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时间:2019-08-08
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1、日本福岛核电站为何爆炸,是核燃料爆炸么?这是每一个人都会关注的问题,在强大的核能面前,人们始终存有敬畏之心。日本当局却表示,爆炸是氢气爆炸,而非反应堆爆炸;从爆炸后的辐射量监测结果显示,核反应堆的安全壳损坏程度不大,中央控制室也没有遭到破坏。这种说法令人无法相信,是不是在隐瞒事实?是不是在推委搪塞?东亚各国公众无不焦虑。为什么核反应堆停止工作了还会产生重大事故?这次日本核事故是在一连串灾害的打击下引发的。核反应堆的一个特点是在停堆后仍需要对堆芯进行冷却,因为核燃料有自衰变余热,虽然比人控裂变产生的热量小的多,但是如果长时间得不到冷却,也会使得堆芯达到上千度的温度,导致核燃料棒融化,然后是烧穿
2、外层保护的钢壳、混凝土结构等,造成核泄漏。 而在反应堆停堆的情况下,余热冷却系统的泵所需的电力就需要从外部输入。一般情况会准备多路外电网输入,同时每台机组一般有2台应急柴油发电机供电,而且同一电厂内的其他机组的应急柴油发电机也可以互相备用。 但在这次强烈地震后,日本福岛第一核电厂的外电网全部瘫痪了,自身的应急柴油发电机在运行一小时后,也因为海啸的袭击而全部丧失,这就导致失去所有外部电源供应,堆芯失去强迫冷却手段。[详细]核反应堆里的氢气究竟是从哪里来的?祸不单行,核燃料棒的包壳中有一种叫锆的金属元素。用核动力发电,每一百万千瓦的发电能力,一年就要消耗掉20到25吨金属锆。它具有低的热中子
3、吸收截面,作为核燃料包壳和结构材料,它处在核反应堆核能裂变反应、核能转换成热能的释发部位,又是防止反应堆放射性裂变产物向外逸出的首道屏障。 但问题是,锆在高温下,会与水蒸汽产生剧烈的化学反应,锆将水分解为氢和氧,于是产生了大量的氢气,同时伴随着放热。这种反应通常会发生在压水堆丧失冷却事故的后期阶段,核燃料元件棒束未被冷却液浸没而处于裸露状态,就产生了锆水反应。但反应堆都会设计和安装排氢系统,以避免爆炸的产生。 日本反应堆的排氢系统已经没有能源供应或已经在地震中损毁,所以没有正常工作,于是最终引发了这场悲剧。当然,也有些观点认为是核电站汽轮机氢冷系统(大型电机空冷或水冷都不能满足需求,只能
4、用氢冷)泄露。不过那些氢气的量较少,且远离核反应堆,对此说我们暂且存疑。[详细]发生爆炸的具体过程是怎样的?在地震后,日本有关方面12日努力恢复电源并派出了自卫队的核生化武器应对部队,向反应堆内输送了大量的冷却水。特别是当地时间15时20分,为加快冷却效果,日本政府下令自卫队再加大投入,从附近各地水源地取水输送到核电站现场。 但据凤凰嘉宾叶千荣的报告,正是往反应堆内加注冷却水的时候,在当地时间16时53分左右,突然发生了爆炸。很可能就正是输送大量冷却水的行为,导致了锆水反应的产生。日本在抢救时没有料到核燃料元件棒束已经处于裸露状态,输送大量冷却水产生了氢气,引发了爆炸。剧烈的混合可燃气体爆
5、炸,炸开了核电站反应堆厂房。日本福岛核电厂的应急供电系统遭到海啸袭击损毁,成为核事故的源头。爆炸发生前,排出热回路中被烁热的堆芯加热得超压的水蒸汽(其实已经注入超量的冷却水),以防耐压壳顶不住爆炸。虽然这么操作会让一些放射性物质进入外界,但至少能够避免大规模的核泄漏。福岛核电站周边一定时期内骤升的辐射量,应该就是产生于这些被释放的气体。但没想到氢气与空气的混合可燃气体炸了。 既然福岛核电站已经爆炸,那么会造成多大程度的核泄漏?会重演切尔诺贝利么?要了解这一点,需要探究不同核电站的结构。切尔诺贝利——没有安全壳的古董级反应堆酿成悲剧切尔诺贝利核电站事故是这样的一系列过程,首先是操作人员严重违
6、反操作规程,切断了反应堆保护系统;反应堆长期强行在低功率下运行,处于不稳定状态;然后突然功率失控几秒钟内上升了几百倍;燃料包壳因过热而爆裂;导致蒸汽爆炸和压力管全部断裂;结果引起锆水反应和石墨燃烧。 切尔诺贝利的核反应堆作为最老式的核反应堆,没有设置坚固的安全壳,因而强放射性物质立刻扩散到环境和大气中。 切尔诺贝利核电站重大悲剧的来源是——他是苏联极为老旧的石墨堆叠式反应堆,既没有内层的压力安全钢壳,更没有外层的厚重的混凝土安全壳。一发生爆炸,不但核燃料立即泄露,而且石墨粉尘在火光中扶摇直上九云霄,污染了大半个欧洲。[详细]三里岛核事故——核物质都闷在现代核反应堆的安全壳里美国三里岛核电
7、厂二号堆于1979年3月28日发生的堆芯失水而熔化和放射性物质外逸的事故。这次事故是由于工人检修后未将冷却系统的一个阀门打开,致使二回路的水断流,当堆内温度和压力在此情况下升高后,反应堆就自动停堆,同时应急堆芯冷却系统自动投入。 但操作人员却判断错误,反而关闭了应急冷却系统。这一系列的管理和操作上的失误与设备上的故障交织在一起,使一次小的故障急剧扩大,造成严重事故。铀燃料虽然没有熔化,但有60%的铀棒受到损
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