袁竹书
复旦大学核科学与技术系教授
东方网3月16日消息:据《东方早报》报道,截至昨天,日本核危机仍在不断恶化。
人们有疑问,如果危机持续,最坏的结果会是怎样?
核反应堆和煤气灶不一样,煤气灶只要把煤气切断,就完全没有火了。反应堆利用的是一种叫铀235的核燃料连锁的核裂变。当你把控制棒插到这个堆芯的底部的话,它把中子大部分都吸掉了,没有中子,裂变反应不能进行,连锁的裂变反应就停堆了。但是,正常的停堆之后,还有百分之几的核燃料还在继续的裂变反应,不可能彻底停下。只要有裂变反应它就会放出热量。
人们本来利用裂变时放出的热量,加热水产生水蒸气来推动汽轮机发电。虽然停堆了,但是这个热源还存在。除此之外,反应堆里还有很多水,本来把热源传导出就是靠这些水,温度升高后,水蒸发成蒸汽,容器的压力就会升高。正常的情况下面,停堆以后冷却系统就会正常工作,来冷却这个堆芯。冷却水主要是通过泵把外面的水抽进来,把里面的热水抽出去,形成一个循环。
水循环需要有动力支持。正常情况下,反应堆有三路电源,现在三路电源全部失效,所以不能冷却,温度越来越高,蒸汽压也越来越高。问题就出现了。
日本技术人员想了一个办法,打开密封的不锈钢容器的阀门,把里面的气体排出去一点。正常状态下,容器内部的气体是不容许直接向大气排放的,因为这个反应堆里多少有一些放射性的元素。但是地震之后出现了非正常情况,压力容器难以承受巨大压力。
据新闻报道,1号机组已经有少量燃料棒熔化,铀235的氧化物做成的燃料棒不直接放进反应堆,外面有一层锆合金密封,锆合金本身耐高压高温,但当温度超过了一定限度的时,高合金棒开始熔化,里面的核燃料暴露出来。当高压的蒸汽喷出去的时候,也就把放射性的元素带出去了,周边环境会受到辐射。
媒体所说的中心控制室里面,放射性比正常值上升了1000倍,指的就是上述这个情况。虽然总体的辐射量不是太大,但日本政府为了预防,把人员撤离的范围从3公里扩大到10公里。
最坏的情况,就是温度持续升高最后达到压力容器承受不了的程度,容器破损炸开。这时,所有放射性物质彻底暴露在空气中。
但是目前来说,即使出现最坏情况,影响依然非常有限,距离远根本没有问题。核心受灾区,依然在半径二三十公里的范围里面。
理论上说,出现最糟的结果之后,距离日本遥远的地方也会受到影响。爆炸形成的微粒会漂浮在空中,一部分比较轻的气溶胶,飘洒得比较远,远方的人受到辐射。
但事实上这种辐射影响太小,几乎可以忽略不计。
我们的生活环境中就有各种辐射,这被称为“本底辐射”。附加的辐射并非就等于一定会引起人们什么样的疾病。
切尔诺贝利核电站爆炸造成了有史以来最严重的核事故,影响整个欧洲。北欧、瑞典、挪威都测量到放射性辐射增加。然后,经过一段时间,70多个国家联合评估发现,人们受到的附加辐射其实不多,相当于一年的“本底辐射”增加了一倍,没有发现对公众健康有巨大影响。”
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