Правда ли, что снежинки всегда шестиугольные, и что общего у снега и главного конструкционного элемента активной зоны реактора узнали 5 февраля слушатели научно-популярного ток-шоу «Разберём на атомы: снег» в Информационном центре по атомной энергии (ИЦАЭ) Минска.

Снег — это не просто ледяные кристаллы, сформированные из водяного пара. Это явление, которое поражает своей уникальностью и красотой. О формировании снежинок и том, что цвет снега может быть индикатором загрязнения атмосферы в городе, рассказала Наталья Самуль, кандидат биологических наук, доцент кафедры инженерного обеспечения и радиационной, химической, биологической защиты и экологии Военной академии Республики Беларусь.

Эксперт отметила, что снег образуется, когда микроскопические капли воды в облаках притягиваются к пылевым частицам и замерзают. Появляющиеся кристаллы льда падают вниз и растут в результате конденсации на них влаги из воздуха. При этом образуются шестиконечные кристаллические формы.

«Активное воздействие атмосферы на наземные экосистемы и гидросферу проявляется через атмосферные осадки в виде дождя и снега. Снежный покров накапливает в своем составе практически все вещества, поступающие в атмосферу. В связи с этим он обладает рядом свойств, делающих его удобным индикатором загрязнения не только самих атмосферных осадков, но и атмосферного воздуха, а также последующего загрязнения почвы и воды», – подчеркнула Наталья Самуль.

Например, ранние весенние первоцветы выступают индикаторами чистоты окружающей среды из-за высокой чувствительности к загрязнению почвы и воздуха. Эти растения накапливают антропогенные загрязнения во время таяния снега.

Также спикер развеяла миф о том, что именно первый снег является самым чистым и безопасным. «Всё наоборот: в первых снежных хлопьях содержится больше загрязняющих веществ, чем в последующих, — рассказала Наталья Самуль, — проходя через атмосферу, он впитывает из воздуха пыль и загрязнения. Поэтому ловить языком снежинки не рекомендуется!»

Главные секреты снежинки с точки зрения физики раскрыл слушателям Павел Лобацевич, старший преподаватель кафедры общей физики физического факультета Белорусского государственного университета.

«Выделяют семь основных типов снежинок: пластинки, звёздчатые дендриты, столбцы (колонны), иглы, пространственные дендриты, колонны с заглушками и неправильные кристаллы. Эта система основана на форме, зависящей от температуры и влажности атмосферы», — отметил эксперт.

Он объяснил, почему чаще всего снежинки шестиугольные: «Гексогональная сингония определяет многие уникальные свойства льда и заставляет снежинки, при всем бесконечном их разнообразии, расти в форме звездочек с шестью, реже — тремя или двенадцатью лучами, но никогда — с четырьмя или пятью».

Затем спикер отметил, что в природе шансы на образование двух одинаковых снежинок бесконечно малы. «Согласно модели Либбрехта, водяной пар сначала оседает по углам кристалла, а затем распространяется (диффундирует) по поверхности либо к краю кристалла, либо к его граням, заставляя кристалл расти наружу или вверх. Какой из этих процессов «выигрывает», зависит главным образом от температуры», – подчеркнул эксперт.

Как геометрия снежинки, или гексагональной призмы, помогает компактно разместить топливные сборки в активной зоне реактора, рассказал Филипп Сперанский, заведующий лабораторией теоретической физики и моделирования ядерных процессов научно-исследовательского учреждения «Институт ядерных проблем» Белорусского государственного университета.

«Тепловыделяющая сборка (ТВС) для реакторов типа ВВЭР имеет шестигранную форму и состоит из тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ). ТВС является структурным элементом активной зоны реактора, конструкция которого позволяет осуществлять загрузку и выгрузку ядерного топлива, управлять цепной ядерной реакцией деления, а также выполнять измерения нейтронно-физических параметров активной зоны, при этом обеспечивая безопасность и экономическую эффективность», — отметил спикер.

Он рассказал слушателям о преимуществах гексогональной структуры тепловыделяющей сборки для водо-водяного энергетического реактора: «Шестигранная форма ТВС позволяет оптимальным образом заполнить ими свободное пространство шахты внутрикорпусной, которая имеет цилиндрическую форму и расположена в корпусе реактора. Шестигранная конструкция допускает независимое осевое и радиальное расширение твэлов при нагреве, не нарушая дистанционирование. Кроме того, такая форма формирует более равномерный поток теплоносителя, обеспечивает устойчивость ТВС к механическим нагрузкам, удобна при транспортно-технологических операциях».

«Спикеры погрузили нас в физику атмосферных явлений, демонстрирующую, что снег — не просто замерзшая вода, а сложная кристаллическая структура. Я узнала о важной роли снега как защитника растений и животных. В целом, встреча позволила взглянуть на обычный снег как на удивительное природное явление, приносящее пользу и красоту», – поделилась впечатлениями участница мероприятия Кристина Логинова.

«Разберём на атомы» — научно-популярное ток-шоу сети ИЦАЭ, в ходе которого три эксперта из разных областей научного знания разбирают одну и ту же тему, а зрители могут задать им уточняющие вопросы.