كارثة نووية Windscale

2024 مؤلف: Sherilyn Boyd | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-16 09:38

تصميم المفاعل

في Seascale ، تم بناء اثنين من المفاعلات لإنتاج البلوتونيوم في أواخر الأربعينيات / أوائل الخمسينات: Windscale Piles 1 و 2. كان كلا المفاعلين أساسًا من الجرافيت مع قضبان من اليورانيوم المكسوة بالألمنيوم وعناصر و / أو نظائر أخرى تعمل. من خلال الجرافيت الصلبة. تم نفخ الهواء من جانب واحد فوق الجرافيت والقضبان لتبريدها ، في حين تم سحب الهواء الساخن من الطرف الآخر وتنفيس من خلال مداخن التصريف الكبيرة. تم وضع الفلاتر ، التي تمت إضافتها على عجل في الدقيقة الأخيرة عند حث روح واحدة واضحة ، في أعلى كل كومة.

حدث الانشطار النووي في القلب عندما اصطدمت النيوترونات باليورانيوم. تم إنتاج نيوترونات إضافية في هذه العملية ، كما أنها خبطت في الجرافيت وتغيرت. أدى هذا التفاعل إلى تغيير البنية البلورية للجرافيت ، مما أدى إلى تراكم الطاقة حتى هذا الوقت (عادةً ما يكون غير مناسب) عندما يتمكن فجأة ، وبشكل خطير ، من إطلاقه كحرارة. المعروف باسم إطلاق الطاقة الجناح ، حدث في Windscale Pile 2 ، في وقت ما قبل الحريق.

وبدلاً من أخذ الوقت لإعادة تصميم المفاعل حتى أصبحت جميع أنظمته قادرة على إدارة هذه المشكلة بأمان ، كان العمال يأمرون بجمع الحل (الموضح أدناه). لماذا ا؟ السياسة … بطبيعة الحال.

هوريس والحرب الباردة

في السنوات التي أعقبت الحرب العالمية الثانية ، كانت بريطانيا في حاجة ماسة للحصول على قنبلة هيدروجينية من أجل أن تكون على قدم المساواة مع الأمريكان الأقوياء حديثًا. بعد سنوات من المفاوضات على الوصفة السحرية ، نجح هارولد ماكميلان في بريطانيا في النهاية ؛ في نهاية أكتوبر 1957 ، كان عليه التوقيع الإعلان عن غرض مشترك من رئيس الجمهورية ورئيس وزراء المملكة المتحدة ، التي من خلالها سوف تشارك الولايات المتحدة مع بريطانيا أسرار الأسلحة الذرية.

وفي أعقاب الكشف عن المعلومات ، كان المسؤولون البريطانيون يكرهون أن يظهروا للأمريكان وجود أي عيوب أو مشاكل أو عيوب في مفاعلاتهم. لذا ، وبدلاً من إعادة تصميمها أو إعادة تصميمها لضمان التشغيل السليم والآمن ، فقد دفعت المواد الموجودة في كثير من الأحيان إلى حدود وبطرق لم تصمم أبداً من أجل استخدامها.

على سبيل المثال ، مع مشكلة طاقة الجناح ، استفادوا من قدرة الكربون على العودة إلى مكانها الصحيح كالجرافيت في درجات الحرارة العالية. هذه الطريقة ، والمعروفة باسم التلدين ، شملت دورة لمدة يوم أو يومين لتسخين النواة بشكل مؤقت أعلى بكثير من أي من المعدات ، بما في ذلك نظام التبريد ، تم تصميمها لإدارة (إلى 485F) ؛ بعد ذلك ، سيخضع المفاعل لفترة تبريد حتى يصبح آمنًا للانشطار. تم رصد درجة الحرارة في المفاعل مع المزدوجات الحرارية التي كانت مناسبة تماما للتعامل مع العمليات العادية ، ولكن لا يمكن قياس التغيرات في درجة الحرارة الناجمة عن عملية التلدين بشكل صحيح. مما زاد الطين بلة ، مع مرور الوقت ، كانت هناك حاجة لمزيد من الحرارة ودورات أكثر لإطلاق الطاقة الإضافية ، ولكن حتى ذلك الحين (غير معروف حتى بعد وقوع الحادث) ، ظلت جيوب الطاقة Wigner في جوهرها.

بالإضافة إلى ذلك ، عندما تغيرت الولايات المتحدة من تسليح قنابلها بالبلوتونيوم إلى التريتيوم ، طلب المسؤولون البريطانيون من مصانع فوندسكايل أن تفعل نفس الشيء - على الرغم من أنها لم تكن مصممة له. وفي أعقاب الأوامر ، قام العاملون النوويون بتعديل المفاعلات ، وعلى وجه الخصوص ، أحد العناصر التي شاركت في تبريد الوقود. وبدون عواقب ، بدأت المناطق شديدة الحرارة في التكوين ، ولكن بسبب عدم تصميم الثنائيات الحرارية لرصد هذه الأحداث ، بقيت قراءات الحرارة في المفاعل في المنطقة الآمنة - حتى متأخرا.

النار

كان المفاعل شديد الحرارة كجزء من دورة الصلب في 8 أكتوبر 1957. بعد أن خلص العمال إلى أن عملية التلدين كانت ناجحة ، كما هو معتاد ، تم إدخال قضبان التبريد لإنهاء الدورة. من الناحية العملية ، أدرك العاملون أن إطلاق الطاقة Wigner المنشود لم يحدث بالكامل ، لذا فقد رفعوا الحرارة مرة أخرى.

يعتقد العديد من الخبراء أنه حتى قبل هذا التسخين الثاني ، كانت أجزاء من القلب أكثر سخونة من غيرها ، ولكن العمال لم يكن لديهم أي طريقة لمعرفة ذلك لأن المزدوجات الحرارية لم تكن قادرة على قياسه ، ولم يكن بمقدوره قياسه. في أي حال ، فإن الإجماع هو أن النقاط الساخنة مقترنة بالتدفئة الثانية أدت إلى تمزق خرطوشة ، مما تسبب في اندلاع الحريق. حتى بعد ذلك ، لم تسجل المزدوجات الحرارية زيادة في درجة الحرارة.

بحلول 10 أكتوبر 1957 ، أصبح العمال متوترين. لم يحدث الانخفاض النموذجي في درجة الحرارة الأساسية الذي كان يجب أن يتبع إطلاق فيغنر ؛ بدلا من ذلك ، واحدة على الأقل الحرارية تسجل ارتفاعا مطردا في درجة الحرارة. دون أن يدركوا أن النواة كانت مشتعلة ، العمال زيادة تدفق الهواء إضافة الأكسجين إلى الحريق. تم دفع العناصر المشعة المؤينة أعلى المدخنة والتقطت من قبل المراقبين.في هذا الوقت ، أدرك العمال أن هناك خطأ ما خطيرًا.

من المهم أن نتذكر أن العمال النوويين في هذه القصة هم أبطال. على الرغم من أنه ربما كان يجب عليهم التفكير مرتين قبل تسخين النواة بشكل أساسي في الـ 8^عشر، أو زيادة تدفق الهواء على 10^عشركانت العوامل التي تسببت حقاً في حريق Windscale هي تلك المتعلقة بالسياسة ، والتي تم إجراؤها على مستوى الراتب أعلى بكثير من رؤوسهم من قبل أشخاص ليس لديهم في الواقع خبرة مهندسين في هذا الموضوع.

في أي حال ، في وقت لاحق على 10^عشر، ارتدى العمال معدات واقية لفحص الوقود ؛ عندها فقط أدركوا أنها كانت مشتعلة منذ ما يقرب من يومين. قام مدير المصنع بتوسيع مبنى المفاعل ولاحظ أن الجحيم الهائج كان على تماس مع الخرسانة المحتوية عليه ؛ لقد أدرك أن الخرسانة الواقية لم تصمم لتحمل هذا النوع من الحريق.

إطفاء النار

ليس لديهم خيارات جيدة. بحلول 11 أكتوبر 1957 ، كانت درجة الحرارة في المفاعل أكثر من 2300F (تكون الحمم المنبعثة خلال الثوران أكثر برودة عادة من هذا) ؛ في الواقع ، بعد أن أدخلوا قطبًا معدنيًا كجزء من محاولة فاشلة لإخماد الحريق ، عندما تم سحبه ، كانت النهاية تقطر.

عند درجة الحرارة هذه ، عندما تصطدم المياه (H2O) بالمعادن المنصهرة (مثل تلك الموجودة داخل المفاعل) ، تتأكسد ، ويفصل الهيدروجين عن الأكسجين. خشي العمال أن يختلط الهيدروجين مع الهواء القادم وينفجر ، فتحدم منطقة الاحتواء ، ويعرض السكان للإشعاع الخطير ويقتل العمال.

لا تنسوا أنه بسبب التصميم المراوغ للمفاعلات ، فإن الإشعاعات المؤينة عند مستويات خطرة قد تسربت لعدة أيام. إذا اختار العمال ببساطة أن يطلقوا النار بنفسها ، حتى لو لم يفشل الاحتواء (من المؤكد تقريبا أنه فشل) ، فإن الإشعاع كان سيواصل تلويث الريف.

لذلك ، حاولوا خيارهم الوحيد الآخر: تجويع النار بغاز ثاني أكسيد الكربون السائل. لسوء الحظ ، لم يتمكنوا من تقديم الكثير. في النهاية ، حصلت النار على الضحك الأخير لأنها استهلكت الأوكسجين في ثاني أكسيد الكربون.

تركوا بدون خيار آخر ، فتحوا الخراطيم ، على الرغم من أنهم كانوا لا يزالون يخشون إغلاق أنظمة التبريد والتهوية. المياه لم تتسبب في انفجار لكنها لم تفعل الكثير لإخماد النيران. في جهد أخير ، تم تطهير المفاعل من الجميع باستثناء مدير المصنع ورئيس الإطفاء ، وتم إغلاق الهواء.

صعد المدير مرة أخرى على المفاعل واكتشفت أن النار المتجمدة تخلق شفطًا قويًا في محاولة فاشلة للحفاظ على نفسها. فشل التوهج ببطء ، ثم تلاشت النيران ببطء. استمر صب الماء على اللب لمدة 24 ساعة أخرى ، حتى أصبح باردًا تمامًا.

بعد

ورغم حرصهم على وضع أيديهم على تصميمات الأسلحة النووية ، فقد غطى القادة البريطانيون السبب الحقيقي للحادث وألقوا باللائمة على عمال ويندسكال البواسل. كان الخداع ناجحًا ، وشاركت الولايات المتحدة أسرارها النووية مع البريطانيين. كشفت التحقيقات اللاحقة ، التي أجرتها هيئة الإذاعة البريطانية BBC وغيرها ، عن أن سياسات السلامة التي اتخذتها الحكومة هي المسؤولة في نهاية المطاف.

الصحة الحكيمة ، كما كان كارثة. على الرغم من أنه ليس على مقياس تشرنوبيل ، يُعتقد أن إطلاق Windscale لليود 131 ، والسيزيوم 137 ، والزينون 133 قد تسبب في حدوث ما لا يقل عن 200 حالة سرطان ؛ ويعتقد أن الأرقام ستكون أعلى بكثير إذا لم يكن ذلك للإضافة الأخيرة للمرشحات.

لحسن الحظ ، ومع ذلك ، فإن العمال الشجعان الذين واجهوا الحريق لم يكن لديهم معدلات متزايدة من السرطان أو الوفيات. في الواقع ، توفي مدير المفاعل الذي تسلق المفاعل عدة مرات في عام 2008 عن عمر يناهز ال 90.

بعد تبريد النار ، تم غلق 15 طنا من وقود اليورانيوم في خزان المفاعل في الموقع ، ومن غير المقرر أن يتم إيقاف تشغيله حتى عام 2037.