Подводные лодки - [29]
Глава 6
Чрезвычайные обстоятельства: часть 2
• Опасность радиоактивного излучения.
• Не дать нейтронам просочиться наружу.
• Аварийная остановка реактора.
• Устраняем неполадки, возникшие при погружении.
Радиоактивное излучение — серьёзный фактор на борту подлодки. В результате ионизирующее излучение проходит через тело человека и разрушает молекулярную структуру организма. Такое излучение существует в двух формах — гамма-лучей (электромагнитные волны, очень похожие по природе на рентгеновские лучи) и нейтронов (крупных нейтрально заряженных частиц, которые способны разрушать ткани). Иногда альфа-излучение представляет опасность (альфа-частицы — атомы гелия без электронов). Если альфа-частицы попадут вам в лёгкие, у вас будут крупные неприятности.
Реактор очень хорошо защищен свинцом и водой (свинец нейтрализует гамма-лучи, а молекулы водорода в воде останавливают и нейтрализуют нейтроны) в защитной ёмкости. Передняя и задняя балки, а также стены тоннеля реакторного отсека обиты свинцом и полиэтиленом.
Уровень излучения от нейтронов и гамма-лучей после свинцовых щитов низкий, но этот уровень контролируется путем проверки доз радиации, полученных любым, находящимся на подлодке, используя (повторяйте за мной, медленно) термолюминесцентные дозиметры (очень хорошо!), которые выдаются каждому члену экипажа.
Несколько категорий чрезвычайных ситуаций могут обречь судно на гибель. Основными из них являются: проблемы в системе охлаждения и потеря управления реактором.
В случае возникновения проблем в системе охлаждения основная водяная петля, по которой проходит вода через реактор для охлаждения топливных модулей, разрушается, и вода вытекает из трубы. Во многих случаях это может привести к падению давления в системе.
Когда происходит потеря давления и запасов воды, вода в реакторе вскипает и превращается в пар, вскрывая топливные модули. Температура топлива повышается до тех пор, пока оно не улетучится. Водород переходит в пузырьки пара вследствие тепловой реакции с циркониевым покрытием топливохранилища и от этого может воспламениться и нарушить работу реактора. Жидкое топливо в неисправной системе излучает огромные дозы радиации в окружающую среду.
Но бывает и еще хуже. Топливо в реакторе подлодки более взрывоопасное, чем в реакторе на атомной электростанции. В нем используется уран 235, высокооктановая разновидность, вместо природного урана (95 % урана 238, который находится в покое и 5 % урана 235, который распадается и выделяет теплоту). Если в результате неполадок в системе охлаждения уран 235 расплавится, то существует вероятность того, что он может создать критическую массу на дне активной зоны реактора. Далее возможно возникновение неконтролируемой ядерной реакции. В наименее вероятном случае он взорвется, как ядерная бомба, и судно просто-напросто испарится. В более вероятном случае это вызовет быстрый критический распад, что является неконтролируемой ядерной реакцией, которая заставляет топливо взорваться, хотя и не на полную мощность, но достаточно сильно, чтобы вскрыть реактор и корпус подлодки.
В случае неполадок в системе охлаждения команда старается доставить больше воды в основную систему и активную часть реактора. Необходимо использовать пресную воду, потому что морская вода разрушит части из нержавеющей стали в считанные часы. Если вода не может попасть в активную зону реактора из-за давления пара или пузырьков водорода, процесс остановить невозможно.
Некоторые говорят: «А почему бы просто не остановить реактор?» Этого будет недостаточно. Если ядро реактора приостановить при работе на полную мощность, то оно все равно сохраняет около 8 % мощности из-за остаточного тепла от распада и случайного распада урана. Если тепло не отвести от реактора, то ядерное топливо может просочиться наружу.
Термин «критическая» во фразе «реактор достиг критической массы» означает, что уровень нейтронов в активной зоне реактора способен поддерживать постоянную ядерную реакцию без уменьшения количества распадов. Критичность достигается в промежуточной стадии, незадолго до вхождения в мощностную фазу работы реактора. В мощностной фазе ядро реактора способно изменять температуру основного охлаждающего элемента. Если реактор субкритичен, это значит, что количество нейтронов уменьшается, а, следовательно, падает мощность.
Даже если ядерное топливо и не является в данный момент объектом ядерной реакции, оно может достигнуть температуры, достаточной для того, чтобы проникнуть сквозь реактор и корпус подлодки. В этом случае реакторный отсек полностью затопит. Размер пробоины имеет значение, потому что, если она будет достаточно велика, то судно может расколоться пополам.
Ещё одной разновидностью экстренных ситуаций является потеря контроля над реактором. Это может случиться по-разному, но в каждом из этих случаев повышается скорость реакции в активной зоне реактора. Мощность реактора регулируется рычагами. Если эти рычаги случайно сдвинуты с места, то мощность реактора повышается до отметки взрыва из-за переизбытка пара внутри реактора. Паровой взрыв происходит, когда вода получает от топлива энергии больше, чем она может принять. Вода превращается в пар большой температуры и большого давления. В некоторых случаях реактор может разлететься на куски, как, например, в испытательной лаборатории SL-1 в местечке Айдахо Фолз, когда вследствие этого погибли три оператора (см. следующий раздел «Трагедия в Айдахо фолз: SL-1»).
