УДК 621.039.56АВАРІЙНАЯ СИГНАЛИЗАЦИЯ У разі самовільного ЛАНЦЮГОВОЇ РЕАКЦІЇ *
Комлін А. Кієран П.
Аварія з виникненням самопроізволь-ної ланцюгової реакції (СЦР) - це будь-яка неза-планована, ненавмисна та некерована ланцюгова реакція поділу, що призводить до потенци-альної небезпеки або супроводжується ре-альних радіаційним впливом. Аварії такого типу є надзвичайно рідкісними - з 1950 р в світі зареєстровано 22 випадки СЦР при роботах з діляться речовинами. До рас-перегляду систем виявлення інциденту з виникненням СЦР і аварійної сигналізації (criticality incident detection and alarming system - CIDAS) корисно з'ясувати характери-стики критичного стану, а також йдуть-тва і ланцюг попередніх йому явищ для деяких з документованих випадків аварій з виникненням СЦР .
Система є критичною, якщо відно-шення числа нейтронів в наступних генера-ціях до їх числа в попередніх точно так само оди-ниці (Кeff = 1), іншими словами кількість нейтронів, що утворюються в актах поділу, дорівнює кількості зникаючих за рахунок поглинання або витоку. Пристрій є надкритичних, якщо щільність нейтронів збільшується (Кeff> 1), і підкритичній, якщо вона зменшує-ся з часом (Кeff<1). Эта характеристика применима к системе, которая имеет достаточ-ную массу делящегося вещества (критическую массу), находящуюся в правильной конфигура-ции (с учетом нейтронного отражателя), вслед-ствие чего может возникнуть цепная реакция деления ядер, сопровождающаяся выделением большого количества энергии и испусканием нейтронов. В случае сверхкритического состоя-ния и мгновенной вспышки СЦР интенсивность делений быстро возрастает до пиковой и затем спадает или становится подкритической вслед-ствие эффектов замедления и поглощения ней-тронов ядрами делящегося вещества и продук-тов деления.
В основному важкі наслідки возникно-нення СЦР пов'язані з аваріями при проведенні експериментів на критичних збірках і мало-потужних ядерних реакторах (12 смертельних
випадків), в меншій мірі - з переробкою речовин, що діляться (9 смертельних випадків). Незважаючи на це, більше уваги приділяють по-вимагає забезпечення безпеки при роботах з ядерним паливом. Цілком ймовірно, це обумовлено значною кількістю персо-налу, яка зазнала опромінення при СЦР на пе-переробних заводах, більш суттєвими економічними втратами в результаті осту-новки підприємства і усвідомленням ступеня ризику для систем, що працюють близько критичного стану.
Розглянувши 22 зареєстрованих випадки СЦР, представлених в таблиці, можна обоб-щіть деякі обставини аварій і їх по-слідства:
одна аварія сталася при роботі з метал-лическими злитками;
18 - на неекранованих установках з ручним керуванням;
21 - при роботах з розчинами ядерного палива або з його шлаками (slurries);
трьом вижив операторам ампутували кисті;
дев'ять операторів померли;
одна аварія призвела до вимірному загряз-рівняно продуктами поділу поза межами май-ки;
в результаті однієї аварії окремі особи з населення отримали измеримое опромінення;
не було аварій при транспортуванні;
не було аварій при зберіганні.
Одна з цих аварій мала місце в Японії; 13 - в СРСР / Росії; сім - в США і одна - в Великобританії. Більшість з них про-спливло в кінці 50-х-початку 60-х рр. і знижуючи-ня їх частоти пізніше, ймовірно, було резуль-татом поступового накопичення досвіду при про-рощення з ядерним паливом (і, можливо, зниження преса «холодної війни»). Крім цих даних, в таблиці наведені також відомостей-ня про кількість поділів в першій спалаху, викорис-зовано для виявлення надкритичності, і сумарному числі ділень при СЦР.