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热熔时间表

来源:baiyundou.net   日期:2024-07-07

不论是切尔诺贝利还是F岛的7级事故,都是到了反应堆堆芯彻底熔毁并泄露的最严重阶段。根本原因在于其中最主要是核反应堆的冷却系统发生故障。切尔诺贝利事故中是人为提前关掉了冷却系统做实验,而后来又发生了一连串的人为操纵失误。或者因外界因素自动停止运作。F岛事故就是因为大海啸导致厂房全部断电,冷却系统和让反应紧急停止的控制棒插入系统,因为没有电力而全部动弹不得。一般的反应堆插入控制棒,都是设计成在堆芯容器的正上方,这样万一断电,控制棒也可以在松闸以后,依靠自重瞬间完全下降到堆芯内部,实现紧急停堆。而F岛方面的控制棒居然是从下往上插入的;一旦完全断电,神仙也没办法!这样的脑C设计也是真到家了。而一旦因为冷却系统关闭或者控制棒系统失效。

堆芯继续核裂变反应产生的大量热量,会不断的累积在堆芯内部,迅速地将冷却剂烤干。当燃料棒外层所包覆的锆锡合金,因无冷却的反应堆内温度过高,超过其2000多摄氏度的熔点时,就会让反应堆燃料棒中的核燃料,也就是氧化铀开始熔穿锆锡合金外壳而外泄。此时就是堆芯的整体熔毁过程的开始。一般百万千瓦级的反应堆的堆芯内部,装燃料量很大,多达160到260吨。如此多的核燃料,本来是相互有金属外壳包裹,而且中间有液态冷却剂进行持续的降温和减缓反应速度。而一旦开始熔毁,一两百吨的高温和燃料熔融成一整块岩浆一样的极高放射性物质,那么这就是7级灾难性核事故的开始。已经熔毁的、呈现液态的锆锡合金,此时不再是保护外壳,而成为扩大事故、助纣为虐的危险物质。因为堆芯内的高温高压水蒸气,会和锆锡合金剧烈反应。

产生大量的危险氢气。其实这类反应,在平时正常运行的核电站,甚至包括核潜艇和核动力航母的堆芯附近,也是会有轻微的发生。也会有一定量的氢气在堆芯之外的安全壳顶部聚集,因此不论是核电站安全壳内部还是核潜艇内部,除了严禁明火外,再就是有随时运行的除氢装置,把产生的少量氢气随时消除。事故后大量聚集的氢气无法处置,很快会引发大规模的氢爆,炸毁本就脆弱的安全壳。在堆芯外金属容器和安全壳在2000摄氏度以上的高温下分别被岩浆一样聚集在一起的熔融堆芯烧穿后,会继续往更往下的地层沉降。先是熔穿下面的保护性混凝土,最后会进入天然地层,不断的往下烧穿。这样就会形成一个不断往地层深处扩展的人造溶洞。甚至有人夸张地说可能会最终烧穿地球。切尔诺贝利核事故之初,抓住时机向反应堆之上和地下层中,以巨大的牺牲,人工投入了大量的硼酸和铅,以减缓熔融堆芯的反应下沉速度,实现“冷停堆”,即熔融堆芯裂变反应减速后,混合物逐渐冷却而固化,逐步停止下沉。

但是F岛事故中几个堆芯已经全部熔毁,却根本没有人工阻止下沉的措施。最多是从上面灌入海水,但是海水只能部分降温熔融堆芯的上部,对下面的热熔堆芯继续烧穿地层毫无办法。因此福岛几个熔毁堆芯到底沉降到什么地步了?外界根本是一无所知!如果不断下沉的堆芯遇到大规模的石油天然气,或者引发岩浆的人造上涌通道,那么都是巨大的新灾难。那么为何大部分核燃料正常发电只能持续使用3年左右,而F岛事故已经发生10年以上,堆芯为何还没冷却呢?这就在于:3.5%丰度的铀原料用来正常发电,3年后只能消耗其中的40%,三年后,堆芯的热中子密度已经不够,反应效率严重不足,而且堆芯燃料棒已经开始逐步变形。因此正常发电堆必须换燃料。剩余的60%仍然无法利用。而事故熔毁堆芯以后,这剩余的,60%以上的铀燃料又开始无序地密集接触和持续反应。这个过程就不按照正常的套路来了。其自然熄灭的时间可能几千年,也可能几万年到几十万年。到底为害多久?谁也没最终的时间表。

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(编辑:自媒体)
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