核電是一種清潔且高效的能源,其發(fā)電能力是其它發(fā)電方式所不可比擬的,如果沒(méi)有核電的存在,現(xiàn)在的空氣污染肯定會(huì)更加嚴(yán)重。
不過(guò),核電也具有兩面性,一方面是清潔且高效,而另一方面則是存在著可怕的核泄漏風(fēng)險(xiǎn)。那么核電到底安不安全,應(yīng)不應(yīng)該使用呢?我們只需要回顧人類歷史上最嚴(yán)重的一次核泄漏事故,也就是切爾諾貝利核電站事故,我們自然就能夠找到這個(gè)問(wèn)題的答案,讓我們來(lái)看一看,一座好好的核電站,怎么就炸了。
首先我們先要從核電的基本原理說(shuō)起,核電實(shí)際上就是核裂變,而核裂變的本質(zhì)則是一種鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。當(dāng)鈾235吸收了一個(gè)中子之后,便會(huì)發(fā)生裂變,裂變后會(huì)產(chǎn)生質(zhì)量虧損,虧損的質(zhì)量則會(huì)以能量的方式被釋放出來(lái),在釋放能量的同時(shí),裂變后的鈾235還會(huì)同時(shí)釋放出三個(gè)中子。
鈾235裂變后所釋放出的三個(gè)中子又會(huì)分別與其它三個(gè)鈾235結(jié)合,促進(jìn)其發(fā)生裂變,于是牽一發(fā)而動(dòng)全身,這就是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。
鈾235裂變所釋放出的能量是巨大的,而通過(guò)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)更是能夠釋放出海量的能量,這就是核裂變威力巨大的原因,也是原子彈的可怕之處。如此可怕的裂變反應(yīng)是如何被用于發(fā)電的呢?答案就是將其可控化。由鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的基本原理可知,反應(yīng)的劇烈程度取決于中子的多少,所以只要控制了中子的數(shù)量就能夠控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的劇烈程度,那么如何控制呢?
簡(jiǎn)單一點(diǎn)來(lái)講就是在核反應(yīng)物中插入一種控制棒,這種控制棒具有吸收中子的作用,想要讓反應(yīng)減弱呢,就將控制棒插入,想要讓反應(yīng)變得更加劇烈
弄清了可控核裂變的基本原因,再來(lái)簡(jiǎn)單了解一下核能發(fā)電的基本原理。
核能發(fā)電簡(jiǎn)單來(lái)講是這樣的,向反應(yīng)物中注入冷水,冷水經(jīng)過(guò)反應(yīng)物帶走熱量起到冷卻作用的同時(shí)變?yōu)闊崴?,由于溫度極高,熱水的一部分變?yōu)樗魵?,推?dòng)渦輪機(jī)實(shí)現(xiàn)發(fā)電,基本上就是這么個(gè)原理?,F(xiàn)在我們可以來(lái)說(shuō)說(shuō)切爾諾貝利了,切爾諾貝利核電站事故的發(fā)生是源于一次斷電保護(hù)實(shí)驗(yàn),為什么要進(jìn)行這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)兀?/p>
核電站在發(fā)電的過(guò)程中要不斷向反應(yīng)物中注入冷水實(shí)現(xiàn)循環(huán),如果循環(huán)停止了,反應(yīng)物就會(huì)過(guò)熱發(fā)生融毀。由此可知,一旦發(fā)生斷電,水輪機(jī)停止工作,冷水無(wú)法注入、水循環(huán)中止,反應(yīng)物就將面臨融毀的風(fēng)險(xiǎn),誘發(fā)重大事故,所以核電站有著一套備用的柴油發(fā)電系統(tǒng)。但從停電到柴油發(fā)電系統(tǒng)啟動(dòng)卻有著一分鐘的間隔,而這一分鐘是存在風(fēng)險(xiǎn)的,因此必須要想辦法彌補(bǔ)。
如何彌補(bǔ)一分鐘的差距呢?辦法是這樣的,停電后水循環(huán)雖然停止了,但反應(yīng)仍在繼續(xù),水蒸氣仍然在生成并繼續(xù)推動(dòng)渦輪機(jī),于是前蘇聯(lián)的科學(xué)家們就決定利用殘余的水蒸氣對(duì)渦輪機(jī)的推動(dòng)實(shí)現(xiàn)惰性發(fā)電來(lái)彌補(bǔ)這一分鐘的間隔。
有了理論,還必須要進(jìn)行實(shí)驗(yàn),而這個(gè)實(shí)驗(yàn)總共進(jìn)行了四次,前三次都因?yàn)檫@樣那樣的原因而以失敗告終,在進(jìn)行了充分的準(zhǔn)備之后,1986年的4月25日,終于迎來(lái)了第四次實(shí)驗(yàn)。從安全的角度考慮,在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行之前必須要先降低反應(yīng)堆的功率,但這一天出現(xiàn)了一個(gè)小插曲,就是依靠切爾諾貝利核電站供電的城市基輔自己的一座小型發(fā)電站出現(xiàn)了故障,此時(shí)如果再降低切爾諾貝利核電站的反應(yīng)堆功率,基輔就面臨著用電癱瘓,于是只得將原本要在白天進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)挪到了晚上。
原本應(yīng)該由白班工作人員操作的實(shí)驗(yàn)改為了由夜班工作人員來(lái)操作,而值守夜班的只有一個(gè)剛剛升職上來(lái)的代理工程師。
由于操作上的一些問(wèn)題,當(dāng)時(shí)反應(yīng)堆出現(xiàn)了毒化現(xiàn)象,簡(jiǎn)單講就是反應(yīng)功率急劇下降,已經(jīng)達(dá)不到實(shí)驗(yàn)要求了,當(dāng)時(shí)的操作人員大多認(rèn)為應(yīng)該終止實(shí)驗(yàn),但這位代理工程師則堅(jiān)持關(guān)閉自動(dòng)控制系統(tǒng),手動(dòng)拔出控制棒來(lái)提升功率。一手動(dòng)就拔多了,比規(guī)定的最低數(shù)量還多拔了10根。在控制棒拔出之后,功率快速提升,于是實(shí)驗(yàn)開(kāi)始,在斷電之后,水循環(huán)
由于此前自動(dòng)控制已經(jīng)關(guān)閉,所以系統(tǒng)并沒(méi)有自動(dòng)插入控制棒來(lái)減緩反應(yīng)速度,當(dāng)操作人員發(fā)現(xiàn)情況不對(duì),開(kāi)始手動(dòng)插入控制棒時(shí),已經(jīng)來(lái)不及了,因?yàn)榉磻?yīng)用的燃料棒已經(jīng)因?yàn)闇囟冗^(guò)高而融化了,這就使得控制棒無(wú)法正常插入,接下來(lái)就是融毀爆炸、核泄漏,以后的事情我們就都清楚了。切爾諾貝利核電站事故可以說(shuō)是一次眾多巧合加人為因素所導(dǎo)致的重大事故,有很多人應(yīng)該為這起事故負(fù)責(zé),但不能因此而否定“核電”。
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