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切爾諾貝利恐再次爆炸,其核燃料的裂變愈發活躍,科學家也很無奈

    在過去的五年中,切爾諾貝利核電站廢墟深處的中子輻射傳感器觀測到,來自“無法接觸的區域”的中子通量逐漸增加。該區域被稱為“Subreactor Room 305/2”。

    這意味著裂變反應正在復蘇。

切爾諾貝利核電站事故回顧

    切爾諾貝利核電站事故發生當天,由于反應堆長時間低功率運行,已經有了毒化現象——出現了氙。

    氙在反應堆中可以降低反應堆功率,長時間的低功率運行使得氙越積越多,造成反應堆功率無法短時間內升高,溫度一度降低。

    而不幸的是當時的操作人員希望馬上提高反應堆的功率。他們隨后將控制棒全部被拔出,但因反應堆毒化,反應堆功率的上升滯后,暫時停留在200MW,此時的功率還是太低了。

    操作人員又開始在低功率下進行斷電測試,水泵停轉、反應堆失去了冷卻劑,因為之前控制棒被拔出反應堆同樣也失去了可以限制其反應的關鍵性東西。

▲切爾諾貝利RBMK-1000石墨沸水堆

    待反應堆于200MW下燃掉積累的氙135重新啟用后,僅受6支控制棒束縛的反應堆功率急劇上升。5秒后,值班主任按下緊急停機鈕AZ-5,控制棒立即回插。

    但值班主任不知道的是,緊急停機鈕沒能降低反應速度。

    在正常情況下,按下按鈕后所有的控制棒會完全插入進反應堆,致使反應性下降并終止核反應。

    但在RBMK-1000石墨沸水堆,控制棒尖端部分是石墨,石墨可增加反應堆反應速率,而就在AZ-5按鈕被按下前,控制棒已全部被拔出,包括石墨部分。

    所以當緊急停機鈕被按下,控制棒開始插入時,控制棒尖端的石墨首先接觸到了堆芯,使反應堆的反應性迅速增高。

    溫度巨增使得水瞬間蒸發,水蒸氣的大量出現讓管道出現受損,控制棒無法完全插入反應堆,阻止反應堆功率升高。

    隨后的時間里水蒸氣越積越多并引發了后來的第一次爆炸,第一次爆炸使反應堆內部暴露在了空氣當中,石墨與空氣中的氧氣接觸引發了第二次爆炸。

    為停止鏈式反應,在事故發生后一周內,蘇聯用直升機從空中向反應堆爐芯傾倒了5000噸的硼砂。最終殘留的放射性物質與熔化的鋯包層、石墨控制棒和硼砂混合在一起,已經硬化成陶瓷狀物質(fuel-containing materials)FCM。

    又用石油鉆機從側向鉆入反應堆地下,注入液氮,使得反應堆地下土壤凍結在零下100攝氏度左右,避免反應堆爐芯熔融物不斷下降污染地下水。

    但5000噸滅火材料埋壓下仍有195噸的石墨與核燃料在燜燒。政府委員會決定建造人工防熱水平層與建造“石棺”兩項措施。現如今,這些安全措施正受到嚴厲的考驗。

▲石棺

核反應為何“死灰復燃”?

    研究人員猜測有可能是水的原因。

    幾十年來,鈾同位素一直在不斷地從原子核中發射出中子。

    在原子濃度足夠高的情況下,失去中子的鏈式反應可以在短時間內產生大量的能量,并存在爆炸的風險。

    不過從鈾原子的衰變中射出的中子通常移動得太快,不易被捕獲。但當中子通過水等某些介質減速后,它們更容易撞上原子核,引發原子核的裂變。

    而多年以來,“Subreactor Room 305/2”一直半暴露于大氣中,不斷有雨水滲入坍塌的混凝土和以前的設備。雖然已經修補了在屋頂上的洞口,但這種情況依舊在持續惡化。

那么該如何阻止水引起的核反應復蘇?

    1990年6月的一場傾盆大雨之后,曾有工程師作出反應。他冒著暴露于輻射的風險,沖入反應堆并噴灑了吸收中子的硝酸釓溶液。

    幾年后,“石棺”的屋頂上安裝了大量硝酸釓的噴灑裝置。

    但是噴霧不能有效地滲透到廢墟深處。“Subreactor Room 305/2”下面的空間仍然嗡嗡作響,中子通量緩慢但顯著地上升著。

    除此之外,另一個想法是開發一種機器人,該機器人可以承受足夠長的時間,足以在FCM中鉆孔并插入硼圓柱體,其作用類似于控制棒的作用,但該計劃的實行還需要時間。

    總之,目前所有的觀察和預測都沒有實際意義,只有希望切爾諾貝利的滴答聲能盡快消失。

    當然,我們也不必因核事故的危害,而太過恐懼核電。

    核電畢竟是清潔能源,不會像其他發電技術那樣,產生大量有害氣體。

    而且能量密度高,發電量大,1g鈾產生的熱量相當于2.5t標準煤產生的熱量。

    根據我國統計,我國核電站所發生的事故,目前也沒有二級以上的事件。

    并且自1954年前蘇聯第一座核電站建起后至今,世界范圍內也僅有三起五級以上的核事故。

    所以說,在我國,核電目前來說,是絕對安全的。沒有必要因為某些國家的愚蠢,就對我們自己失去信心。

    相反,別人的失敗將成為我們奔向成功的經驗。

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