编者按: 近日,相关媒体曝出的日本东京电力公司曾瞒报福岛核电站“堆芯熔化”一事,引发了网友一系列的担忧:堆芯熔化到底有多严重?现在去日本旅游有什么影响?日本化妆品还能不能用?……一场五年前就已经发生熔化的反应堆至今依然能够引起恐慌,小编深感核安全科普任重道远。 1. 什么是堆芯熔化? 熔化,通俗地讲,就是指固体变为液体。堆芯熔化通常指一个核反应堆的堆芯在事故下发生完整或部分熔化。举个形象的例子,堆芯熔化就跟炼钢时熔化的铁水是一样的。 实际上,对于堆芯熔化,国际原子能机构(IAEA)和美国核管会(NRC)并没有正式定义。根据东京电力公司的内部标准,“堆芯损伤比例超过5%”即为“堆芯熔化”。在福岛核事故发生的两个月里,东京电力公司曾瞒报“堆芯熔化”事态,现在新闻只是曝光了这一瞒报事件,不是说福岛核电站的堆芯又发生了熔化。所以不用惊慌! 2. 目前福岛核电站堆芯的状态 如今熔落的核燃料早已被冷却,在安全壳下部形成了燃料碎片。为取出这些具有放射性的碎片,由各电力公司、核电设施制造厂家及日本原子能研究开发机构等组成的国际反应堆报废研究开发机构(IRID)将于今秋启动大规模实验以实现向反应堆安全壳内灌水,以有效地进行防辐射。 其实在今年1月份的时候,日本公司就与哈萨克斯坦国家核能中心(NCC)合作,共同进行了堆芯融化实验,此项行动是“福岛碎片”项目的一部分。实验过程中,电熔炉产生的熔融材料模拟了福岛核事故反应堆当中的熔融材料,熔融材料被导入盛有水的堆芯熔融带。研究员们通过分析固态熔融碎片,可以辨别其物理、机械特性与微观结构。这些工作都将为核事故的清理与退役提供帮助。 3. 堆芯熔化事故到底有多严重? 堆芯熔化本身并不可怕,核电站有四道安全屏障,其中安全壳是最后一道安全屏障,只要安全壳不破损,堆芯熔融物不跑出安全壳大可放心,对外界不会造成影响。然而,可怕的是在熔化过程中会产生一系列现象,如氢气爆炸、水蒸气爆炸等等,这些行为是极具破坏性的,可能会导致安全壳的破损,从而使放射性物质逸出,释放到环境中去。福岛的反应堆厂房就是因为氢气爆炸损坏的。 4. 堆芯熔融物会熔穿地下吗? 我们从“中国综合征”说起,这个说法其实跟中国没什么关系,起源于自美国的一部同名电影(1979年3月16日上映)。其中有一句台词“核反应堆的冷却水如果烧干,可能会发生很可怕的事,会把地球烧穿,而美国的地球另一面是中国”,于是就有了中国综合征的说法。结果影片上映后没几天,美国就发生三哩岛核电厂事故(1979年3月28日),使得该片涂上了一层先知先觉的色彩。 虽然熔穿地球有点杞人忧天,但当压水堆核电站发生严重事故时,炙热的堆芯熔融物的确有可能将压力容器熔穿,并以较快的速度逐渐向下侵蚀安全壳的筏基,若筏基厚度不够,底板可能被熔穿,高放物质将直接威胁到地下水源,对生物环境造成严重影响。 因此,受1979年和1986年分别发生在三哩岛和切尔诺贝利核电站的严重事故的负面影响,核电工程建设曾停滞近20年,期间核电界集中力量对严重事故的预防和后果缓解进行了研究和攻关。 其中,怎样冷却并收集堆芯熔融物成为缓解严重事故关键课题之一,由此开启了堆芯捕集器的研究与发展新征程。 5. 堆芯熔化后的保底措施 目前针对严重事故下,堆芯熔融物的冷却与收集策略主要有两种: 1)以美国AP1000机型为代表的策略,将堆芯熔融物限制在压力容器内,进行冷却与保持; 2)以俄罗斯设计的 VVER-1000 机型为代表的策略,在压力容器外进行熔融物的收集与冷却。
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