切尔诺贝利地下的危机:熄灭多年的熔毁炉芯,为何会被复燃?

大漠孤烟直哦 2024-12-06 15:13:03

本文内容均引用权威资料结合个人观点进行撰写,文末已标注文献来源,请知悉。

前言

1986年4月26日,一场史无前例的巨大灾难突然爆发。

当时世界上最大的核电站发生爆炸,附近的一座座城市一夜之间成为空城。

650多万人直接受灾,27万人患上了癌症,前前后后有大约50万人因为核灾难死亡。

为了尽可能地减少灾害损失,前苏联花费了巨大的代价修建了一座石棺,将灾难消弭在内。

切尔诺贝利又恢复了平静。

时光如白驹过隙,悠悠三十载,弹指一挥间,原本已经恢复了平静的切尔诺贝利,似乎死灰复燃了。

这究竟是怎么回事儿?

01 核裂变

要想知道已经熄灭的核废墟为什么会有复燃的风险,首先我们要来了解一下核电站的运行原理。

核电站发电采用的是可控核裂变技术。

其中最常见的铀裂变就是让中子去撞击铀235,产生新的物质以及新的中子,新的中子又会去再次撞击铀235,继续裂变。

在裂变的过程中会释放大量的能量。

从这个过程中我们可以知道,控制核裂变的反应关键在于控制中子的数量,这也就是可控核裂变。

所以在核电站中,会在反应堆中插入控制棒。

这种控制棒可以吸收中子,以此来控制中子数量,实现对核反应的有效控制。

而切尔诺贝利当年发生事故就是因为设计缺陷尤其是控制棒的缺陷,导致中子数量过多,反应堆温度过高,进而产生了爆炸。

爆炸发生之后,反应堆内的堆芯融穿了安全壳,形成了一种熔岩状的物质,堆积在地板上,形成了类似于象脚状的巨大堆积物。

这被称作为核熔物,是核辐射物质和建造反应堆的材料高温融化之后混合在一起的,里面含有巨量辐射。

人体在这种辐射中暴露4分钟就足以致死。

这种物质非常危险,能够腐蚀它们接触到的所有东西。

当事故发生之后,前苏联付出了巨大代价才熄灭了核反应堆,但对于这含有大量核裂变燃料的核熔物没有什么好的方法。

为了防止灾害再次发生,苏联决定建造一个巨大的石棺将灾难封闭在内。

02 复燃

这个巨大的石棺成为了切尔诺贝利的坟墓。

30多年来,相关的专家依旧在石棺附近监测着核电站废墟的状况。

因为当年发生爆炸时,核电站内还有很多核燃料,一同被封锁在石棺之内,专家们非常担心这些核燃料会复燃。

专家们一直在追踪着核电站废墟地下的中子数量,他们发现核电站内部的房间里正在源源不断的流出中子,而且中子的数量越来越多。

开头我们就说过,中子数量是核裂变反应的关键,中子数量的增加意味着复燃可能的增加。

但是有中子就一定会重新燃烧吗?核裂变还需要什么条件?

其实核裂变反应还需要水的参与,它是一种慢化剂。

顾名思义,水可以减缓中子的速度,这样可以提高中子撞击铀235的概率,从而加速核裂变反应的进行。

也就是说有水,核燃料才能烧起来。

那么复燃的水是哪儿来的呢?

事故发生之后,苏联建造了一个石棺,隔绝了内部与外部的联系,也隔绝了雨水渗入的可能。

但是由于切尔诺贝利内部具有强烈的腐蚀性,再加上雨水在外部的腐蚀,30多年过去,石棺已经出现了裂缝,甚至顶板已经出现了坍塌的迹象。

这样雨水就趁虚而入,接触到了石棺内部的核燃料,让核燃料出现了复燃的风险。

专家们的担心是有道理的,2021年,相关研究所就发现深埋在切尔诺贝利地下的核燃料有复燃可能。

03 危机

切尔诺贝利内部的核燃料还没有出现大面积的复燃,目前只是如同烧尽的壁炉一般,有零星“火星”。

但是这已经很让人感到忧心忡忡了。

爆炸发生之后,切尔诺贝利地区就因为其强烈的辐射成为了生命禁区,不仅人类难以踏足,机器在其中工作都受到了限制。

所以专家们对内部核燃料的具体状况了解很少,再加上如今出现了复燃现象,人们开始担心切尔诺贝利会不会再次爆炸。

专家们无法排除这样的风险,所以现在最好的办法就是将复燃的“火星”熄灭。

目前专家们已经采取了措施,最核心的思路就是保持石棺内的干燥环境。

所以专家们一方面通过喷洒特殊的化学物质,将内部已经产生的水分吸收掉,另一方面正在考虑建造一座钢铁棺木去代替石棺,以隔绝雨水的渗入。

1990年,一场大雨让大家对切尔诺贝利的状况非常担心。

在这种情况下,一位科学家冒着生命危险进入了内部,带去了可以吸收中子的溶液。

后来相关部门又安装了喷洒溶液的装置,但是这些溶液根本就渗入不到地下室。

2016年,一座新的避难所建成,用来稳定反应堆并且隔绝雨水。

避难所建成之后,里面大部分区域的中子都保持在了稳定的数量上。

但还是有区域有些失控,这说明单纯的保持环境干燥并不能完全解决问题。

所以专家们考虑研发一种可以在高辐射环境下工作的机器人,进入切尔诺贝利内部插入控制棒去控制中子数量。

但是这依旧不能解决所有的问题,当年爆炸形成的巨大象脚状核熔物没有什么有效的解决方案。

象脚会熔化它所能接触到的所有物质,进而不断向下坠落,也许有一天它会融穿地板,接触到地下水。

到时候就是另一场生态灾难。

这场事故是人类有史以来最严重的核灾难之一,原本生机勃勃的地方一夜之间成为空城。

事故发生30多年后的今天,我们依旧深受影响。

参考资料

中国科学报:35年后切尔诺贝利“死灰复燃”?

人民资讯:时隔35年,切尔诺贝利地下物质再次复燃,又要爆炸?

和迅网:35年后!危机并未完全解除:切尔诺贝利核反应堆再次阴燃

西安日报:35年了,切尔诺贝利如今是什么模样

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