书城工业原子能的开发利用
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第60章 “中国迸发症”

反应堆工作时,要依靠冷却剂不断地从堆芯导出裂变所产生的热量。如果输送冷却剂的主要管道发生破裂,会造成什么结果呢?首先,毫无疑问,在压力下流动着的冷却剂会迅速从破口处大量往外涌出,要不了多久,堆芯就会裸露出液面,发生失去冷却剂事故。对压水堆和沸水堆来说,这又称为失水事故。

当发生大的失水事故时,反应堆会由中子得不到水的慢化而自动中止链式裂变反应,但堆芯中积累的大量裂变产物,将继续放出衰变热,热量释放的速率,大约相当于正常运行时的7%。停堆后15分钟时,衰变热的强度降到2%;一天以后大约降到0.5%。如果在这个过程中堆芯得不到冷却,燃料元件的温度就会上升。

首先是堆芯的金属与水蒸汽发生氧化反应,放出氢气和额外的能量。当堆芯温度上升到2800℃时,燃料和氧化后的金属都开始融化。融化的堆芯在反应堆容器内成为一种白热化的黏性物质。它会在几小时内熔透反应堆容器而掉到厂房的地板上,再穿过建筑物的钢板和混凝土沉入地下。

有些美国人认为,熔融的那团放射性物质将在地球引力的作用下,一边发热,一边钻进地壳,朝着中国的方向下沉。有些核动力专家开玩笑地说,它会熔穿地球而来到中国,因此,把这种堆芯熔化事故风趣地称为“中国迸发症”。这本来是一种诙谐的说法,没想到竟有影片公司以此为主题拍了一部电影,于是“中国迸发症”这一名词就广为流传起来。然而这种说法不仅在物理学上是荒谬的,即使在地理学上也是不正确的。因为在地球上,与美国遥遥相对的并不是中国,而是印度洋。

实际情况是这样的:当堆芯熔化时,熔浆中的挥发性裂变产物(如碘-131、氪-85、氙-133等)将会逸入大气,如果不加约束,有可能随风飘流到居民中间,造成严重的辐照事故。非挥发性的裂变产物,随着熔浆沉入地下,但熔化的堆芯不会一直沉降下去。开始时,滚烫的熔浆由于不断地发出衰变热,熔化着越来越多的砂土和岩石,为自己的下沉开辟道路。然而到了一定程度,衰变热逐渐减少,而熔化体的表面积却越来越大,下沉过程就逐渐被抑制。以后,它开始凝固,并逐渐降温,成为埋在地下的一团固体的放射性物质。然而,即使埋在地下,放射性物质仍可通过各种渠道(如地下水等)进入人类生活的环境,引起严重的放射性污染。