核燃料熔融會怎樣

核燃料熔融后，因為失去了材料剛性而坍塌，類似911事件的世貿(mào)大廈。

相鄰的核燃料棒粘連在一起，類似幾根冰棍在陽光暴曬下融化粘在一起的情形。這是非常危險的情形。正常情況下核燃料棒是以一定的間隔布置的，水可以從核燃料的間隔中流過，帶走核燃料的熱量，維持核燃料的冷卻；控制棒可以插入，吸收適量的中子，控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。核燃料熔融粘連在一起后，這些用于冷卻和控制的間隔被堵死，被帶走的熱量更少，核燃料溫度進一步升高，并從已熔融的核燃料傳遞到未熔融的核燃料，牽連更多的核燃料熔融。最嚴(yán)重的情形是核燃料熔融成一團。

核燃料棒在壓力容器里的布置圖。深色部分是控制棒

核燃料熔融有什么后果

核燃料熔融的后果有幾種情況，需要區(qū)別對待。以下是筆者個人的看法：

輕度熔融：只有少數(shù)幾根核燃料棒外表破損，核電站可以控制事態(tài)，在將核反應(yīng)堆停下來后的大修可以將損壞的燃料棒更換（例如美國三里島事故）。

中度熔融：部分核燃料棒熔化、粘連，已經(jīng)嚴(yán)重?fù)p壞了核反應(yīng)堆的結(jié)構(gòu)完整性，同時熔融放出的大量熱量、高溫高壓蒸汽和鋯水反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣將容納核燃料的壓力容器爆破，大量放射性物質(zhì)隨蒸汽外逸到安全殼中，繼而泄漏到外界。機組無法再使用（福島核事故）。

重度熔融：在中度熔融的基礎(chǔ)上進一步惡化，大部分核燃料棒熔化變形，高溫甚至將壓力容器底部蝕穿，掉入地表土壤。讀者可以自行想象焊錫被加熱后滴落的情形。這種情況遠比輕度和中度熔融嚴(yán)重，因為熔融的核燃料進入土壤后無法控制，直接與土壤還有地下水接觸，造成嚴(yán)重的放射性污染。（目前未確認(rèn)福島核事故是否有堆芯進入土壤）

這種情況極少出現(xiàn)，一些核電站在設(shè)計的時候也考慮了熔融核燃料棒（核電行業(yè)成為熔融堆芯）的掉落問題，我國的田灣核電站的早期機組也設(shè)置有堆芯捕捉器，實用性有待驗證。但不用驗證才是好事。

一旦核電站出現(xiàn)重度熔融事故，就意味著核事故已經(jīng)超過普通的預(yù)防和應(yīng)急，進入長期治理的階段，這個長期治理，恐怕將需要幾代人來買單。

日本福島二號機核燃料70%熔融意味著什么？

對比之前福島第一核電站所屬的東京電力公司認(rèn)為2號機組內(nèi)57%以上核燃料熔融的分析，此次的數(shù)據(jù)測量手段（基本粒子探測法）更先進，得出的結(jié)果也更精確，顯示形勢嚴(yán)峻得多。筆者認(rèn)為，70%熔融意味著2號機組的核燃料熔融已超出目前的控制，有進一步擴大的可能。對于已經(jīng)燃料熔融的機組，因為其自身已經(jīng)失去對核燃料鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的控制能力，所以引用外部水源對核反應(yīng)堆進行冷卻、抑制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)將成為長期的工作。只有控制住核燃料熔融進一步發(fā)展趨勢之后，對事故機組進行封閉和屏蔽才能正式開始。

我國與日本屬于一衣帶水的關(guān)系，地理位置的臨近加上洋流因素的作用，2011年福島核事故發(fā)生時，我國沿海地區(qū)就受到來自日本的放射性塵埃和放射性污水的威脅。由此我們應(yīng)當(dāng)密切關(guān)注福島二號機的事態(tài)，并在需要時提供力所能及的幫助。核電領(lǐng)域有一句公認(rèn)的話，核電行業(yè)無小事，任何一個核事故都會對全世界的核工業(yè)造成毀滅性的打擊，必須防微杜漸。

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