韩国服装购物攻略:揭秘！日本核危机的影响有多恶劣？

来源：百度文库 编辑：偶看新闻 时间：2024/04/28 19:15:45
人们对核工业的看法各不相同。有人认为核能是一种非常重要的绿色能源，因为核能可以在生产大量可靠电能的同时不排放二氧化碳。并且这些核能拥护者还指出，核能具有长达二十多年的安全使用记录，仅这点就值得人们称道。
也有一些人持不同观点，他们认为对生存在核电厂周围的人来说，核能实际上是一项非常危险的技术。三里岛和切尔诺贝利事件证明了核能可以造成多么巨大的灾难。

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2011年3月11日里氏9.0级地震之后的日本福岛第一核电站

无论情况如何，商业性质的核反应堆在许多发展中国家确实存在。由于核反应堆确实要使用一些比较危险的放射性燃料，所以这些核电厂都采用最高标准的工程设计和施工，几乎能抵御一切自然和人为的破坏。能经受住地震吗？没问题。火山爆发呢？同样也没问题。若被大型喷气式客机直接击中？答案还是没问题。恐怖袭击呢？照样不会有问题。通常核电厂都非常坚固，并且它所具有的多重备用系统几乎可以抵御任何来自外力的扭曲。
然而在2011年3月11日日本发生强烈地震后不久，人们关于核电站安全问题的看法迅速发生了变化。即使最初的报告指出地震本身并没有对核电站产生影响，但后来还是有几所核电站发生了爆炸。日本女川核电站大火燃烧，位于福岛的日本第一核电站发生了几次爆炸。
到底出了什么问题呢？如此精心设计的备用系统怎会出现灾难性的故障呢？让我们进一步了解。

核反应堆
如果您曾经看过本站《核聚变反应堆工作原理》这篇文章，就会比较熟悉核电厂发电的基本原理了，其实非常简单。商用核电厂的核燃料是由浓缩铀组成，铀原子分裂会自然发热（查看《核弹工作原理》了解更多核裂变的详细内容）。产生的热量可以使水沸腾并产生大量水蒸汽，从而驱动蒸汽涡轮带动发电机发电。核电厂在满负荷状态下产能可高达100万千瓦。
为了控制核电站的产能，铀燃料通常被分割成像小甜饼那样的小块。这些小块燃料被挨个堆放在一根名为燃料棒的金属管中，许多燃料棒捆绑成束放置在反应堆中心。控制棒放置在燃料棒之间，可以吸收中子。一旦将控制棒完全插入反应堆中心，程序可以停止运转。于是铀将生产最少的热能（不是完全停止发热）。而控制棒抽出反应堆中心越多，能够产生的能量越大。想想100瓦白炽灯灯泡散发的热量就足以烤制纸杯蛋糕，而如今请设想一下10亿瓦的灯泡吧，这就是一个全功率核电厂所生产的能量。




2011 HowStuffWorks.com

此次日本发生故障的是采用通用电气公司二十世纪六十年代设计的一号沸水反应堆。这是最早的设计之一，这种反应堆的铀燃料使水沸腾后产生的蒸汽直接带动涡轮机。后来这种技术被压水冷反应堆所替代，改善了一号反应堆的安全隐患。而正如我们这次所见，安全隐患最终酿成了悲剧。下一节我们将揭示导致灾难形成的致命问题所在。

沸水核反应堆的致命问题
沸水反应堆有一个致命缺陷——在大多数正常操作过程中和发生灾难性事故前往往不会察觉——就是它的冷却系统。
沸水反应堆使水沸腾，这十分容易。这项技术早在一个世纪之前就被运用在蒸汽机中。随着水的沸腾，巨大的压力推动蒸汽涡轮机运转。同时沸水也能保持核反应堆中心处于一个安全的温度。当水蒸气退出蒸汽涡轮机后，冷凝成水，并在闭合回路里循环利用。水会在电泵的驱动下循环利用。
这种设计的缺点在于电泵万一失去推力怎么办？加热器中没有了新水注入，水持续沸腾变成蒸汽挥发，机体内水位开始下降。等所有的水都挥发后，燃料棒就暴露在外，并且温度过热。即使这时将控制棒完全插入，也能有足够的温度使核燃料融化。这一点是最致命的！大量的融化的铀留到压力容器底部。这时，灾难就降临了。最糟糕的情况就是这些融化的燃料穿透压力罐释放到周围的大自然环境中。
由于对这种缺陷的了解，人们为电泵及其供电系统设计了大量的冗余备份。有许多的备用电泵，同时也有许多的供电系统。所需电源通常来自电力公司，一旦电网失效后则会有候补的柴油发电机作为电能来源，如果再不行则会有候补的电池组负责供给。有这么多的备用设施，看起来这个弱点应该是可以克服了，应该不会有什么暴露的机会了。
然而不幸的是，在日本地震发生后不久，最恐怖的情节仍然上演了。

日本核危机的最坏情况
日本核电站虽然经受住了地震的考验，但最靠近震区的4座核电站仍被立刻关闭，这意味着控制杆完全插入了反应堆的核心部分，使核电站失去了生产动力。这是核电站的正常操作步骤，同时也意味着冷却水泵的第一电力来源失效了。这倒不是一个严重问题，因为核电站还能从电网中获得电力使水泵正常工作。
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日本核危机最坏的情况将会是引发一场大灾难，并向大自然环境中释放大量的放射性物质

然而，目前的情况是电网运行的也不稳定并且被关闭，冷却泵的第二电力来源也失去了。然后开始启动备用柴油发电机，它是一种强大的、饱经时间考验的发电方式，所以不必担心。
但是随后海啸来了，而且不幸的是，此次海啸的威力远比我们想象中的强大。如果备用柴油机建在远离地面的高处，就可以防止被水淹没，或者保护它不受深水侵蚀，危机就可以避免。遗憾的是，海啸引起超乎想象的高水位让柴油发电机也失效了。
这样就只留下了最后一层供电保障——电池组——来维持水泵运转。如预期的那样，电池组开始运行，但它们的电力都只能持续几个小时。暂且假设电力可以通过其它渠道迅速恢复。
虽然运营商在筹备新的发电机，但是冷却水泵会在他们还未组装好发电机之前把电很快用完。最致命的弱点就是沸水的设计——好像是不太可能穿越那么多层障碍暴露出来——尽管如此还是爆炸了。就是因为这样才引发了此次的大灾难。


日本核电站爆炸
随着电池组电力用光，冷却水泵失效。没有新的冷却水流进反应堆核心，保持反应堆冷却的水也沸腾了。当水烧干了，燃料棒的头部就裸露出来了，装着铀燃料球的金属管也会因过热而裂开，导致水流进管子接触到燃料产生氢气。这个过程叫做热解——如果水过热，就会把它分解成氢原子和氧原子。
氢是很容易爆炸的气体——又叫兴登堡爆炸，这源于一个兴登堡中充满了氢气的典故。在日本核电站中，氢气制造了压力使这些气体泄露出来。不幸的是，这些气体泄露的过快，在反应堆中就爆炸了，同样的事件在不同的几个反应堆中也不可避免的发生了。
爆炸没有破坏控制反应堆核心部分的压力容器，也没有释放放射性物质，这只是简单的氢爆炸，不是核爆炸。这种爆炸破坏了压力容器周围的混凝土和钢筋建筑。
一旦爆炸也预示着事态已无法控制，如果水继续沸腾，一场巨大灾难不可避免。
一些运营商决定用海水淹没反应堆，这是控制事态的最后一道防线，让海水淹没反应堆总比引来一场灾难要好。除此之外，海水中的硼也可以扮演冷却液体的角色控制反应棒。硼可以吸收中子，并且它也是控制反应棒的成分之一。

日本核危机下一步该怎么走？
日本的核事件定性为6级（国际核与辐射事件规模鉴定），三里岛为5级，切尔诺贝利事件为7级，这是核事件的最高级别[来源：路透社]。很明显，目前日本事态很严重。
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特立卡斯坦核电设备厂是法国59个核电站之一，提供了全国75%的电力


日本已经失去了很大一部分电力产出来源。日本大约1/3的电力都来自核电站，这些核电站中一半目前已丧失产能（几乎占总发电量的20%）[来源：Izzo]。意味着这些电量要用别的发电方式取代。
40年，这些核反应堆也接近了它们使用年限。目前一种选择就是重建核电站，但这将面临两大难题：一是这种方法周期很长，很可能需要10年甚至更久；二是日本民众对新建核反应堆也没什么兴趣。当时现在考虑过些还为时过早。
在美国有相当数量的1号沸水反应堆。毫无疑问它们将来会被废弃，或者吸取日本的经验教训加以改进，并继续使用。
现在距美国三里岛事件后禁止新核电站的建设已经30年了，核工业一直希望核能可以在美国复兴。日本此次事件也许会打消这个复兴的念头，或者激励他们研究更安全的核技术。
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