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发表于 2011-3-15 09:12
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所以想像一下,一个在炉子上的压力锅,持续地,慢慢地在进行加热。操作员在采取各种手段去消除其中的热量,但是锅内的压力在持续上升。于是当务之急是保住第一层护罩(熔点为2200摄氏度的锆锡合金),及第二层护罩——压力容器。而为了保住第二层护罩,其中的压力就需要时不时进行释放。因为在紧急时刻进行压力释放是一件重要的事,所以反应堆共有11个用于释放压力的阀门。操作员开始通过时不时地旋松阀门来释放压力容器内的压力。此时压力容器内的温度是550摄氏度。6 f+ b. B7 g' L+ G9 ~0 E, i4 z% d
$ W. ?4 Z" S: C( r. b 这就是关于“辐射泄漏”的报道开始的时刻。我在上文中解释了为什么释放压力的同时实际上会释放第二类放射性物质(主要是N-16和氩),及为什么这样做其实毫无危险。放射性氮元素和氩对于人类健康没有威胁。
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; _$ C2 ^# t) J! @% j1 j* v 就在旋松阀门的过程中,发生了爆炸。爆炸发生在第三层护罩外部,反应堆厂房内。反应堆厂房不具有隔绝放射性物质的功能。虽然目前并不清楚到底发生了什么,但是这是一个很有可能的场景:操作员决定让压力容器内的蒸汽释放到厂房内,而不是直接到厂房外部(这样可以让放射性元素有更长的时间用于衰变)。而问题在于,由于核心内的高温,水分子会分解为氧和氢——一种易爆混合气体,于是也确实在第三层护罩外爆炸了。历史上也曾发生过一次类似的爆炸,不过是在压力容器内(因为压力容器没有设计好并且操作失误),进而导致了切尔诺贝利事件。而福岛核电站不会有这样的问题。氢氧混合气体是在设计核电站时需要考虑的一个巨大问题,因此反应堆在建造时就考虑到了不能让这样的爆炸发生在护罩内部。如果在护罩外部爆炸了,虽然也不是设想中的状况但是可以接受,因为即使爆炸了也不会对护罩产生影响。& L* F0 K, @" ]
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因此,在阀门被旋松时,压力得以控制。而现在的问题时,如果水一直沸腾的话,那么水位就会持续下降。核心大概被几米深的水覆盖,使得其能够在空气中暴露前坚持几个小时或几天。而一旦没有水覆盖,那么暴露的燃料棒就会在45分钟后达到其2200摄氏度的熔点。而这样就会导致第一层护罩,燃料棒的锆锡合金外壳融化。
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而这样的事情正在开始发生。冷却系统无法在燃料棒开始融化前恢复运转,不过燃料棒中的核燃料此时依然是完好的,包裹燃料的锆锡合金外壳已经开始融化。而目前正在发生的,就是一些铯和碘同位素开始随着释放出来的蒸汽,泄漏到反应堆外。最严重的问题——铀燃料,目前依然是受控的,因为氧化铀的熔点在 3000摄氏度。目前已经确认的是,检测到有一部分铯和碘同位素随着蒸汽泄漏到了大气中。$ k" W8 S* J3 j H6 g
2 |; ]2 X0 _* x, C. k2 q 这似乎是一个启动“B计划”的信号。通过在大气中检测到的铯和碘同位素,操作员可以确认某一根燃料棒的外壳(第一层护罩)已经存在破损。“A计划”在于恢复某个常规冷却系统。为什么这个计划失败目前并不清楚,而一种可能性是海啸冲走或是污染了所有用于冷却系统的纯净水。. Z. i$ C$ S( F" N& U0 r' X
2 T5 u* ]/ E1 W, V 用于冷却系统的给水是非常纯净的,去除了所有矿物质的水。使用纯净水的原因在于:纯净水很大程度上不会被激活,因此可以保持相对无辐射。而如果是脏水,那么更容易捕获中子,进而变得更加具有放射性。这不会影响到核心——因为核心不会被冷却水影响。但是会使得操作员更难处理这些具有轻度放射性的活化水。
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/ U! }6 M4 r$ \1 X 但是“A计划”失败了——系统无法冷却,并且也没有额外的纯净水。因此“B计划”被启动。而这就是目前正在发生的:
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; Z( \, k% X8 x( ~2 G, Q! Z 为了避免核心融化,操作员开始使用海水来冷却核心。我不是十分清楚,他们是用海水浸泡住压力容器(第二层护罩),还是淹住反应堆外壳(第三层护罩)。不过这个不是我们现在要讨论的。5 `; A, U$ A( M+ @# Z
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要点在于核燃料现在确实已经冷却下来了。因为链式反应早就已经停止,所以目前只有非常少量的余热在产生。已经使用了的大量冷却水可以带走这些余热。因为是注入了大量的水,所以目前核心已经无法再产生足够的热量去大幅度提升压力。并且,海水中加入了硼酸。硼酸是一种“液体控制棒”。无论发生什么样的衰变,硼都可以捕获产生的中子并进一步加速核心的冷却。 |
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