Аварія через раптове перевищення критичності — випадкова неконтрольована ланцюгова реакція ядерного поділу. Будь-яка така подія передбачає ненавмисне накопичення або утворення критичної маси матеріалу, що розщеплюється, наприклад, збагаченого урану або плутонію. Аварії в критичному стані можуть вивільнити потенційно смертельні дози радіації, якщо вони відбуваються в незахищеному середовищі.
За звичайних обставин критична або надкритична реакція поділу (реакція самопідтримуючої або зростаючої потужності) має відбуватися лише в безпечно захищеному місці, наприклад, в активній зоні реактора або у відповідному тестовому середовищі. Аварія критичності виникає, якщо така сама реакція досягається ненавмисно, наприклад, у небезпечному середовищі або під час технічного обслуговування реактора.
Попри те, що критична маса є небезпечною та часто смертельною для людей у безпосередній близькості, утворена критична маса не зможе спричинити потужний ядерний вибух, який створюють ядерні бомби. Це тому, що всі конструктивні особливості, необхідні для виготовлення ядерної боєголовки, не можуть виникнути випадково. У деяких випадках тепло, що виділяється в результаті ланцюгової реакції, призведе до розширення матеріалів, що діляться (та інших поблизу них). У таких випадках ланцюгова реакція може або перейти в стаціонарний стан низької потужності, або навіть тимчасово або назавжди припинитися (докритичний).
В історії розвитку атомної енергетики сталося принаймні 60 аварій критичного стану, у тому числі 22 у технологічному середовищі, поза активними зонами ядерних реакторів або експериментальними збірками та 38 у невеликих експериментальних реакторах та інших тестових збірках. Хоча технологічні аварії поза реакторами характеризуються великими викидами радіації, вони є локальними. Тим не менш, смертельні радіаційні опромінення сталися для людей, близьких до цих подій, що призвело до понад 20 летальних випадків. У кількох реакторах і критичних аваріях на складанні експерименту вивільнена енергія спричинила значні механічні пошкодження або вибухи пари.
Фізична основа Критичність виникає, коли достатня кількість розщеплюваного матеріалу (критична маса) накопичується в невеликому об'ємі так, що кожен нейтрон, який, своєю чергою, вражає інший розщеплюваний атом, викликаючи новий поділ. Це призводить до того, що ланцюгова реакція стає самопідтримуваною в масі матеріалу. Іншими словами, у критичній масі кількість нейтронів, випущених з часом, точно дорівнює кількості нейтронів, захоплених іншим ядром або втрачених у навколишнє середовище. Якщо маса надкритична, кількість нейтронів, випущених за одиницю часу, перевищує поглинання або втрату, що призводить до каскаду ядерного поділу зі зростаючою швидкістю.
Див. також Критичність ядерного реактора Радіаційна аварія
Примітки
Джерела Джонстон, Вм. Роберт. Список радіаційних аварій Маклафлін та ін. «Огляд критичних аварій» Національної лабораторії Лос-Аламоса (звіт LA-13638), травень 2000 р. Покриття включає США, Росію, Великобританію та Японію. Також доступно на цій сторінці, яка також намагається відстежити документи, на які посилається звіт.
Посилання Прес-реліз звіту про критичні аварії від Національної лабораторії Лос-Аламоса Доповідь США за 1971 рік про критичні аварії на сьогодні