Sekiz ay sonra Nisan 1986 nükleer kaza olarak Çernobil nükleer santralinin bazı olmuştu sanki, siyah lav reaktör çekirdeğinden aktı vardı: Ukrayna, hasarlı No 4 reaktörün altında bir koridor girilen işçilerin şaşırtıcı fenomeni keşfetti bir tür insan yapımı volkan. Sertleşmiş kütlelerden biri özellikle şaşırtıcıydı ve ekip, devasa memelinin ayağına benzediği için ona Fil Ayağı lakabını taktı.
Sensörler , Kyle Hill'in bilim dergisi Nautilus için bu 2013 makalesinde detaylandırdığı gibi , işçilere lav oluşumunun o kadar yüksek radyoaktif olduğunu ve bir kişinin ölümcül miktarda maruz kalmasının beş dakika süreceğini söyledi .
On yıl sonra, Çernobil'in yüzlerce fotoğrafını toplayan ABD Enerji Bakanlığı'nın Uluslararası Nükleer Güvenlik Projesi , 2,2 ton (2 metrik ton ) ağırlığında olduğu tahmin edilen Fil Ayağı'nın birkaç görüntüsünü elde etti .
O zamandan beri, lav benzeri yakıt içeren bir malzeme (LFCM) olarak bilinen Fil Ayağı, ürkütücü bir hayranlık nesnesi olarak kaldı. Ama aslında nedir?
Çernobil Filinin Ayağı Nedir?
Fil Ayağı çok radyoaktif olduğu için, o zamanlar bilim adamları onu fotoğraflamak için tekerlek üzerinde bir kamera kullandılar. Birkaç araştırmacı analiz için numune alacak kadar yaklaştı. Buldukları şey, Fil Ayağı'nın nükleer yakıtın kalıntıları olmadığıydı.
Bunun yerine nükleer uzmanlar, Fil Ayağının nükleer bir kazada nükleer yakıt ve reaktör çekirdek yapılarının parçalarının aşırı ısınıp eriyerek bir karışım oluşturduğunda üretilen corium adı verilen nadir bir maddeden oluştuğunu açıklıyor. Corium, tarihte sadece beş kez doğal olarak oluştu - bir kez Pennsylvania'da 1979'daki Three Mile Island kazasında , bir kez Çernobil'de ve üç kez 2011'de Japonya'daki Fukushima Daiichi fabrika felaketinde.
Edwin Lyman , "Eğer bir çekirdek erimesi sonlandırılamıyorsa, sonunda erimiş kütle reaktör kabının dibine doğru akacak ve eriyerek (ilave erimiş malzemelerin katkısıyla) muhafazanın zeminine düşecektir," diyor yönetmen Edwin Lyman Endişeli Bilim Adamları Birliği için nükleer enerji güvenliği , bir e-postada açıklıyor.
Lyman, "Sıcak erimiş kütle daha sonra (eğer varsa) muhafazanın beton zemini ile reaksiyona girecek ve eriyiğin bileşimini tekrar değiştirecektir," diye devam ediyor Lyman. "Reaktörün tipine bağlı olarak, eriyik yayılabilir ve muhafaza duvarları boyunca eriyebilir veya zeminden erimeye devam ederek sonunda yeraltı suyuna sızabilir (Fukushima'da olan budur). Eriyik yeterince soğuduğunda sertleşerek sertleşecektir. , kaya benzeri mineral."
Argonne Ulusal Laboratuvarı'nda kıdemli bir nükleer mühendis ve program yöneticisi olan Mitchell T. Farmer , e-posta yoluyla corium'un "lav gibi göründüğünü, soğudukça çok viskoz hale gelen, yapışkan erimiş cam gibi akan siyahımsı oksitli bir malzeme olduğunu söylüyor. Fil Ayağı ile Çernobil'de olanlar."
Koryum Nedir?
Çernobil'in Fil Ayağı'nı oluşturan şey gibi belirli bir corium akışının tam bileşimi değişebilir. Ekibi, araştırmada nükleer çekirdek erime kazalarını simüle eden Farmer, Fil Ayağı'nın kahverengimsi renk tonunun, eriyiğin temel olarak cam olan yüksek derecede silika (SiO2) içeren betona aşındığı "koruma" benzediğini söylüyor. çok silika içerenlere silisli denir ve bu, Çernobil santrallerini inşa etmek için kullanılan beton türüdür."
Bu mantıklı çünkü başlangıçta çekirdek eridikten sonra , koryum genellikle çekirdeğin yapıldığı malzemelerden oluşacaktır. Bunun bir kısmı da uranyum oksit yakıtıdır. Farmer, diğer bileşenlerin yakıtın kaplamasını (tipik olarak Zirkaloy adı verilen bir zirkonyum alaşımı) ve çoğunlukla demirden oluşan paslanmaz çelikten oluşan yapısal malzemeleri içerdiğini açıklıyor.
Farmer, "Koryumu soğutmak için suyun ne zaman yeniden sağlandığına bağlı olarak, corium bileşimi zamanla gelişebilir" diyor. "Buhar kaynadığında, buhar, koryumdaki metallerle (zirkonyum ve çelik) reaksiyona girerek, etkilerini Fukushima Daiichi'deki reaktör kazaları sırasında gördüğünüz hidrojen gazı üretebilir. Koryumdaki oksitlenmiş metaller oksitlere dönüştürülür, kompozisyonun değişmesine neden olur."
Farmer, eğer corium soğutulmazsa, reaktör kabından aşağı doğru hareket edecek ve yol boyunca daha fazla yapısal çeliği eritecek ve bu da bileşiminde daha da fazla değişikliğe neden olacak, diyor Farmer. "Hala aşırı soğutulmuşsa, corium sonunda çelik reaktör kabından eriyebilir ve muhafazanın beton zeminine düşebilir" diye açıklıyor. "Bu, Fukushima Daiichi'deki üç reaktörün hepsinde oldu." Corium ile temas eden beton sonunda ısınacak ve erimeye başlayacaktır.
Farmer, beton eridiğinde, eriyik içine beton oksitler (tipik olarak 'cüruf' olarak bilinir) eklenir ve bu da bileşimin daha da gelişmesine neden olur, diye açıklıyor. Eriyen beton ayrıca, eriyikteki metallerle reaksiyona girerek hidrojen (ve karbon monoksit) üretmeye devam eden buhar ve karbon dioksiti serbest bırakır ve bu da corium'un bileşiminde daha da fazla değişikliğe neden olur.
Fil Ayağı Ne Kadar Tehlikeli?
Elephant's Foot'u yaratan karışıklık son derece tehlikelidir. Genel olarak, Lyman, corium'un hasar görmemiş kullanılmış yakıttan çok daha tehlikeli olduğunu, çünkü potansiyel olarak dengesiz bir durumda olduğunu ve işlenmesi, paketlenmesi ve depolanması daha zor olduğunu söylüyor.
Lyman, "Koryumun yüksek oranda radyoaktif fisyon ürünlerini, plütonyumu ve radyoaktif hale gelen çekirdek materyallerini muhafaza ettiği ölçüde, koryum yüksek doz oranına sahip olacak ve gelecek on yıllar hatta yüzyıllar boyunca son derece tehlikeli olmaya devam edecektir" diye açıklıyor Lyman.
Fil Ayağı gibi çok sert katılaşmış corium'un hasarlı reaktörlerden çıkarılması için parçalanması gerekirdi. Lyman, "[Bu] radyoaktif toz üretecek ve işçilere ve muhtemelen çevreye yönelik tehlikeleri artıracaktır" diyor.
Ancak daha da endişe verici olan şey, bilim adamlarının corium'un nükleer atık deposunda depolanması gibi uzun vadede nasıl davranacağını bilmemeleridir . Bildikleri şey, Fil Ayağının coriumunun muhtemelen eskisi kadar aktif olmadığı ve kendi kendine soğuduğu ve soğumaya devam edeceği. Ama hala eriyor ve oldukça radyoaktif kalıyor.
2016 yılında , nükleer santralden daha fazla radyasyon sızıntısını önlemek için Yeni Güvenli Hapishane (NSC) Çernobil üzerinden kaydırıldı. Çernobil'in 4 No'lu reaktöründeki çürüyen beton lahiti desteklemek için muhafaza kalkanının içine başka bir çelik yapı inşa edildi. 2. 305/2 numaralı oda, doğrudan 4 numaralı reaktör çekirdeğinin altındaydı ve 2016'dan beri artan nötron emisyonlarının belirtilerini gösteriyor . Ölümcül radyasyon seviyeleri nedeniyle insanlar için tamamen erişilemez durumda.
Corium'u incelemek
Kimse başka bir Fil Ayağı görmek istemez. Farmer, kariyerinin çoğunu nükleer kazalar üzerine çalışarak ve corium ile çalışarak, tesis operatörlerinin bir kazayı sona erdirme yollarını - ne kadar su enjekte edileceğini ve nereye enjekte edileceğini ve suyun corium'u ne kadar hızlı soğutup stabilize edebileceğini geliştirme çabasıyla geçirdi. .
"Yapacak büyük deneyleri gerçek materyallerle 'CORIUM' üretmek olan, ama biz kendisini ısıtmak benzetmek çürüme ısı yerine çürümeye elektrik ısıtma kullanımı," Çiftçi simülasyon yapmak deneyler kolaylaştıracağını açıklıyor.
"Çalışmalarımızın çoğunu, çeşitli corium bileşimleri için corium'u söndürme ve soğutmada su ilavesinin verimliliğini incelemeye odakladık. Bu nedenle, kazaların azaltılması konusunda araştırma yapıyoruz. Diğer ucu kaza önleme ve bu ana odak noktasıdır. nükleer sanayi için alan."
Şimdi Bu Korkunç
Argonne Ulusal Laboratuvarı'ndaki araştırmacılar, 3.600 derece Fahrenheit'te (2.000 santigrat derece) erimiş bir uranyum oksit havuzunu gösteren bu videoyu oluşturdu . Deneyleri, böyle bir lav akışının bir nükleer reaktör muhafaza binasının beton zeminini nasıl aşındıracağını simüle etti.
