切尔诺贝利的核电站为什么会爆炸(切尔诺贝利核电站断电)

切尔诺贝利核电站断电了!据环球网援引外媒报道,乌克兰国家能源公司3月9日宣称:切尔诺贝利核电站及其安全系统已完全与电网断开连接。而乌外长库列巴则表示:备用柴油机还能提供48小时的供电,在此之后核燃料储存设施的冷却系统将停止,辐射泄漏迫在眉睫。

切尔诺贝利的核电站为什么会爆炸(切尔诺贝利核电站断电)(1)

切尔诺贝利核电站4号堆

听上去有没有心惊肉跳的感觉?就在3月9日,国际原子能机构(IAEA)还曾声称:切尔诺贝利核电站的监测系统已停止向该机构传输数据。种种迹象加起来,难道切尔诺贝利要出大事?毕竟1986年那场灾难对世界的影响实在是太大了,也在人们心里留下了深深的阴影。每次切尔诺贝利有什么风吹草动,总会让人心中一紧:核泄漏又要发生了吗?

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大家的担心并不是没来由的。1986年4月26日,由于反应堆的设计缺陷和人员的误操作,切尔诺贝利4号堆突然发生爆炸,大量的堆芯物质被炸出堆外,不仅造成了惨重的人员伤亡,放射性烟云还扩散到相当大范围的地区,以至于周围2600平方公里被划为禁区。

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大量人员在事故中核事故中伤亡

如今这座废弃已久的核电站又被冲突所波及。发生事故的4号堆里有着大量强放射性物质,其余3座反应堆也储存着用过的乏燃料,因此战火是否会导致核泄漏,成为全世界关注的焦点。现在切尔诺贝利断电了,有网友问起:作为一座有4个反应堆的核电站,虽然一个反应堆被毁,切尔诺贝利剩下的那3座反应堆还能不能自己发电呢?

与大多数人的印象不同,当年的核事故发生后,仅仅是4号堆成了废墟。虽然周围设置了禁区,但剩下的那3座反应堆依然完好,后来又开始继续运行。这是由于该核电站的发电功率相当大,单台机组达到了100万千瓦,3台就是300万千瓦。如果当时全部关掉另外3台机组,电力缺口太大。

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被炸毁的仅仅是4号堆,其余3个后来仍继续运行

于是,剩下的机组得以继续发电。一直到运行到2000年12月,切尔诺贝利的3号机组才关闭(另外两台分别在1991年和1996年关闭)。因此,现在这3座反应堆已经发不出一丁点儿的电了。那接下来的问题就是:既然核电站已经彻底关闭,不发电了,为啥还需要电网不断给它供电呢?直接关门不就完事大吉了吗?

事情可没有那么简单。切尔诺贝利的1至3号反应堆虽然关了,但是在核燃料储存设施里面,却还存着大量从反应堆里卸出来的乏燃料。所谓乏燃料就是在反应堆里烧过的核燃料,由于经历了长时间的核裂变反应,乏燃料中积累了大量的裂变产物,这些裂变产物的放射性水平非常高,辐射非常强。

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反应堆中的核燃料

因此,一定要将这些高放射性的物质完全封闭在燃料包壳里面,要是泄漏出来就是不得了的灾难。但是核燃料有个特点,它并不像煤那样一熄火就彻底不发热了。虽然反应堆已经关闭,核裂变停止,乏燃料还是会持续不断地释放出“衰变热”。这些热量是那些放射性物质在衰变过程中产生的。

不要小看这部分衰变热,当反应堆刚刚停堆时,衰变热的功率能达到运行热功率的6%。以切尔诺贝利采用的RBMK-1000型反应堆为例,单堆电功率100万千瓦,对应的热功率就有320万千瓦。在刚刚停堆时,衰变热的功率能达到19万千瓦以上,已经和一座小型火电厂差不多了。

因此,虽然反应堆关掉了,还是要用水对核燃料进行循环冷却,要不然这么强的发热会把燃料熔化,造成放射性泄漏。好在随着时间的推移,衰变热会不断下降。刚开始的时候下降地很快,后面较长的时间里下降速度相对较慢。此后会将乏燃料移出堆芯,放在专用的储存池里,并在这个水池中继续冷却。

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正常核电站的乏燃料储存在水池中,并不断冷却

这就是为什么在核电站关闭后,还需要由外电网向这里供电的主要原因,就是为了冷却乏燃料的。假如不冷却会有什么后果?大家应该还记得福岛核事故,当一切电源都失去之后,堆芯中的核燃料因为失去冷却,极强的衰变热蒸干了冷却水,导致燃料棒发生了熔化或损坏,放射性物质大量泄漏。

不仅如此,由于核燃料的锆包壳在高温下与水发生反应,产生了氢气,还发生了氢气爆炸。而福岛有几座反应堆的乏燃料储存水池也出了问题。同样是没有冷却,乏燃料的持续发热造成了水池的沸腾,水位开始降低,核燃料组件裸露出水面,也发生了锆水反应,并造成了爆炸,最后不得不注入海水。

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福岛核事故中的爆炸

因此,对核燃料储存设施的冷却是非常重要的。那么这次切尔诺贝利核电站断电了,备用柴油机也只能供电48小时,如果48小时后供电没有恢复,乏燃料水池会不会也发生福岛那样的事故呢?

这恐怕是有些危言耸听了。与福岛那些刚卸出来的乏燃料相比,切尔诺贝利1、2、3号反应堆已经关闭了至少20多年,有的已经30年。经过这么长的时间,乏燃料的衰变热已经降到了非常低的水平。即使储存水池因断电而失去冷却,靠那一点儿热量要把整个水池都蒸发掉,需要极为漫长的时间。

而且就算是热量把水池里的水都蒸干了,通过空气自然冷却,仍然可以使乏燃料的温度不会太高,想要熔化是不可能的。因此不会再次发生福岛那样的核事故。实际上,当乏燃料在储存水池中储存5年后,就可以转为采用干式储存,成本和占地都比较小。

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切尔诺贝利也计划采用干式储存设施存放乏燃料

也许其他网友会问:你这说的是1、2、3号堆,那个被炸毁的4号堆如果失去冷却会怎么样呢?会不会再次发生爆炸呢?

这个真是想多了!自从1986年的事故发生后,切尔诺贝利4号堆就遭到了严重的损坏,当时堆芯里的核燃料就熔化了。熔融的核燃料就像岩浆一样流动,还形成了神似“大象脚”的奇观。为了防止重新临界,还派人冒险进入反应堆大厅,向燃料上喷洒了能吸收中子的硝酸钆溶液。

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切尔诺贝利废墟内熔融的核燃料

如今30多年过去了,这些熔化的核燃料温度也慢慢降了下来,目前并没有主动地去冷却这些核燃料。当年的核事故发生后,苏联耗费大量人力物力,在短时间内建造了一座钢筋混凝土的石棺,把反应堆废墟给彻底封了起来。2016年,一座新的金属“石棺”代替了已严重老化的旧石棺。

如果说4号反应堆还需要电力的话,主要应该是用于监测石棺内部及周围环境的辐射水平,以及安全保卫监控。因为科学家担心那些熔化成各种形状的核燃料,如果在一定的温度和水分条件下,还有着重新临界、发生裂变反应的可能性,因此需要进行持续不断的监测。

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新的金属“石棺”内部

2021年,监测仪表就曾经发现在废墟内的某一个房间,中子辐射水平在不断升高,相比2016年已升高了40%,当时还引起了不小的轰动,但科学家判断这种异常现象很可能会在未来数年后自行消失。

因此,断电可能会影响4号反应堆的辐射水平监测,但并不会影响它的安全性,大家不必过于恐慌。实际上,国际原子能机构在3月9日也发表了声明,表示断电违背了关于确保不间断电力供应的关键安全支持,但在这种情况下,该机构认为对安全不产生重大影响。此时,该相信乌方的说法,还是IAEA的声明,您心里估计应该有数了吧?

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核事故的教训过于深刻

虽然这么说,但核安全重于泰山,不能出现一丝一毫的差错。从保证核安全的角度来讲,对核燃料储存设施的冷却仍是一种比较保险的举措,而对反应堆辐射水平的监控也是很有必要的。希望切尔诺贝利核电站的供电能够尽早恢复正常,毕竟核事故的教训,实在太深刻了。

#乌克兰:切尔诺贝利2天后有泄漏风险#

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