氢气爆炸≠核爆炸
11208120 杨文清
今晚在课上听了李有祥老师讲的关注核安全的讲座，在讲座中我明白了核燃料爆炸不等于核爆炸，各次核泄露的历史，各种人所接受的核辐射，每个人一次所能接受的最多核辐射为4000毫西弗，面对核辐射的方法，如何避免核战争等。因为我是工科学生，所以对课上讲的核燃料爆炸不等于核爆炸这一块很感兴趣，下面是我从这次听到的报告中以及回来后上网资料后从工科的角度理解的“核燃料爆炸不等于核爆炸”。
全世界的目光都盯着日本福岛第一核电站。该电站的核泄漏事件唤醒了人们对乌克兰切尔诺贝利核电站爆炸噩梦般的记忆。在那次事故中，反应堆爆炸导致8吨放射性物质泄漏，直接污染核电站周围6万多平方公里土地，320多万人受到辐射。那么，氢气爆炸和核爆炸有什么不同？核泄漏是怎么回事？核电站有哪些安全屏障？
福岛电站不是核爆炸。
首先，我们应该知道，福岛核电站发生的爆炸是氢气爆炸，并不是“核爆炸”。 “核爆炸”利用的是高纯度铀的倍增反应，通过中子的倍增使得整个裂变在极短的时间内发生，但核电厂的反应堆则刚好相反。在反应堆中只有持续的链式反应，而没有倍增过程，所以反应不会加速，核弹和核电的链式反应速度可以相差几千万倍。在核电站的运行过程中，能量以不变的速率释放出来，将水加热，产生蒸汽，蒸汽驱动汽轮机，汽轮机驱动发电机，产生电能――除了燃料不同，核电厂做的事情跟火力发电厂也差不了许多。反应堆一般只需要3%左右纯度的铀-235，这样的纯度不足以产生原子弹那样的爆炸，所以即便反应堆失控，也不会有“核爆炸”，这和烈度白酒可以点燃，啤酒却不能点燃的道理一样。 氢气爆炸是这样发生的。
福岛核电站采用的是沸水反应堆，反应堆最里面的是核燃料，核燃料装在陶瓷芯块中，陶瓷芯块又装在锆合金中，锆合金外面就是水，水装在一个大容器中，容器的外面是钢筋混凝土做成的安全壳。
核燃料发生裂变，产生的热量传导给水，水变成蒸汽，从蒸汽管流出去，其中的液态水被过滤掉后，就进入发电机组，发完电后，气体冷却为液态水，又通过水管流回容器，如此形成循环。
地震发生后，供电系统中断，此时应该启用核电站自有的柴油发电机发电，但是地震引起的海啸又把柴油发电装置淹没了，核反应堆失去了电力供应。此时，由于没有动力驱动，水循环不能完成，核反应堆中的热量带不出去，热量的聚集导致容器中更多的液态水变成蒸汽，容器内气压变大，对容器外壳形成威胁。 为了降低容器内的气压，工作人员选择把蒸汽排出核反应堆，但是容器内的高温使得水蒸气与锆合金反应产生氢气，含有氢气的蒸汽排出去之后，与厂房里的氧气混合发生了爆炸。从设计上说，这样的爆炸是不会伤及核反应堆的。因为：首先，爆炸是在核反应堆之外发生的；其次，核反应堆最外面的安全壳由1米厚的钢筋混凝土制成，内壳还有6厘米厚的钢衬，飞机撞上都不会炸开。 核泄漏又是怎么回事呢？
核燃料所在的陶瓷芯块已经把98%的放射性物质滞留了，陶瓷芯块的熔点为2800摄氏度，物理化学性质稳定。陶瓷芯块外面又有锆合金，锆合金具有良好的密封性，能保证在长期使用中不使放射性裂变物质逸出。锆合金之外的容器由20厘米左右厚的钢板制成，可以耐高压。容器外还有前述的安全壳，安全壳设计上可以承受在最严重事故情况下内部的水全部蒸发成气体所产生的压力。 当发生意外情况时，核反应堆里的控制棒会立即插入核燃料元件，控制棒具有吸收中子的效果，中子被吸收后，核裂变就停了下来，所以热量不会持续增加。但是核裂变完全停止之前产生的热量也不可小视，如果不能及时降温，会使得陶瓷芯块和锆合金融化而把放射性物质泄漏到容器，此时若排放蒸汽，就会把放射性物质排到外面。
福岛核电站地震后进行了蒸汽排放，这属于非常规动作，排放的量大，而且不知道有没有经过过滤，所以使得周边的辐射量大于正常值甚至超过设定的标准值都是可能的。不过按照日本官方的说法，目前能够确保居民安全。
核电比煤电要安全得多人们都知道核电厂有放射性物质，但很少有人了解，由于煤中含有微量天然放射性物质，从燃煤电站排放的天然放射性物对公众产生的辐射远高于核电站，比核电高50倍。在浙江的一座石煤发电厂其功率比秦山一期核电厂小一个数量级，但排放的放射性物质产生的辐射剂量比秦山核电厂却
高一个数量级。众所周知，燃煤电厂还排放大量含有害物质的微尘。 对90年代中期我国现有煤电链和核电链安全比较的结果是：
1、对工作人员健康的影响。从辐射照射看，煤电链约为核电链的10倍；从尘肺看，煤矿为铀矿的5倍。
2、急性事故死亡率。煤电链约为核电链的60倍。
目说到核安全，人们首先想到切尔诺贝利。除前苏联切尔诺贝利事故以外，尚未发生一起对环境产生较大影响的核电站事故。切尔诺贝利事故并不能改变“核能是安全的能源”这一结论。切尔诺贝利核电站设计本身存在严重缺陷，加上运行人员严重违反操作规定，从而导致产生了这起核电史上最严重的事故。另外，切尔诺贝利核电站没有大多数核电站都配有的安全壳，而福岛核电站是有安全壳的核电站。
现在新建的核电站，安全性能更是被提升到了新的高度。以我国正在建设中使用的第三代AP1000核电技术为例，反应堆上方顶着多个千吨级水箱，一旦遭遇紧急情况，不需要电源，把水箱里的水灌到反应堆里降温即可。
11208120
杨文清
2011.3.25
