Svaki nuklearni reaktor počinje od mirnog, gotovo običnog štapića koji sadrži uranij-235. Iako sadrži izotop koji u reaktoru pokreće lančanu reakciju, novi gorivni elementi se rukuju rukama bez ikakvog zaštitnog odijela. Razlog leži u fizici: prirodni uranij sadrži samo 0,7 % U-235, a i kad se koncentrira na 4–5 %, to je još uvijek premalo da bi došlo do samooplodnog „požara“.
Sadržaj...
Što je potrebno da bi se lančana reakcija sama pokrenula
Za pojavu samoodržive reakcije foton mora imati tri ključna uvjeta: dovoljno U-235, odgovarajući oblik i tzv. kritičnu masu. Kritična masa je minimalna količina fisibilnog materijala u određenom obliku koja omogućava da više neutrona nastane nego što se izgubi. Kod 4 % obogaćenog uranija ta masa iznosi desetke kilograma rasutih komada, a tek u obliku kugle ili valjka. Gorivni elementi u transportnoj kutiji nikad nisu tako grupirani.
Zašto transportne kutije sprječavaju reakciju
Gorivni elementi se isporučuju u tzv. transportne kazete od čelika i bora. Bor apsorbira višak neutrona, a čelik razmak elemenata drži većim od 10 cm. Time se efektivni množitelj neutrona (k) drži ispod 0,9, što znači da svaka generacija neutrona „umire“ prije nego što stigne do sljedeće. Kad k padne ispod 1, lančana reakcija je fizički nemoguća.
Koliko je zapravo U-235 u rukama radnika
Jedan tipičan PWR-štapić težak 4,5 kg sadrži oko 180 g čistog U-235. To je otprilike 30 puta manje od kritične mase. Uz to, okolni materijal (cirkonijska cijev, voda za hlađenje, zrak) dodatno udaljava atome jedne od drugih i apsorbira neutrone. Zato radnik koji drži element zapravo drži manje fisibilnog materijala nego što bi trebalo za jednu samooplodnu reakciju čak da ga stavi u kupaonicu punu vode.
Sigurnosni slojevi tijekom rukovanja
Pravila su stroga, ali jednostavna:
- Elementi se nikad ne skladište u gusto upakiranim redovima već s razmakom od najmanje 20 cm.
- Kutije su obložite borsilikatnim staklom ili polietilenom bogatim vodikom koji usporava neutrone.
- Radnici nose rukavice i dozimetar, ali ne zbog radioaktivnosti U-235 (slaba gama-emisija), već zbog alfa-emitirajućeg materijala koji se koristi u opremi.
U nuklearnoj industriji radnici svakodnevno rukovode komadima uranij-235, izotopa koji u reaktorima pokreće lančanu reakciju. Iako je na prvi pogled izuzetno opasan, prakse i dizajn opreme osiguravaju da radnici mogu nositi te elemente bez rizika od samopokretne eksplozije.
Leave a Comment