您当前的位置: 首页 >  博客资讯

切尔诺贝利恐再次发生爆炸!中子通量激增,无法进入区域正燃烧?

据《科学》期刊一篇新闻通稿报道,科学家检测到切尔诺贝利一个被石棺封锁的区域中子通量激增,这表示内部正在发生链式反应过程,令人不安的事实正在发生!

切尔诺贝利的“无法进入空间”发生的裂变

这个“无法进入的空间”是一个叫做“Subreactor Room 305/2 ”的区域,位于4号反应堆的东南方向,已经被一个叫做“石棺”的水泥结构死死封住,无论人类还是机器人都无法进入到这个区域,而科学家则在外围监测到了中子急剧增加!

这表示内部正在发生裂变过程!切尔诺贝利核电站是铀-235为核燃料的石墨反应堆,它以石墨作为减速剂,以降低中子速度,使得铀-235的原子核更容易捕获而产生裂变,铀-235的原子核裂变后会产生2-3个中子,在减速剂的辅助下会继续被其他铀-235的原子核捕获,继而产生链式反应裂变。

为防止链式反应过快,功率过大,因此会有碳化硼制成的控制棒吸收中子,当控制棒完全插入几乎就会处在停堆状态,完全拔出时可能会超过功率数百倍发生严重事故,因此当切尔诺贝利核事故发生后,前苏联在抢险时用直升机倾倒了大约2000吨碳化硼和沙子,抑制住了核裂变反应,因为中子几乎被吸收殆尽。

此后由于担心核燃料衰变,前苏联政府用钻井钻入地下,下使用液氮冻结土壤,产生人工冻土带,防止核污染废水渗入地下,另外为防止继续泄漏,后续又在反应堆上下修建起了著名的石棺,另外2012年4月26日,新的石棺开工建设,并且于2016年11月29日完工。

石棺的横截面结构

为什么还会发生核裂变?

已经有硼砂吸收中子、核反应不是停止了么,为什么还会发生核裂变?据报道中推测与水位有关,因为石棺封闭时反应堆会有大量的冷却水和碳化硼,当然空投的覆盖不可能很均匀,但当时裂变被抑制有两个因素:

1、中子被碳化硼吸收

2、中子被大量水减速到无法引发裂变

碳化硼一旦进入反应堆后就很难再改变形态与位置,但水是会渗透、流动与蒸发的,因此当前唯一出现的可能就是水位可能变化了,而水在反应堆中是一把双刃剑,没有水,中子能级太高,不会引发裂变。

水太多,减速太过了更不会引发裂变,但世上还有一种叫做轻水反应堆的东西,中子减速剂就是水,刚刚好的水可以让中子减速后反应截面大大增加,从而成为帮凶,要不然怎么会有加蓬铀矿的天然核反应堆呢?

左侧为此前修建的石棺

那么现在面临的一个问题就是,怎么办?有科学家提出建议,对着“Subreactor Room 305/2 ”钻孔,然后注入大量吸收中子的“硝酸钆的液体”,它能吸收大量的中子,从而达到消除核裂变反应的目的。

切尔诺贝利4号机反应堆总共有180至190吨的二氧化铀以及核反应产生的核废料,大约有30%已经随着爆炸的烟尘发散到了周围的空中,当前存在核反应堆内至少还有120吨左右!

切尔诺贝利核事故究竟是怎么发生的?

切尔诺贝利核电站原本没有事故,这个核事故是演习中错误操作引发的,当时是演习是测试蒸气涡轮停堆后惯性保持冷却水泵继续运行45秒,可以在柴油发电机组启动达到满功率的1分钟内填补电力空窗期!

停堆后测试顺利完成,之后是复堆,问题就出在复堆时刻,当时由于氙135累积发生反应堆毒化,反应堆功率未能稳定在700MW,而是跌落至30MW(切尔诺贝利四号反应堆总功率3200MW)。

因为反应堆在低功率时会产生衍生物氙-135持续吸收中子,使得输出功率持续下降,这个现象称为“反应堆毒化”,本来应该停堆24小时,等氙-135消耗后复堆,但代理总工迪亚特洛夫强行手动拔出碳化硼控制棒。

尽管此时氙-135持续吸收中子导致功率一时无法增加,但会造成堆芯温度和中子流极不稳定,而此时操作控制却进入疯狂地提高功率状态,所有安全告警被置于手动状态,降低冷却水流、继续拔出控制棒(总共211根控制棒,拔出了205根,即使在正常运行时也需要保持28根控制棒)。

此时堆芯功率急剧增加,反应堆开始失控,四号机组的紧急停堆按钮被按下,但已经为时已晚,因为控制棒完全插入堆芯需要18-20秒,而堆芯高温已经让控制棒通道变形,只插入1/3,此时堆芯失控无法避免,反应堆功率达到了设计值10倍,也就是32000兆瓦,核反应堆保护壳无法承受压力,发生爆炸,直接将安全壳给炸飞了。

1:23:40 C AZ-5按钮被按下,紧急停机

1:23:47 C 第一次爆炸,四号反应炉上盖被炸飞,屋顶炸穿,堆芯暴露

1:23:50 C 第二次爆炸,堆芯炸散

爆炸的四号反应堆

以上是时间节点,切尔诺贝利是人类史上最大的核事故,两次爆炸将数十吨核燃料以及核废料和石墨以及放射性蒸汽排入了大气层,搞得整个欧洲都惶惶不可终日!