Kann eine Kernreaktorschmelze mit geschmolzenem Blei eingedämmt werden?

Wenn Blei Strahlung absorbieren oder blockieren kann, wäre es dann möglich, geschmolzenes Blei in einen schmelzenden Reaktorkern zu pumpen, so dass es schließlich abkühlt und die Strahlung eindämmt?

Gibt es etwas, das in den Kern gekippt werden kann, das sowohl die Reaktion stoppt (extrem schnell) UND sich nicht mit radioaktivem Material verbindet und in die Atmosphäre verdunstet, wodurch eine radioaktive Wolke entsteht?

Könnte Blei die Neutronen stoppen?
Neutronen werden durch Wachsziegelwände abgeschirmt, traditionell würde man heute vielleicht Polyethylen verwenden.
Ob Blei die richtige Substanz ist oder nicht, ist eine interessante Frage, aber ich stelle fest, dass jede Lösung, die Pumpen erfordert – die sicherlich versagen können – riskant ist. Es ist klug anzunehmen, dass die Katastrophe, die die Kernschmelze überhaupt verursacht hat, auch jedes komplexe System zur Eindämmung des Problems beschädigt hat.

Antworten (12)

Dies würde eine Kernschmelze garantieren.

Sie versuchen, Wärme aus dem Kern zu bekommen, weil - obwohl die Spaltungskettenreaktion unterdrückt wurde - verschiedene instabile Spaltungstochterprodukte weiterhin zerfallen. Das Hinzufügen von heißem Blei würde dem System Wärme hinzufügen und dieses Verhalten nicht stoppen. Komplette Katastrophe.

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Wenn der Kern ausschlackt , wird er wahrscheinlich in einem heißen (thermodynamisch und radiologisch) Haufen am Boden des primären Sicherheitsbehälters enden. Vermutlich lässt man es dort etwas abkühlen, sie gießen viel Beton auf und stellen „Keep Away“-Schilder auf.

Es ist nicht erforderlich, etwas so teures Blei zu verwenden, da Sie nur genug Masse anhäufen möchten, um den Primärfluss zu unterdrücken. Schmutz würde reichen, aber Beton wird es dummen Leuten schwer machen, in dem Haufen zu graben.

Das Hinzufügen von etwas Bor zur Mischung wäre hilfreich, da sonst Neutronen überall hin gelangen. Hinterhältige kleine Bastarde, die sie sind.

Ja, es würde eine Kernschmelze garantieren, aber die Frage ist, ob die Schmelze unter einigen Tonnen Blei eingeschlossen und damit nicht gefährlich sein könnte. Blei ist auch ein guter Wärmeleiter und Strahlungsabsorber.
Ich verstehe das "dies würde eine Kernschmelze garantieren" nicht: Bleigekühlte Reaktoren ( en.wikipedia.org/wiki/Lead-cooled_fast_reactor ) wurden gebaut. Aber aus verschiedenen Gründen ist Wasser jetzt eindeutig besser.
Blei verbietet nur ionisierende Strahlung. Es absorbiert keine Neutronen. Die Spaltung würde also fortgesetzt, daher wird die Wärmeerzeugung fortgesetzt, die entfernt werden muss, um eine Kernschmelze zu verhindern. Übrigens planen aktuelle Reaktoren der vierten Generation (in der Forschung) die Verwendung einer geschmolzenen Mischung aus Blei und Wismut als Kühlmittel.

Hm, mal sehen. Der Schmelzpunkt von Blei ist ziemlich niedrig, 327,46 °C, und es ist ein guter Absorber von Radioaktivität.

Ich denke, das Problem bei den Reaktoren ist nicht die Hitze an sich, sondern dass die Brennstäbe ohne Kühlung der Luft ausgesetzt sind, weil entweichender Dampf nicht durch Kühlwasser ergänzt wird. Der verbleibende Dampf usw. kann den dicken Behälter sprengen, und radioaktives Material verteilt sich über eine gewisse Entfernung, während die Brennstäbe schmelzen. Ich gehe davon aus, dass das Design so ist, dass selbst im Schmelzzustand die Brennstäbe und geschmolzenen Steuerstäbe unterkritisch sind.

Das Problem mit dem Vorschlag ist, wenn sie Probleme haben, kühles Meerwasser hineinzugießen, wie werden sie dann in der Lage sein, heißes flüssiges Blei einzufüllen? Es ist nicht so, dass der Reaktor ein Topf ist, dessen Deckel herauskommen kann!

Eine bessere Frage / Anregung wäre, da Blei einen so niedrigen Schmelzpunkt hat und die Betriebstemperatur eines Siedewasserreaktors 250 ° C beträgt, warum richten sie nicht eine Art Verkleidung ein, die in solchen Notfällen passiv verwendet werden kann: das Innere Schicht von etwas, das schmelzen kann, wenn die Temperaturen höher als 500 ° C werden, und dann schmilzt Blei und flutet das System aus, bevor die Brennstäbe freigelegt werden und sie bedecken. Die Antwort ist ähnlich wie die, warum sie nicht von der ersten Minute an alle Reaktoren mit Meerwasser übergossen haben: Wirtschaftlichkeit, der Versuch, die Reaktoren für die spätere Produktion zu retten.

Ich werde sicherlich glauben, dass sie einem bereits gebauten Reaktor kein Blei hinzufügen können, es sei denn, sie können die vorhandenen Meerwasser-Zusatzleitungen anzapfen, und die Komponenten in dieser Pipeline werden die Wärme wahrscheinlich nicht aufnehmen. Aber ich habe etwas in die gleiche Richtung gedacht, wie Sie vorgeschlagen haben ... Blei hat einen niedrigen Schmelzpunkt und eine gute Strahlungsstoppkraft. Könnte es möglich sein, Bleischlamm einzubringen oder Bleikies mit Wasser in den Kern zu befördern? Es scheint, dass das Blei beim Schmelzen tatsächlich Wärme aus dem Kern ziehen würde.
@JeffG Wenn Sie die Antwort von @Georg lesen, werden Sie sehen, dass Blei nutzlos wäre, wenn die Temperaturen so gestiegen sind, wie sie es zu diesem Zeitpunkt getan haben, da es nicht mehr flüssig wäre, genau wie WasserO, das man berücksichtigen müsste Bleidampf, der kein schönes Abgas für die Umwelt ist. Ein Nuklearingenieur müsste antworten, ob es als Vorsorgesystem verwendet werden könnte, bevor die Temperaturen davonlaufen. Aber wie bei allen Industrieprojekten gibt es eine Kosten-Nutzen-Analyse, und die Tatsache, dass Blei den Reaktor vollständig zerstören würde, würde gegen einen Einsatz sprechen. Die Kosten belaufen sich auf Milliarden Dollar.
Auf der positiven Seite - das Pumpen von Tonnen von Bleidampf in die Umwelt bedeutet, dass sich die Menschen keine Sorgen über die gesundheitlichen Auswirkungen von Radionukliden machen müssen.

Gammastrahlen sind überhaupt kein Problem, bleiben Sie einfach 1000 m vom Reaktor entfernt, und von dort aus werden Sie keine Gammastrahlen erreichen. Also kein Grund, Gammastrahlen zu blockieren. (Andere Arten von Strahlung können nicht einmal 100 m in die Luft reichen).

Das Problem ist die Freisetzung von radioaktiven Gasen und Partikeln, die herumfliegen und irgendwo im menschlichen Körper landen. Deshalb können wir jetzt nur versuchen, den Reaktor mit etwas Beton vollständig von der Umgebung zu isolieren.

+1 sowieso für die Gammastrahlen im Vergleich zu radioaktiven Partikeln, auch wenn ich "das Einzige, was wir jetzt tun könnten" nicht ganz zustimme. Der Grund, warum sie versuchen, den Kern abzukühlen, besteht darin, eine Explosion der Einschlussstruktur zu verhindern, und der Bau einer Betonstruktur um die Reaktoren herum scheint noch schwieriger zu sein, als sie abzukühlen ...

Eines der Probleme ist, dass Blei Neutronen nicht absorbiert , sondern reflektiert . Dies wurde verwendet, um die kritische Größe zu verringern , dh die Kernreaktion zu begünstigen, indem das Neutron zurück in das spaltbare Material geschickt wird. Und tatsächlich wurde der erste tödliche Kritikalitätsunfall von einem ähnlichen Neutronen-Deflektor verursacht. Das will niemand in einem Kernreaktor.

Wasser ist viel besser und wird derzeit im Kraftwerk Fukushima verwendet, weil:

Blei, Meerwasser oder irgendetwas mit einem niedrigen Siedepunkt bei niedrigem Druck wäre Zeitverschwendung in einer tatsächlichen Kernschmelzsituation. Eventuell könnte man Sand in den Reaktor pumpen. Hoffentlich könnte der Sand, der wahrscheinlich durch die hohen Temperaturen um das Becken geschmolzener Reaktorstäbe herum geschmolzen ist, das Becken ausreichend verdünnen, um schließlich die Kernreaktion zu stoppen. Es sieht sicherlich so aus, als hätte die Nukleargemeinschaft das nukleare Worst-Case-Szenario nicht vollständig durchdacht; sonst würden wir diese Diskussion nicht führen. Was für ein Chaos, oder?

Die relevante Temperatur ist nicht der Siedepunkt, sondern die für Wasser hohe Verdampfungswärmekapazität. Wenn 1 kg Wasser kocht, entzieht es dem Reaktor 2 MJ Wärme. Deshalb versuchen die japanischen Behörden, so viel Wasser wie möglich in den Reaktor von Fukushima zu bringen. Es ist nicht nutzlos. Es ist nur so, dass sie es vorerst nicht geschafft haben, genug Wasser zu setzen.

Die Frage läuft darauf hinaus, ob dieses Ding vergraben werden kann. Ja, und das muss passieren, und zwar je früher, desto besser. Der Komplex aus 4 Reaktoren ist das, was beim Militär ein Cluster-F**k genannt wird – ein Totalschaden und eine Katastrophe. Gorbatschow befahl in der Welle der Kernschmelze von Tschernobyl dem Militär, Hubschrauber und an Strahlenkrankheit gestorbene Soldaten zum Reaktor zu fliegen und das Ding in Neutronen moderierenden Borsalzen, Sand und Beton zu begraben. Die aktuelle Situation ist eine Tschernobyl-Situation in Zeitlupe, und die „Tschernobyl-Option“ scheint der beste Weg zu sein, um diese sich entfaltende Katastrophe einzudämmen.

Geschmolzenes Blei ist natürlich keine besonders gute Idee. Die Radionuklide würden sich im flüssigen Blei auflösen, und das heiße flüssige Blei wäre eine Quelle für Brände. Das Gießen von geschmolzenem Blei würde die Situation verschlimmern.

Die Verdampfungswärme ist keine Temperatur, sondern eine Kapazität zum Halten von Wärme (deren Einheiten btu / lb oder etwas Äquivalentes sind), die sich bei der Siedetemperatur (Verdampfung) einer Substanz befindet. Ja, Wasser hat eine der höchsten Verdampfungswärmen aller Substanzen, die Fukushima-Reaktoren sind noch nicht geschmolzen, und daher ist es sinnvoll, jetzt viel Wasser darauf zu gießen, um sie abzukühlen und ein Weglaufen zu vermeiden Kernschmelze. Mein Vorschlag befasst sich mit einer Hypothese, bei der beispielsweise nicht genug Wasser in einen Reaktor gegeben wurde, nicht genug Wärme abgeführt werden konnte und der Kern tatsächlich zu einem Pool aus geschmolzener, radioaktiver Flüssigkeit schmolz. (beten Sie, dass das nicht wirklich passiert). Mein Gedanke war, etwas wie flüssiges Siliziumdioxid (Sand) zu nehmen, das eine solche flüssige Masse verdünnen könnte, um die Wärmeerzeugung und Kernreaktionen zu stoppen. Wasser konnte das nicht. Sobald das geschmolzene Übel verdünnt ist und nicht mehr so ​​viel Wärme und Radioaktivität erzeugt, würde man es in mehr Sand und Zement begraben. Was ich mich auch frage, ist, ob irgendjemand in der Nukleargemeinschaft bisher tatsächlich das Worst-Case-Szenario ausgedacht hat und welche Pläne es da draußen gibt, um mit einer totalen außer Kontrolle geratenen Kernschmelze fertig zu werden?

Das in Fukushima verwendete Eindämmungssystem GE Mark V hat eine Konstruktionsgrundlage, die vorsieht, dass der Betoneindämmungsbehälter einer vollständigen Kernschmelze standhält. Das ist typisch für Reaktoren in den USA. Es gibt viele Durchdringungen des Schiffes und einige von ihnen können undicht sein, aber das bedeutet nicht unbedingt, dass das Schiff verletzt wurde.

Kugelbettreaktoren können komplett abgeschaltet werden und schmelzen nicht ein. Die nächsten Reaktoren in den USA werden auch in der Lage sein, den gesamten Kühlmittelfluss zu verlieren und nicht abzuschmelzen.

Ein scheinbar übersehenes Problem ist die Atommasse von Blei. Blei ist zwar schwerer als alle nicht radioaktiven Elemente, aber leichter als alle radioaktiven Elemente. Das Ergebnis des Einspritzens von geschmolzenem Blei in einen geschmolzenen Kern wäre eine Schicht aus geschmolzenem Blei, die oben auf dem geschmolzenen Brennstoff schwimmt.

Darüber hinaus könnte das zusätzliche Gewicht, abhängig von der strukturellen Integrität des Druckbehälters und der hinzuzufügenden Bleimenge, den Behälter zerbrechen lassen.

Molekulare Masse Dichte oder Mischbarkeit.
Außerdem ist Tritium sicherlich leichter als Blei. (Elemente sind nicht radioaktiv, Isotope sind es).

Eindämmung der Kernschmelze: Klingt so, als wäre Bor gemischt mit nassem, nassem Zement, der durch lange flexible Schläuche gepumpt wird, mit einer Wasserspülung, um ihn in Bewegung zu halten, und einer Pumpe, die austauschbar und weit entfernt von der Kernschmelze ist, weit entfernt davon, betroffen zu sein. Vergessen Sie die Wiederherstellung (Containment). Stapeln Sie es hoch und dick darüber. Graben Sie tief darunter und tun Sie dasselbe. Begrabe es.

Finger können bei 500 Grad Celsius und mehr in geschmolzenes Blei getaucht werden, ohne sich auch nur geringfügig zu verletzen. Weiteres geschmolzenes Blei enthält Uranexplosionen. Verwenden Sie nach dem Gießen von geschmolzenem Blei gewöhnliche Linsen [sehr große], um sich auf die Reaktoren zu konzentrieren, die Neutrinos senden und die wiederum das gesamte Uran zerstören und es in eine harmlose Legierung umwandeln und aufgrund der Sonnenwärme geschmolzen bleiben würden.

Nein. Eine Kernschmelze von Uran würde aufgrund der höheren Dichte von Uran im Blei versinken. das ist das ganze problem. Es gibt wirklich nichts, was es aufhalten kann, wenn es einmal losgeht. Das Einzige, was an diesem Punkt zu tun ist, ist die Verteilung des Brennstoffs, um die thermische Neutronendichte zu verringern, die die Wärme verursacht. Dies wird passieren, wenn sich genügend Gestein darunter mit dem Uran vermischt. Wenn genügend Bleibasis vorhanden ist, können Sie es stoppen. es wird geschmolzen, sobald dieses Problem beginnt.