日本为啥不使用硼砂停堆而是不停的灌水冷却?
硼砂停止链式反应是切尔诺贝利的已证实有用的做法,日本为啥不采用这样的做法?反而采用水冷却的方式,导致无穷无尽的产生污染水呢?
它那么大一坨东西,其实屏蔽罩里面都是大量的石墨,环境是常压的,只有穿过石墨的数百根管道内是高压,所以这玩意儿叫“管式”反应堆。
管道内放置燃料棒并且从底下灌水,水在管道和棒体的缝隙内流过吸热变成蒸汽,蒸汽和水的混合物从上部流出,进入蒸汽分离器后水和蒸汽分家。
堆芯爆炸的时候,反应速率超过堆芯设计功率十倍以上,蒸汽瞬间蒸发炸开管道,之后核物质、石墨、水分解出的氢气氧气、外界氧气一起混合产生第二次规模更大的爆炸,把上千吨重的屏蔽罩盖送上天翻了个锅,堆芯里绝大多数内容物都炸出去了。
由于堆芯直接扬了,石墨、水都不复存在,不太可能临界,所以当时链式反应基本也不复存在,剩余的热量主要是裂变产物继续衰变放出的热。
倾倒硼砂,主要是为了盖住暴露的污染物,吸收中子阻挡辐射,还有就是阻挡氧气让火烧不起来。
最后发现5000吨硼砂几乎都倒偏了,火是把能烧的东西烧完了自己灭的。当然衰变热也要处理,不然不仅可能再度引发火灾,甚至有可能继续熔穿地基。
所以当时考虑制造人工冻土,但最终没有实行,转而在地基内清除各种坍塌的碎屑,腾出空间制造冷却设施尝试冻住向下熔化的废料。
最终也没用上,因为发现废料最终自己冷却下来了,正好烧到厂房最底层没有继续穿透,算是狗屎运。
切尔诺贝利是堆心炸上天了,核污染从乌克兰一直飘到白俄罗斯,搞出几十万的伤亡,剩下的核燃料融成一个“象脚”现在还在核电站内部,如今已无多少放射性,网上搜“切尔诺贝利象脚”一堆图。
福岛的反应堆是早期BWR设计,四个爆炸的反应堆设计都不太一样,不过基本结构差不多。
堆芯位于一个金属的高压容器内,兼做蒸汽分离器,但正常工作时燃料棒是彻底浸没于水下的。外面一层屏蔽是一个类似烧瓶套了个救生圈形状的钢制包容外壳,再外面浇筑很厚一层混凝土防护,同时底部的混凝土超厚,用来防止或者延缓熔化的堆芯烧穿地皮。
如果能承受压力的容器密封失效或者压力过高,气体会先排到烧瓶形的干井内,然后导入救生圈湿井里,用水尽量捕捉污染物。
事故当天反应堆在正常投产,所以裂变副产物量很大,地震后紧急停机,链式反应停止,但仍然有副产物衰变持续小功率发热。
海啸一来,冷却停止,这部分衰变产物把能承受压力的容器里的水煮干,蒸汽压力也因控制失灵没有很好的方法很快排放,所以会造成了周边管路超压破裂漏气,但是能承受压力的容器应该没炸开,不然大家在电视台直播看到的就不是炸房顶而是整栋房子炸开了,而且最终辐射泄漏会达到与切尔诺贝利齐平甚至超越的级别,而不是现在的仅仅十分之一。
水烧干后,堆芯熔化沉积到能承受压力的容器底部,可能造成了损坏泄漏,但最终是漏穿能承受压力的容器还是漏穿干井,可能每个堆都不一样。不过能确定的是烧穿干井底部混凝土,完全是扯淡。
但即使厂房地基顶住了,辐射还是大量泄漏,这是由于反应堆管路大量被破坏,为了冷却又大量注水,水淹到哪里是控制不住的,即使把冷却水抽回来,也没办法避免在厂房底部渗漏进地下。所以福岛区域地下水辐射超标。
由于堆芯没有直接炸上天,而是仍然被包在厂房里,而且压力在相当长一段时间内很高,所以等于没法以任何方式导入硼砂,只能加水。
这些水是非间接接触堆芯熔化污染物的污水,一定不可以直接排放,有必要进行处理后再看能不能排。对解决方法、处理效果的重大争议,造成了这几天的国际冲突。
说白了,日本的是堆心融穿地面,一直烧到地下几百米的地方,形成一个深井,地下水不断渗进去污染。不把水抽上来就会污染地下水,现在是把周围都冻住不会渗水了,但是之前抽的有上百万吨。
福岛这个堆芯没人知道他能烧多久,几十年,几百年,几万年都可能会。实际上苏联当年堆了5000吨硼砂,事后发现全堆错地方了,一点卵用没起到。要想迅速熄灭最简单的办法是用氢弹给他一次性烧光,硼砂是不好使的。
三里岛核事故5级,切尔诺贝利7级,福岛通过一通操作成功让3级事故变成7级事故,这真是个奇迹!
日本东电公司第一大股东已经变成贝莱德,或者叫黑岩你们会比较耳熟;贝莱德的幕后在事故现场进行核子实验;日本的核电站在反应过程中会产生钚,根据现存技术推测,已能将临界反应质量降低到6.几公斤,根据日本公开的数据,日本目前保有的钚规模在44吨以上,可以生产5000到10000枚左右的小型核弹。
其实,不需要讨论排海是不是什么最优解了。什么技术分析都是浮云,这问题只有一个答案,因为他美爹说随便。