不必担心日本“核爆炸”

提到核电站,很多人首先想到的是:灾难、危险、辐射……。近日日本地震引发的福岛核电站爆炸及泄漏事故,再度增添了人们对核电的担忧和恐惧。“核爆炸”、“核泄漏”等词语频频出现在新闻报道中,牵动着人们的神经…[详细]

 

然而,很多人不知道,核电其实是“最安全的能源”,正因为其高度的安全保障,使得即便是福岛这样的老式核电站,在日本史无前例的地震海啸破坏中,产生的危害也远不如人们想象得那么大。…[详细]

福岛核电站爆炸瞬间

2011-03-14 第 1592

今日话题
核电站不会有“核爆炸”
原子弹和核电不完全一样

“核爆炸”利用的是高纯度铀的倍增反应

只需要用一个中子轻柔地打铀235一下,铀235就可以发生分裂,分裂成两个或多个原子核,产生巨大能量。除此外,本次分裂还会再产生更多个中子,比如两个,这两个中子如果打到了附近的两个铀核,这两个铀核会继续分裂并产生4个中子,接着是8、16、32…产生成级数增加的中子和相应的伴随有大量能量释放的核裂变…这就是链式反应。

链式反应一经触发,势不可挡。百万分之一秒内,中子倍增的过程可以发生81次,引起2后面跟24个零那么多的铀核发生分裂。这个数目刚好是在广岛爆炸的那颗原子弹中发生分裂的铀核数目,在那个百万分之一秒中,被释放的能量相当于1300吨TNT。

但是这样倍增反应若想发生,铀235的浓度必须足够高,从地下挖出来的天然铀含99.3%的铀238和只有0.7%的铀235,生产核弹时,需要付出昂贵的代价去除杂质铀238,要求铀235的纯度在90%以上。…[详细]

核电利用的是低纯度铀的可控反应

核弹通过中子的倍增使得整个裂变在极短的时间内发生,但核电厂的反应堆则刚好相反。在反应堆中只有持续的链式反应,而没有倍增过程——在反应堆中,裂变释放2或3个中子,但平均只有一个中子会打击某个核,触发一次新的裂变,所以反应不会加速,核弹和核电的链式反应速度可以相差几千万倍。能量以不变的速率释放出来,将水加热,产生蒸汽;蒸汽驱动汽轮机,汽轮机驱动发电机,产生电能——除了燃料不同,核电厂做的事情跟火力发电厂也差不了许多。反应堆中一般只需要3%左右提纯的铀235,这样的纯度不足以产生原子弹那样的爆炸,所以即便反应堆失控,也不会有“核爆炸”,这和烈度白酒可以点燃,啤酒却不能点燃的道理一样。…[详细]

福岛核电站发生的是什么爆炸
福岛核电站原理图

核反应堆运行中会产生蒸气

如左图,福岛核电站采用的是沸水反应堆,图中灰色的锥形堆就是核反应堆。最里面的是核燃料,核燃料装在陶瓷块中,陶瓷块又装在锆合金中,锆合金外面就是水(蓝色部分),水装在一个大容器中,容器的外面(灰色部分)是钢筋混凝土做成的安全壳。

核燃料发生裂变,产生的热量传导给水,水变成蒸气,从蒸气管流出去,其中的液态水被过滤掉后,就进入发电机组,发完电后,气体冷却为液态水,又通过水管流回容器,如此形成循环。…[详细]

供电中断,蒸气不能循环而越聚越多,产生高压

地震发生后,供电系统中断,此时应该启用核电站自有的柴油发电机发电,但是地震引起的海啸又把柴油发电装置淹没了,核反应堆失去了电力供应。此时,由于没有动力驱动,水循环不能完成,核反应堆中的热量带不出去,热量的聚集导致容器中更多的液态水变成蒸气,容器内气压变大,对容器外壳形成威胁。…[详细]

为了减压排出蒸气,蒸气中的氢与厂房中的氧混合发生爆炸

为了降低容器内的气压,工作人员选择把蒸气排出核反应堆,但是容器内的高温使得水蒸气与锆合金反应产生氢气,含有氢气的蒸气排出去之后,与厂房里的氧气混合发生了爆炸。…[详细]

这样的爆炸不会伤及核反应堆

首先,爆炸是在核反应堆之外发生的;其次,核反应堆最外面的安全壳由1米厚的钢筋混凝土制成,内壳还有6cm厚的钢衬,小型飞机撞上都不会炸开,像这样的氢气爆炸还远远构不成威胁。…[详细]

“核泄漏”又是怎么回事

正在检测福岛核电站附近居民辐射情况

不是核燃料泄漏而是蒸气排放

核燃料所在的陶瓷块已经把98%的放射性物质滞留了,陶瓷块的熔点为2800度,物理化学性质稳定。陶瓷块外面又有锆合金,锆合金具有良好的密封性,能保证在长期使用中不使放射性裂变物质逸出,但温度达到1200度时会发生损伤。锆合金之外的容器由20cm左右厚的钢板制成,可以耐高压。容器外还有前述的安全壳,安全壳设计上可以承受在最严重事故情况下内部的水全部蒸发成气体所产生的压力。

当发生意外情况时,核反应堆里的控制棒会立即插入核燃料原件,控制棒具有吸收中子的效果,中子被吸收后,铀元素的链式反应就停了下来,所以热量不会持续的增加。但是铀元素的核裂变过程中产生了一些具有放射性的副产品,比如铯和碘同位素,这些元素的衰变过程中,也会产生热量。如果不能及时降温,这些热量会使得陶瓷块和锆合金融化而把放射性物质泄漏到容器,此时若排放蒸气,就会把放射性物质大量排到外面,所以既然工作人员选择排气,说明至少陶瓷块还未融化。

蒸气中含有少量放射性物质,但是对这样的排放量还不用太紧张

在经过陶瓷块和锆合金两层屏障后,仍然会有少量放射性物质进入容器,所以容器中的水或水蒸气携带有放射性物质。水蒸气携带的放射性物质本来就少,经过一定的过滤再排放就更少了,平常情况下根本不会对环境造成威胁。在平常情况下,生活在核电厂周围的人每年接受的核电站辐射小于0.01毫希沃特,而自然环境对人的辐射5天就能达到这个量。…[详细]

本次的蒸气排放,属于非常规动作,排放的量大,而且很可能锆合金已经部分融化,所以蒸气携带的放射性物质会更多,因此周边的辐射量大于正常值甚至超过设定的标准值都是可能的,但应该还不至于对环境或人体造成伤害,日本官方的说法也证实了这一点。…[详细]

用不着谈“核”色变
说到核安全,人们首先想到切尔诺贝利

核电比煤电要安全得多

人们都知道核电厂有放射性物质,但很少有人了解,由于煤中含有微量天然放射性物质,从燃煤电站排放的天然放射性物对公众产生的辐射远高于核电站,比核电高50倍。在浙江的一座石煤发电厂其功率比秦山一期核电厂小一个数量级,但排放的放射性物质产生的辐射剂量比秦山核电厂却高一个数量级。众所周知,燃煤电厂还排放大量含有害物质的微尘。

对90年代中期我国现有煤电链和核电链安全比较的结果是:1、对工作人员健康的影响。从辐射照射看,煤电链约为核电链的10倍;从尘肺看,煤矿为铀矿的5倍。2、急性事故死亡率。煤电链约为核电链的60倍。…[详细]

正确看待切尔诺贝利事故

目前除前苏联切尔诺贝利事故以外,尚未发生一起对环境产生较大影响的核电站事故。切尔诺贝利事故并不能改变“核能是安全的能源”这一结论。切尔诺贝利核电站设计本身存在严重缺陷,加上运行人员严重违反操作规定,从而导致产生了这起核电史上最严重的事故。另外,切尔诺贝利核电站没有大多数核电站都配有的安全壳,像福岛核电站这种有安全壳的核电站,即便把切尔诺贝利核电站的情况复制过来,核泄漏也会被挡在安全壳里。事实上,从后果看,切尔诺贝利事故的影响也被夸大了不少。…[详细]

现在新建的核电站,安全性能更是被提升到了新的高度,就连福岛核电站这样的事故都不会有,以我国正在建设的第三代AP1000核电技术为例,反应堆上方顶着多个千吨级水箱,一旦遭遇紧急情况,不需要电源,把水箱里的水灌到反应堆里降温即可。 …[详细]

人对陌生的事物更容易恐惧

从事故率来说,核电大大低于汽车运输业、航空业,更大大低于矿山、建筑等行业。但是对核电的恐惧却大于后者,这是因为人们对核电不接触不了解不熟悉造成的。

此次福岛核电站事故,给专业人员提供了一个研究核电安全的样本,也给民众带来了一次认识核电的机会。希望通过这次事故,专业人员可以提升对核电安全的认识,民众则可以消除对核电的恐惧。

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