділ. Швидкість зростання реакції визначається як:
Більшість нейтронів, що вивільняються в результаті поділу, є тими, які вивільняються під час самого поділу. Вони називаються миттєвими нейтронами, вони вражають інші ядра і викликають додаткові поділи протягом наносекунд (середній часовий інтервал, використаний вченими в Манхеттенському проекті, становив один шейк або 10 нс). Невеликим додатковим джерелом нейтронів є [en]. Деякі ядра, що утворюються в результаті поділу, є радіоактивними ізотопами з коротким періодом напіврозпаду, і ядерні реакції серед них вивільняють додаткові нейтрони після тривалої затримки до кількох хвилин після початкової події поділу. Ці нейтрони, які в середньому становлять менше одного відсотка від загальної кількості нейтронів, що виділяються при поділі, називаються запізнілими нейтронами. Відносно повільний масштаб часу, протягом якого з'являються запізнілі нейтрони, є важливим аспектом для проектування ядерних реакторів, оскільки дозволяє контролювати рівень потужності реактора за допомогою поступового механічного руху стрижнів керування. Як правило, стрижні керування містять нейтронні отрути (речовини, наприклад бор або гафній, які легко захоплюють нейтрони, не виробляючи жодних додаткових) як засіб зміни k. За винятком експериментальних імпульсних реакторів, ядерні реактори розраховані на роботу в критичному режимі із затримкою і забезпечені системами безпеки, які запобігають їх швидкому досягненню критичності.
У збірці запізнілі нейтрони необхідні, щоб зробити k більшим за одиницю. Таким чином, у часі між послідовними поколіннями реакції переважає час T, необхідний для вивільнення запізнілих нейтронів, порядку секунд або хвилин. Тому реакція буде наростати повільно, з довгою постійною часу. Це досить повільно, щоб дозволити керувати реакцією за допомогою електромеханічних систем керування, таких як стрижні керування, і відповідно всі ядерні реактори розроблені для роботи в режимі із відкладеною критичністю.
Навпаки, критична збірка називається миттєво-критичною, якщо вона критична (k = 1) без будь-якого внеску від запізнілих нейтронів і миттєво надкритичною, якщо вона надкритична (швидкість поділу зростає експоненціально, k > 1) без будь-якого внеску запізнілих нейтронів. У цьому випадку час між послідовними поколіннями реакції T обмежений лише швидкістю поділу миттєвими нейтронами, і збільшення реакції буде надзвичайно швидким, викликаючи швидке виділення енергії протягом кількох мілісекунд. Миттєво-критичні збірки створюються за проектом ядерної зброї та деяких спеціально розроблених дослідницьких експериментів.
Різниця між миттєвим нейтроном і запізнілим нейтроном пов'язана з джерелом, з якого нейтрон був випущений в реактор. Нейтрони після вивільнення не мають жодної різниці, крім енергії чи швидкості, які їм передали. Ядерна зброя в значній мірі покладається на миттєву надкритичність (для отримання високої пікової потужності за частки секунди), тоді як ядерні енергетичні реактори використовують відкладену критичність, щоб виробляти контрольовані рівні потужності протягом місяців або років.
Ядерні реактори
Щоб розпочати керовану реакцію поділу збірка повинна бути відкладено критичною. Іншими словами, k має бути більше 1 (надкритичність), не перетинаючи поріг миттєвої критичності. В ядерних реакторах це можливо завдяки запізнілим нейтронам. Оскільки потрібен деякий час, перш ніж ці нейтрони випромінюються після події поділу, можна керувати ядерною реакцією за допомогою стрижнів керування.
Стаціонарний реактор (постійної потужності) працює так, що він є критичним через запізнілі нейтрони, але не був би таким без їхнього внеску. Під час поступового і навмисного збільшення рівня потужності реактора реактор перебуває у відкладено-надкритичному стані. Експоненціальне збільшення активності реактора є досить повільним, щоб дозволити контролювати коефіцієнт критичності k, вставляючи або виймаючи стрижні з матеріалу, що поглинає нейтрони. Використовуючи обережні рухи стрижня керування, можна досягти надкритичної активної зони реактора без досягнення небезпечного стану миттєвої надкритичності.
Після того, як реакторна установка працює на цільовому або проектному рівні потужності, її можна підтримувати у критичному стані протягом тривалих періодів часу.
Інциденти миттєвої критичності
Ядерні реактори можуть бути вразливими до аварій миттєвої критичності, якщо відбувається значне підвищення реактивності (або k), наприклад, після відмови їх систем управління та безпеки. Швидке неконтрольоване збільшення потужності реактора в умовах миттєвої критичності, ймовірно, непоправно пошкодить реактор, а в крайніх випадках може порушити захисну оболонку реактора. Системи безпеки ядерних реакторів розроблені таким чином, щоб запобігти миттєвій критичності, а для [en] конструкції реактора також забезпечують багатошарову захисну оболонку як запобіжний захід від будь-яких випадкових викидів радіоактивних продуктів поділу .
За винятком дослідницьких та експериментальних реакторів, лише у невеликій кількості аварій на реакторах, як вважають, досягнуто миттєвої критичності, наприклад Чорнобильська катастрофа, SL-1 армії США та [en]. У всіх цих прикладах неконтрольованого сплеску потужності було достатньо, щоб викликати вибух, який зруйнував кожен реактор і випустив радіоактивні продукти поділу в атмосферу.
У Чорнобилі в 1986 році погано вивчений позитивний ефект [en] призвів до перегріву активної зони реактора . Це призвело до розриву паливних елементів і водопровідних труб, випаровування води, [en] та розплавлення активної зони. Розрахункові рівні потужності до інциденту припускають, що він перевищів 30 ГВт, що в десять разів перевищує максимальну теплову потужність у 3 ГВт. 2000-тонна кришка камери реактора була піднята в результаті парового вибуху. Оскільки реактор не був спроектований із захисною будівлею, здатною втримати цей катастрофічний вибух, аварія призвела до викиду великої кількості радіоактивного матеріалу в навколишнє середовище.
У двох інших інцидентах реакторні установки вийшли з ладу через помилки під час зупинки на технічне обслуговування, що було спричинено швидким і неконтрольованим вилученням принаймні одного стрижня керування. SL-1 був прототипом реактора, призначеного для використання армією США у віддалених полярних місцях. На заводі SL-1 у 1961 році реактор був переведений із зупинки до стану миттєвої критичності вручну через занадто далеко витягнутий центральний стрижень керування. Оскільки вода в ядрі швидко перетворювалася на пару і розширювалася (всього за кілька мілісекунд), корпус реактора вагою 12 тонн підскочив на 2,77 м, залишаючи відбитки на стелі вище. Усі троє чоловіків, які виконували процедуру технічного обслуговування, померли від травм. 1100 кюрі продуктів поділу було вивільнено, оскільки частини активної зони були викинуті. На розслідування аварії та очищення місця знадобилося 2 роки. Надлишок миттєвої реактивності активної зони SL-1 був розрахований у звіті 1962 року:
Частка запізнілих нейтронів у SL-1 була 0.70%… Переконливі докази показали, що збій SL-1 був викликаний частковим вилученням центрального стрижня керування. Реактивність, пов’язана з витягуванням цього одного стрижня на 20 дюймів, була оцінена як 2.4% δk/k, що було достатньо, щоб викликати миттєву критичність на 4 мілісекундний період.
У результаті аварії на реакторі К-431 під час заправки загинуло 10 осіб. Вибух К-431 знищив сусідні машинні приміщення та розірвав корпус підводного човна. У цих двох катастрофах реакторні установки перейшли від повного зупинки до надзвичайно високого рівня потужності за частки секунди, через що пошкодились і не підлягали ремонту.
Список аварій миттєвої критичності
Низка дослідницьких реакторів і випробувань навмисно перевіряли роботу реакторної установки, яка миттєво критична. Експерименти [en], , [en], [en] та [en] сприяли цьому дослідженню. Проте також багато аварій, насамперед під час досліджень і переробки ядерного палива. SL-1 є помітним винятком.
Наведений нижче список адаптований зі звіту, поданого у 2000 році групою американських і російських вчених-ядерників, які вивчали аварії критичності, опублікованого Лос-Аламосською науковою лабораторією, місцем розташування багатьох екскурсій. Типова зміна потужності становить приблизно 1 x 10 17 поділів.
- Наукова лабораторія Лос-Аламоса, 21 серпня 1945 року
- Наукова лабораторія Лос-Аламоса, 21 травня 1946 року
- Лос-Аламоська національна лабораторія, грудень 1949 р., 3 або 4 х 10 16 поділів
- Лос-Аламоська національна лабораторія, 1 лютого 1951 року
- Лос-Аламоська національна лабораторія, 18 квітня 1952 року
- Аргонська національна лабораторія, 2 червня 1952 року
- Національна лабораторія Оук-Ридж, 26 травня 1954 року
- Національна лабораторія Оук-Ридж, 1 лютого 1956 року
- Лос-Аламоська національна лабораторія, 3 липня 1956 р
- Лос-Аламоська національна лабораторія, 12 лютого 1957 року
- Виробниче об'єднання «Маяк», 2 січня 1958 року
- Завод Oak Ridge Y-12, 16 червня 1958 р. (можливо)
- Лос-Аламоська національна лабораторія, [en], 30 грудня 1958 р.
- SL-1, 3 січня 1961 р., 4 x 10 18 поділів або 130 megaДжs (36 kWh)
- Хімічний завод в Айдахо, 25 січня 1961 року
- Лос-Аламоська національна лабораторія, 11 грудня 1962 року
- Всеросійський науково-дослідний інститут експериментальної фізики, Саров (Арзамас-16) 11 березня 1963 року
- Ракетний полігон White Sands, 28 травня 1965 року
- Національна лабораторія Оук-Ридж, 30 січня 1968 року
- Челябінськ-70, 5 квітня 1968 року
- Абердинський випробувальний полігон, 6 вересня 1968 року
- Виробниче об'єднання «Маяк», 10 грудня 1968 р.
- Курчатовський інститут, 15 лютого 1971 р
- Завод хімічної переробки Айдахо, 17 жовтня 1978 р. (дуже миттєво критично)
- Радянський підводний човен К-431 (радіаційна аварія в бухті Чажма), 10 серпня 1985 року
- Чорнобильська катастрофа, 26 квітня 1986 року
- Саров (Арзамас-16), 17 червня 1997 року
- Паливний завод JCO, 30 вересня 1999 року
Ядерна зброя
У розробці ядерної зброї, навпаки, досягнення миттєвої критичності є важливим. Справді, одна з проблем проектування, яку необхідно подолати при створенні бомби, полягає в тому, щоб стиснути матеріали, що розщеплюються, достатньо, щоб досягти миттєвої критичності, перш ніж ланцюгова реакція матиме шанс виробляти достатню кількість енергії, щоб спричинити надмірне розширення ядра. Тому гарна конструкція бомби повинна виграти гонку до щільності миттєвої критичності ядра, перш ніж менш потужна ланцюгова реакція розірве ядро, не дозволяючи значній кількості палива поділитися (явище відоме як шипіння). Загалом це означає, що ядерні бомби потребують особливої уваги до способу збирання ядра, як-от метод імплозії, винайдений Річардом Толменом, Робертом Сербером та іншими вченими з Каліфорнійського університету в Берклі в 1942 році.
Див. також
Примітки
- Tucker, Todd (2009). Atomic America: How a Deadly Explosion and a Feared Admiral Changed the Course of Nuclear History. New York: Free Press. ISBN .
- Stacy, Susan M. (2000). Chapter 15: The SL-1 Incident. (PDF). U.S. Department of Energy, Idaho Operations Office. с. 138–149. ISBN . Архів оригіналу за 29 December 2016. Процитовано 8 вересня 2015.
- IDO-19313 [ 27 вересня 2011 у Wayback Machine.] Additional Analysis of the SL-1 Excursion, Final Report of Progress July through October 1962, November 1962.
- , Los Alamos National Laboratory, LA-13638, May 2000. Thomas P. McLaughlin, Shean P. Monahan, Norman L. Pruvost, Vladimir V. Frolov, Boris G. Ryazanov, and Victor I. Sviridov.
Посилання
- , Physics Department, Faculty of Science, Mansoura University, Mansoura, Egypt; apparently excerpted from notes from the University of Washington Department of Mechanical Engineering; themselves apparently summarized from Bodansky, D. (1996), Nuclear Energy: Principles, Practices, and Prospects, AIP
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
U yadernij tehnici mittyeva kritichnist opisuye podiyu yadernogo podilu v yakij kritichnist porig dlya eksponencialno zrostayuchoyi lancyugovoyi reakciyi yadernogo podilu dosyagayetsya lishe za dopomogoyu mittyevih nejtroniv nejtroniv yaki vivilnyayutsya negajno v reakciyi podilu i ne zalezhit vid zapiznilih nejtroniv nejtroni sho vidilyayutsya pri podalshomu rozpadi ulamkiv podilu V rezultati mittyeva nadkritichnist viklikaye nabagato bilsh shvidke zrostannya shvidkosti vidilennya energiyi nizh inshi formi kritichnosti Yaderna zbroya zasnovana na mittyevij kritichnosti todi yak bilshist yadernih reaktoriv pokladayutsya na zapiznili nejtroni dlya dosyagnennya kritichnosti KritichnistDokladnishe Kritichna masa Zbirka ye kritichnoyu yaksho kozhna podiya podilu viklikaye v serednomu rivno odnu dodatkovu taku podiyu v bezperervnomu lancyuzhku Takij lancyug ye samopidtrimuyuchoyu lancyugovoyu reakciyeyu podilu Koli atom uranu 235 U 235 zaznaye podilu yadra vin zazvichaj vidilyaye vid odnogo do semi nejtroniv v serednomu 2 4 U cij situaciyi zbirka ye kritichnoyu yaksho kozhen vivilnenij nejtron maye 1 2 4 0 42 42 jmovirnosti sprichiniti inshu podiyu podilu a ne buti poglinutim u podiyi zahoplennya koli ne vidbuvayetsya podilu abo pokinuti aktivnu zonu Serednya kilkist nejtroniv yaki viklikayut novi podiyi podilu nazivayetsya efektivnim koeficiyentom rozmnozhennya nejtroniv zazvichaj poznachayetsya simvolom k Koli k dorivnyuye 1 zbirka nazivayetsya kritichnoyu yaksho k menshe 1 zbirka nazivayetsya pidkritichnoyu a yaksho k bilshe 1 zbirka nazivayetsya nadkritichnoyu Kritichnist proti mittyevoyi kritichnostiU nadkritichnij zbirci kilkist podiliv za odinicyu chasu N razom z viroblennyam energiyi eksponencijno zbilshuyetsya z chasom Naskilki shvidko vono roste zalezhit vid serednogo chasu T yakij potriben dlya togo shob nejtroni vivilneni v rezultati podilu viklikali she odin podil Shvidkist zrostannya reakciyi viznachayetsya yak N t N 0 k t T displaystyle N t N 0 k frac t T Bilshist nejtroniv sho vivilnyayutsya v rezultati podilu ye timi yaki vivilnyayutsya pid chas samogo podilu Voni nazivayutsya mittyevimi nejtronami voni vrazhayut inshi yadra i viklikayut dodatkovi podili protyagom nanosekund serednij chasovij interval vikoristanij vchenimi v Manhettenskomu proekti stanoviv odin shejk abo 10 ns Nevelikim dodatkovim dzherelom nejtroniv ye en Deyaki yadra sho utvoryuyutsya v rezultati podilu ye radioaktivnimi izotopami z korotkim periodom napivrozpadu i yaderni reakciyi sered nih vivilnyayut dodatkovi nejtroni pislya trivaloyi zatrimki do kilkoh hvilin pislya pochatkovoyi podiyi podilu Ci nejtroni yaki v serednomu stanovlyat menshe odnogo vidsotka vid zagalnoyi kilkosti nejtroniv sho vidilyayutsya pri podili nazivayutsya zapiznilimi nejtronami Vidnosno povilnij masshtab chasu protyagom yakogo z yavlyayutsya zapiznili nejtroni ye vazhlivim aspektom dlya proektuvannya yadernih reaktoriv oskilki dozvolyaye kontrolyuvati riven potuzhnosti reaktora za dopomogoyu postupovogo mehanichnogo ruhu strizhniv keruvannya Yak pravilo strizhni keruvannya mistyat nejtronni otruti rechovini napriklad bor abo gafnij yaki legko zahoplyuyut nejtroni ne viroblyayuchi zhodnih dodatkovih yak zasib zmini k Za vinyatkom eksperimentalnih impulsnih reaktoriv yaderni reaktori rozrahovani na robotu v kritichnomu rezhimi iz zatrimkoyu i zabezpecheni sistemami bezpeki yaki zapobigayut yih shvidkomu dosyagnennyu kritichnosti U zbirci zapiznili nejtroni neobhidni shob zrobiti k bilshim za odinicyu Takim chinom u chasi mizh poslidovnimi pokolinnyami reakciyi perevazhaye chas T neobhidnij dlya vivilnennya zapiznilih nejtroniv poryadku sekund abo hvilin Tomu reakciya bude narostati povilno z dovgoyu postijnoyu chasu Ce dosit povilno shob dozvoliti keruvati reakciyeyu za dopomogoyu elektromehanichnih sistem keruvannya takih yak strizhni keruvannya i vidpovidno vsi yaderni reaktori rozrobleni dlya roboti v rezhimi iz vidkladenoyu kritichnistyu Navpaki kritichna zbirka nazivayetsya mittyevo kritichnoyu yaksho vona kritichna k 1 bez bud yakogo vnesku vid zapiznilih nejtroniv i mittyevo nadkritichnoyu yaksho vona nadkritichna shvidkist podilu zrostaye eksponencialno k gt 1 bez bud yakogo vnesku zapiznilih nejtroniv U comu vipadku chas mizh poslidovnimi pokolinnyami reakciyi T obmezhenij lishe shvidkistyu podilu mittyevimi nejtronami i zbilshennya reakciyi bude nadzvichajno shvidkim viklikayuchi shvidke vidilennya energiyi protyagom kilkoh milisekund Mittyevo kritichni zbirki stvoryuyutsya za proektom yadernoyi zbroyi ta deyakih specialno rozroblenih doslidnickih eksperimentiv Riznicya mizh mittyevim nejtronom i zapiznilim nejtronom pov yazana z dzherelom z yakogo nejtron buv vipushenij v reaktor Nejtroni pislya vivilnennya ne mayut zhodnoyi riznici krim energiyi chi shvidkosti yaki yim peredali Yaderna zbroya v znachnij miri pokladayetsya na mittyevu nadkritichnist dlya otrimannya visokoyi pikovoyi potuzhnosti za chastki sekundi todi yak yaderni energetichni reaktori vikoristovuyut vidkladenu kritichnist shob viroblyati kontrolovani rivni potuzhnosti protyagom misyaciv abo rokiv Yaderni reaktoriShob rozpochati kerovanu reakciyu podilu zbirka povinna buti vidkladeno kritichnoyu Inshimi slovami k maye buti bilshe 1 nadkritichnist ne peretinayuchi porig mittyevoyi kritichnosti V yadernih reaktorah ce mozhlivo zavdyaki zapiznilim nejtronam Oskilki potriben deyakij chas persh nizh ci nejtroni viprominyuyutsya pislya podiyi podilu mozhna keruvati yadernoyu reakciyeyu za dopomogoyu strizhniv keruvannya Stacionarnij reaktor postijnoyi potuzhnosti pracyuye tak sho vin ye kritichnim cherez zapiznili nejtroni ale ne buv bi takim bez yihnogo vnesku Pid chas postupovogo i navmisnogo zbilshennya rivnya potuzhnosti reaktora reaktor perebuvaye u vidkladeno nadkritichnomu stani Eksponencialne zbilshennya aktivnosti reaktora ye dosit povilnim shob dozvoliti kontrolyuvati koeficiyent kritichnosti k vstavlyayuchi abo vijmayuchi strizhni z materialu sho poglinaye nejtroni Vikoristovuyuchi oberezhni ruhi strizhnya keruvannya mozhna dosyagti nadkritichnoyi aktivnoyi zoni reaktora bez dosyagnennya nebezpechnogo stanu mittyevoyi nadkritichnosti Pislya togo yak reaktorna ustanovka pracyuye na cilovomu abo proektnomu rivni potuzhnosti yiyi mozhna pidtrimuvati u kritichnomu stani protyagom trivalih periodiv chasu Incidenti mittyevoyi kritichnosti Yaderni reaktori mozhut buti vrazlivimi do avarij mittyevoyi kritichnosti yaksho vidbuvayetsya znachne pidvishennya reaktivnosti abo k napriklad pislya vidmovi yih sistem upravlinnya ta bezpeki Shvidke nekontrolovane zbilshennya potuzhnosti reaktora v umovah mittyevoyi kritichnosti jmovirno nepopravno poshkodit reaktor a v krajnih vipadkah mozhe porushiti zahisnu obolonku reaktora Sistemi bezpeki yadernih reaktoriv rozrobleni takim chinom shob zapobigti mittyevij kritichnosti a dlya en konstrukciyi reaktora takozh zabezpechuyut bagatosharovu zahisnu obolonku yak zapobizhnij zahid vid bud yakih vipadkovih vikidiv radioaktivnih produktiv podilu Za vinyatkom doslidnickih ta eksperimentalnih reaktoriv lishe u nevelikij kilkosti avarij na reaktorah yak vvazhayut dosyagnuto mittyevoyi kritichnosti napriklad Chornobilska katastrofa SL 1 armiyi SShA ta en U vsih cih prikladah nekontrolovanogo splesku potuzhnosti bulo dostatno shob viklikati vibuh yakij zrujnuvav kozhen reaktor i vipustiv radioaktivni produkti podilu v atmosferu U Chornobili v 1986 roci pogano vivchenij pozitivnij efekt en prizviv do peregrivu aktivnoyi zoni reaktora Ce prizvelo do rozrivu palivnih elementiv i vodoprovidnih trub viparovuvannya vodi en ta rozplavlennya aktivnoyi zoni Rozrahunkovi rivni potuzhnosti do incidentu pripuskayut sho vin perevishiv 30 GVt sho v desyat raziv perevishuye maksimalnu teplovu potuzhnist u 3 GVt 2000 tonna krishka kameri reaktora bula pidnyata v rezultati parovogo vibuhu Oskilki reaktor ne buv sproektovanij iz zahisnoyu budivleyu zdatnoyu vtrimati cej katastrofichnij vibuh avariya prizvela do vikidu velikoyi kilkosti radioaktivnogo materialu v navkolishnye seredovishe U dvoh inshih incidentah reaktorni ustanovki vijshli z ladu cherez pomilki pid chas zupinki na tehnichne obslugovuvannya sho bulo sprichineno shvidkim i nekontrolovanim viluchennyam prinajmni odnogo strizhnya keruvannya SL 1 buv prototipom reaktora priznachenogo dlya vikoristannya armiyeyu SShA u viddalenih polyarnih miscyah Na zavodi SL 1 u 1961 roci reaktor buv perevedenij iz zupinki do stanu mittyevoyi kritichnosti vruchnu cherez zanadto daleko vityagnutij centralnij strizhen keruvannya Oskilki voda v yadri shvidko peretvoryuvalasya na paru i rozshiryuvalasya vsogo za kilka milisekund korpus reaktora vagoyu 12 tonn pidskochiv na 2 77 m zalishayuchi vidbitki na steli vishe Usi troye cholovikiv yaki vikonuvali proceduru tehnichnogo obslugovuvannya pomerli vid travm 1100 kyuri produktiv podilu bulo vivilneno oskilki chastini aktivnoyi zoni buli vikinuti Na rozsliduvannya avariyi ta ochishennya miscya znadobilosya 2 roki Nadlishok mittyevoyi reaktivnosti aktivnoyi zoni SL 1 buv rozrahovanij u zviti 1962 roku Chastka zapiznilih nejtroniv u SL 1 bula 0 70 Perekonlivi dokazi pokazali sho zbij SL 1 buv viklikanij chastkovim viluchennyam centralnogo strizhnya keruvannya Reaktivnist pov yazana z vityaguvannyam cogo odnogo strizhnya na 20 dyujmiv bula ocinena yak 2 4 dk k sho bulo dostatno shob viklikati mittyevu kritichnist na 4 milisekundnij period U rezultati avariyi na reaktori K 431 pid chas zapravki zaginulo 10 osib Vibuh K 431 znishiv susidni mashinni primishennya ta rozirvav korpus pidvodnogo chovna U cih dvoh katastrofah reaktorni ustanovki perejshli vid povnogo zupinki do nadzvichajno visokogo rivnya potuzhnosti za chastki sekundi cherez sho poshkodilis i ne pidlyagali remontu Spisok avarij mittyevoyi kritichnostiNizka doslidnickih reaktoriv i viprobuvan navmisno pereviryali robotu reaktornoyi ustanovki yaka mittyevo kritichna Eksperimenti en en en ta en spriyali comu doslidzhennyu Prote takozh bagato avarij nasampered pid chas doslidzhen i pererobki yadernogo paliva SL 1 ye pomitnim vinyatkom Navedenij nizhche spisok adaptovanij zi zvitu podanogo u 2000 roci grupoyu amerikanskih i rosijskih vchenih yadernikiv yaki vivchali avariyi kritichnosti opublikovanogo Los Alamosskoyu naukovoyu laboratoriyeyu miscem roztashuvannya bagatoh ekskursij Tipova zmina potuzhnosti stanovit priblizno 1 x 10 17 podiliv Naukova laboratoriya Los Alamosa 21 serpnya 1945 roku Naukova laboratoriya Los Alamosa 21 travnya 1946 roku Los Alamoska nacionalna laboratoriya gruden 1949 r 3 abo 4 h 10 16 podiliv Los Alamoska nacionalna laboratoriya 1 lyutogo 1951 roku Los Alamoska nacionalna laboratoriya 18 kvitnya 1952 roku Argonska nacionalna laboratoriya 2 chervnya 1952 roku Nacionalna laboratoriya Ouk Ridzh 26 travnya 1954 roku Nacionalna laboratoriya Ouk Ridzh 1 lyutogo 1956 roku Los Alamoska nacionalna laboratoriya 3 lipnya 1956 r Los Alamoska nacionalna laboratoriya 12 lyutogo 1957 roku Virobniche ob yednannya Mayak 2 sichnya 1958 roku Zavod Oak Ridge Y 12 16 chervnya 1958 r mozhlivo Los Alamoska nacionalna laboratoriya en 30 grudnya 1958 r SL 1 3 sichnya 1961 r 4 x 10 18 podiliv abo 130 megaDzhs 36 kWh Himichnij zavod v Ajdaho 25 sichnya 1961 roku Los Alamoska nacionalna laboratoriya 11 grudnya 1962 roku Vserosijskij naukovo doslidnij institut eksperimentalnoyi fiziki Sarov Arzamas 16 11 bereznya 1963 roku Raketnij poligon White Sands 28 travnya 1965 roku Nacionalna laboratoriya Ouk Ridzh 30 sichnya 1968 roku Chelyabinsk 70 5 kvitnya 1968 roku Aberdinskij viprobuvalnij poligon 6 veresnya 1968 roku Virobniche ob yednannya Mayak 10 grudnya 1968 r Kurchatovskij institut 15 lyutogo 1971 r Zavod himichnoyi pererobki Ajdaho 17 zhovtnya 1978 r duzhe mittyevo kritichno Radyanskij pidvodnij choven K 431 radiacijna avariya v buhti Chazhma 10 serpnya 1985 roku Chornobilska katastrofa 26 kvitnya 1986 roku Sarov Arzamas 16 17 chervnya 1997 roku Palivnij zavod JCO 30 veresnya 1999 rokuYaderna zbroyaDokladnishe Konstrukciya yadernoyi zbroyi U rozrobci yadernoyi zbroyi navpaki dosyagnennya mittyevoyi kritichnosti ye vazhlivim Spravdi odna z problem proektuvannya yaku neobhidno podolati pri stvorenni bombi polyagaye v tomu shob stisnuti materiali sho rozsheplyuyutsya dostatno shob dosyagti mittyevoyi kritichnosti persh nizh lancyugova reakciya matime shans viroblyati dostatnyu kilkist energiyi shob sprichiniti nadmirne rozshirennya yadra Tomu garna konstrukciya bombi povinna vigrati gonku do shilnosti mittyevoyi kritichnosti yadra persh nizh mensh potuzhna lancyugova reakciya rozirve yadro ne dozvolyayuchi znachnij kilkosti paliva podilitisya yavishe vidome yak shipinnya Zagalom ce oznachaye sho yaderni bombi potrebuyut osoblivoyi uvagi do sposobu zbirannya yadra yak ot metod imploziyi vinajdenij Richardom Tolmenom Robertom Serberom ta inshimi vchenimi z Kalifornijskogo universitetu v Berkli v 1942 roci Div takozhPidkritichnij reaktor Teplovi nejtroni Parovij koeficiyent reaktivnostiPrimitkiTucker Todd 2009 Atomic America How a Deadly Explosion and a Feared Admiral Changed the Course of Nuclear History New York Free Press ISBN 978 1 4165 4433 3 Stacy Susan M 2000 Chapter 15 The SL 1 Incident PDF U S Department of Energy Idaho Operations Office s 138 149 ISBN 978 0 16 059185 3 Arhiv originalu za 29 December 2016 Procitovano 8 veresnya 2015 IDO 19313 27 veresnya 2011 u Wayback Machine Additional Analysis of the SL 1 Excursion Final Report of Progress July through October 1962 November 1962 Los Alamos National Laboratory LA 13638 May 2000 Thomas P McLaughlin Shean P Monahan Norman L Pruvost Vladimir V Frolov Boris G Ryazanov and Victor I Sviridov Posilannya Physics Department Faculty of Science Mansoura University Mansoura Egypt apparently excerpted from notes from the University of Washington Department of Mechanical Engineering themselves apparently summarized from Bodansky D 1996 Nuclear Energy Principles Practices and Prospects AIP