Se cree ampliamente que todos los reactores nucleares son operacionalmente seguros y que todos los reactores son igualmente seguros.
(pero esto probablemente no sea cierto)
Además, se cree ampliamente (con buena justificación) que todos los reactores de fisión no pueden explotar como una bomba nuclear.
Esto es bastante cierto para los reactores de agua ligera, el estilo más común de reactor nuclear. Hay un estilo de reactor nuclear que es capaz, en condiciones extremas relativamente raras, de producir una explosión química de hidrógeno gaseoso convencional muy grande, lo suficientemente enérgica como para recircular el edificio de contención del reactor, lo que potencialmente permite la liberación de grandes cantidades de radiación del reactor afectado. el entorno. Este tipo de reactor es un reactor rápido refrigerado por sodio. Los reactores rápidos enfriados con sodio utilizan refrigerante de sodio fundido altamente reactivo para enfriar el reactor. El sodio cuando entra en contacto con el agua o el aire reacciona muy enérgicamente, produciendo incendios espontáneamente mientras genera cantidades masivas de hidrógeno que, bajo una amplia gama de mezclas de hidrógeno-aire, es capaz de detonar químicamente explosivamente con un tremendo poder.
Lo que los diseñadores de Reactores rápidos enfriados con sodio no quieren que sepa sobre seguridad.
El sodio reacciona exotérmicamente con agua líquida o vapor para generar hidróxido de sodio e hidrógeno:
Na + H2O -> NaOH + 1 / 2H2 + calor
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Calor de reacción: ~ 162kJ / molNa
(alrededor de 7.05MJ / kg-Na)
El hidrógeno tiende a acumularse en el área del techo del edificio de contención de un reactor y, si las condiciones son correctas, las mezclas de hidrógeno y aire pueden detonar.
Vale la pena señalar que los diseñadores actuales de diseños de Reactores rápidos refrigerados con sodio suprimen deliberada y activamente la información pertinente sobre la seguridad de sus diseños SFR muy técnicamente maduros. Actualmente no es posible que ningún evaluador externo de seguridad nuclear obtenga información de los diseñadores de SFR sobre cuestiones de seguridad tales como:
1) La cantidad total de refrigerante de sodio reactivo utilizado en sus diseños de reactores SFR tipo piscina
2) La energía total almacenada en el refrigerante de sodio que podría liberarse explosivamente en un incendio de sodio: explosión de hidrógeno en el caso de un accidente nuclear mayor que implique una inundación, tsunami o terremoto
3) La acumulación de refrigerante de sodio activado por neutrones en un reactor SFR se convierte en un grave peligro en caso de un accidente explosivo como una explosión de hidrógeno. En el proceso de operación del reactor SFR, el neutrón refrigerante de sodio (na-23) se activa en el isótopo Na-24 con una vida media de 15 horas. El refrigerante de sodio absorbe neutrones para formar Na-24 altamente radiactivo a través de la reacción nuclear:
Na23 (n, y) -> Na24 -> Na22
(Na23 absorbe un neutrón para convertirse en Na24
Na24 tiene una vida media de 15 horas, liberando 2n para convertirse en Na22)
A medida que opera un SFR, acumula Na-24. El nivel de equilibrio de Na-24 activado por neutrones ocurre después de aproximadamente 2 años de operación. La actividad (radioactividad) del Na-24 en el refrigerante de sodio se vuelve muy grande: aproximadamente 10 ^ 12 Becquerels / kg de refrigerante de sodio. Dado que la cantidad de refrigerante de sodio en un SFR es muy grande (del orden de aproximadamente 5000 toneladas de sodio por 1 GWe de potencia del reactor), la actividad total de Na-24 en un SFR operativo también es muy grande. En un accidente explosivo que involucra un derrame de sodio en el agua, la explosión de hidrógeno resultante es lo suficientemente potente como para dañar potencialmente la contención del reactor y expulsar con fuerza el gran inventario radiactivo de un SFR en el medio ambiente. Si una gran explosión de hidrógeno daña la contención del reactor SFR, un fuego de sodio que se quema en el piso del reactor puede liberar Na-24 unido al humo, partículas y transportar radiación miles de millas poniendo en peligro una región, no solo el área local que rodea el reactor.
Gráfico que muestra la acumulación de Na-24 activado por neutrones en un Reactor rápido enfriado con sodio (Becquerels de actividad por kg de refrigerante de sodio en función del tiempo)
Los números importan (y los medios los descartan con frecuencia cuando se habla de riesgos comparativos de diferentes clases de reactores nucleares).
La combinación del explosivo químico convencional de 5000 toneladas de refrigerante de sodio en un SFR de tamaño 1 GWe con la muy alta actividad (radiactividad) de Na-24 activado por neutrones en refrigerante de sodio crea un riesgo de seguridad inusualmente grande. Un solo SFR grande de 1 GWe es capaz de destruir explosivamente la contención del reactor SFR y luego propagar radiación potencialmente letal del Na24 unido al humo del reactor en llamas sobre una amplia región (continente) en caso de terremoto, tsunami o inundación.
Cuando combina un inventario radiológico muy grande, como el Na-24 activado por neutrones en refrigerante de sodio con productos de fisión y combustible radiactivo de uranio y plutonio con el potencial de fuego / explosivo (5.8 x 10 ^ 13 julios de energía) de las 5500 toneladas métricas de refrigerante de sodio en la piscina de sodio SFR, tiene un posible problema de seguridad que eclipsa cualquier escenario de accidente concebible con un reactor de agua ligera o un reactor de sal fundida de tamaño similar.
Cuando se combina el inventario radiológico de un reactor muy grande de un SFR que incluye el refrigerante de sodio activado por neutrones y los productos de fisión que se producirían en 50 años de operación de un SFR como Terrapower TWR a un nivel de 1 GWe con el potencial de incendio / explosión del 2.678 x 10 ^ 9 litros de gas H2 que se producirían a partir de la reacción del refrigerante de sodio en la piscina de sodio TWR con el piso de cemento o las paredes del edificio de contención del reactor (o agua de una inundación o tsunami), tiene un gran problema de seguridad potencial que podría amenazar muchas vidas en una gran región.
Datos de seguridad de sodio –
Un reactor rápido enfriado por sodio generalmente opera a una temperatura de alrededor de 550 grados C.
Una fina pulverización de gotas de sodio liberadas en el aire puede inflamarse a una temperatura de 120 ° C [1]
Una fuga de sodio que forma una piscina puede encenderse y arder a temperaturas muy por debajo de la temperatura de operación de 550 grados C de un reactor SFR.
Se ha demostrado experimentalmente que una piscina estancada de sodio se enciende espontáneamente en presencia de aire a 320 ° C, mientras que una piscina agitada, con una capa superficial rota, se enciende a aproximadamente 150 ° C [1]
El hidrógeno tiende a acumularse en el área del techo del edificio de contención de un reactor y, si las condiciones son correctas, las mezclas de hidrógeno y aire pueden detonar. El rango sobre el cual pueden detonar las mezclas de hidrógeno y aire es de 18.3 a 59 por ciento de mezcla de hidrógeno al aire. Esta es una gama muy amplia de mezclas de hidrógeno-aire y esto significa que en situaciones de accidentes del mundo real, existe una posibilidad real de que puedan ocurrir detonaciones explosivas de hidrógeno-aire. Esto no solo debe descartarse y descartarse casualmente.
Los diseños modernos SFR pasivamente seguros estilo piscina emplean alrededor de 5000 toneladas de refrigerante de sodio reactivo caliente por gigavatio de tamaño de reactor. Esto presenta una gran cantidad de energía química almacenada que es capaz de ser liberada explosivamente en una explosión de hidrógeno y fuego de sodio en condiciones de emergencia como resultado de un terremoto, inundación o tsunami.
[1] – Referencia – G. Manzini y F. Parozzi “Seguridad del sodio”
https://www.researchgate.net/pro…