我是我国的核电工程师,看完《切尔诺贝利》我有话说!
HBO五集迷你剧《切尔诺贝利》,豆瓣评分高达9.6分,是依据前苏联切尔诺贝利核电站的事端改编的。该剧从播出到结束至今,引发了广泛重视与评论。  本剧带领观众深化这个人类历史上最惨烈的核事端现场,通俗易懂地解说了杂乱的核科学,但也把观众们吓得不轻。在日本福岛核事端的八年后,“核事端与核辐射”又一次成为热门论题。    核安全也是我国国家安全的重要组成部分,理应得到群众的重视。今日,让咱们跟从中核集团我国核电工程有限公司核电安全研讨中心工程师的视角,一同深化了解核科学:  作为一名长时间奋战在一线的核电工程师,忽然发现自己的专业知识成为群众关怀的论题。在一集不落刷完剧后,今日想从一名核电从业者与核电安全研讨者的视点和咱们聊聊切尔诺贝利究竟发作了什么,相似事端会不会在我国发作↓  01切尔诺贝利核事端为什么会发作?  具有挖苦意味的是,这起迄今为止国际上最严峻的核事端起源于一次旨在进步安全性的试验。该试验意在查验失掉厂外电源的情况下,汽轮机依托惯性自转持续发电,在备用的应急柴油发电机投入前能够供给多久的电力。    试验计划在电厂25%功率下进行,但在由100%功率向25%功率降功率过程中,由于操作失误,导致功率掉到了1%,简直停堆,这是事端的榜首张多米诺骨牌。功率忽然下降会导致阻止核反响的物质浓度升高,正常情况下,只有待这些产品被耗费后才干正常进步功率。  可是,为了赶快进步功率以到达试验要求,操作员违反了操作规程,抽出了简直一切能够操控核反响速度的操控棒,当操控棒刺进,核反响速率就会下降,功率下降;反之,当操控棒抽出,核反响速率升高,功率进步。假如反响堆是车,操控棒就既是油门又是刹车。    当操纵员“踩满油门违规驾驭”时,功率一段时间后开端敏捷进步,面临“超速时或许车毁人亡的危险”,操纵员又按下了紧迫停堆的按钮,企图刺进一切操控棒进行“刹车”。    不幸的是,切尔诺贝利所选用的RBMK式反响堆的操控棒规划有问题,在操控棒开始一段刺进时仍会进步功率而不是下降,相当于刹车的榜首脚仍是给油门,在反响堆现已“满油门”情况时,这一脚“油”的威力,不亚于速度与热情中的NO2喷射器,在4秒钟内,功率上升到满功率的100倍,直接“爆缸”。    △操控棒落下,反而添加了反响性  焚烧的石墨块和燃料向上直喷,浓烟冲向 1000 米高空,火花溅落在反响堆厂房、汽轮机厂房等建筑物房顶。一起由于油管损毁、电缆短路及强辐射,厂区内一共引发了几十处火灾。    可是,切尔诺贝利的爆破仍非核爆破。即核反响堆永久不或许发作核爆破,这也是剧里的官员们一向不相信反响堆爆破的原因。这是由于核电厂一切的核燃料是低浓缩铀,而原子弹需求的则是高浓缩铀,就像高度白酒能够焚烧,啤酒不会焚烧相同,低浓缩铀的核燃料从物理上就能够承认永久不会发作核爆破。    那么,切尔诺贝利的爆破究竟是怎样发作的呢?    这是由于反响堆功率瞬间进步构成流过反响堆芯的水瞬间被加热汽化,蒸汽压力骤升超越管道能够接受的压力所构成的蒸汽爆破。剧中的“切尔诺贝利三勇士”的举动便是为了排出地下室的水,防止高温的堆芯熔融物与地下水池触摸发作蒸汽爆破。(尽管现在科学界对苏联科学家核算的成果存在争议,但无论怎样都不可否认“三勇士”的献身自我、解救别人的巨大精力!)  事端后经过多年的查询剖析,预算爆破当量约为100吨至300吨TNT,并不算很剧烈,远小于核武器万吨级的当量。但爆破所发作的压力和能量足以推进混凝土顶盖、掀翻换料机、突破反响堆厂房的房顶,构成高压烟羽上升至高空。风将放射性产品吹到附近国家,构成污染。      02相似事端会不会在我国发作?  答案是否定的。  我国的核电厂大都选用压水堆,而切尔诺贝利事端中的RBMK堆型是选用石墨作为慢化剂的压力管式沸水堆,两者在规划上存在巨大差异。这种差异简略来说,相似于独轮车和四驱越野车的差异。  压水堆的选用“负反馈”机制的规划,即在功率添加的情况下,跟着反响堆温度的升高,会引进负的反响性,自发的下降反响速率,不会发作功率暴增的情况。压水堆像一辆自带安稳系统的轿车,在速度忽然添加的情况下,刹车会主动被踩下。    △压水堆  而RBMK堆芯由于规划问题,存在“正反馈”。功率添加时会导致堆芯内水的汽化增多,水的削减会导致核反响增强,进一步进步功率。    △RBMK  因而,RBMK反响堆就像一辆会主动加快的轿车,在速度忽然添加的情况下,油门反而会主动增大。因而RBMK堆芯的运转需求特别当心,一只脚要一直放在刹车上。可悲的是,切尔诺贝利事端中,一切“刹车”办法悉数被取消了。可见,压水堆在规划上具有固有安全性。    故压水堆不会发作堆芯爆破的事端,只或许发作因冷却缺乏而导致的堆芯熔化事端(如美国三里岛事端)。需求特别指出的是,三里岛事端导致的放射性走漏远小于切尔诺贝利核事端,其中最要害的原因便是RBMK堆型没有无缺的安全壳,而三里岛的压水堆有个巨大且健壮的安全壳,将整个反响堆用钢筋混凝土结构的巨大“壳体”彻底罩住,即便发作堆芯熔化,放射性物质也会容纳在“壳体”内部,不会开释到环境中。  三里岛的核电厂归于二代压水堆,而我国已建的压水堆核电厂大都为二代+三代压水堆,比较第二代核电厂,安全性又得到了极大的进步,堆芯熔化事端发作的或许性现已大幅下降。除选用更为先进的双层安全壳外,经过一系列规划改善,如:非能动热量导出系统、主管点破前漏(LBB)技能、设备抗震才能进步、高牢靠性的仪控系统、主泵轴封破口消除等办法,确保反响堆即便在发作全厂断电、地震等事端时,仍可安全停堆,根据牢靠的科学剖析,堆芯熔化的概率现已降至1×10-6/堆 · 年以下,即100万堆年都难以发作一次堆芯熔化的事端。    △RBMK无无缺安全壳    △压水堆双层安全壳  03关于“华龙一号”安全性的评论  尽管堆芯熔化的事端已基本上不或许发作,但出于纵深防护的安全理念,在我国现在具有彻底自主知识产权的“华龙一号”等三代核电厂规划中也考虑了针对堆芯熔化事端的缓解办法。这些办法大都为了确保安全壳的无缺性和密封性,防止放射性物质进入环境,例如在“华龙一号”中就设置了如下办法:  压力容器内的熔融物停留,经过向堆腔灌水并冷却反响堆压力容器外壁面完成,能够防止熔融物进入安全壳,确保安全壳底板不会被熔穿;  设置氢气复合器,能够在不焚烧的情况下催化复合安全壳内的氢气与氧气,防止安全壳内的氢气爆破;  设置非能动安全壳热量导出系统,能够在安全壳密封的情况下排出安全壳内的热量,保持安全壳内压力小于其承载才能;  双层安全壳,外层安全壳能够抵抗大飞机碰击,然后确保内层安全壳的无缺、密封性;一起,两层安全壳之间的环形空间也能停留从内层安全壳走漏的放射性物质。    △华龙一号电厂针对严峻事端的缓解战略  一切这些规划改善办法都是树立在充沛的研制基础上的。为了更精确的了解事端现象和机理,一起也是为了充沛验证各系统的功能,在三代堆的规划中进行了许多的理论和试验作业。      △华龙一号规划全面平衡地遵循了核安全纵深防护准则和规划牢靠性准则,立异性地选用“能动与非能动相结合的安全规划理念”  现在三代压水堆核电厂现已十分安全,但出于对核电厂肯定安全的寻求,以及对群众健康的极度责任感,安全相关的研制作业一向在进行。      △华龙一号能够抵挡现在经历过的一切飓风等级,能够抵挡9级烈度的地震以及商用大型飞机的外部碰击!  我国在核电厂事端及核安全方面的研讨才能,已与国际一流水平接轨。在事端现象和机理的前沿研讨范畴,我国也展开了许多作业,已建造或行将建造多个先进试验设备(下图列出部分试验台架)。此外,在理论研讨和仿真程序开发方面,国内也展开了许多的作业。    △华龙一号安全壳归纳试验台架      △压力容器下封头熔融物换热特性试验台架  04几点定论  由于堆型规划存在很大差异,我国的核电厂不或许发作切尔诺贝利事端那样的爆破。  三代核电厂不只不会发作爆破,并且经过多个规划改善,堆芯熔毁的概率现已大幅减小,一个机组运转一百万年,都不会发作一次。  以华龙一号核电厂为例,我国的核电厂在规划阶段就考虑了最恶劣和极点的事端工况,并设置了严峻事端的防备与缓解办法,从事实上防止了放射性的大规模开释。  我国现已展开并还将展开许多核安全相关的科研作业,以确保核电厂和群众的肯定安全。  当时,核安全已被归入到国家整体安全系统,上升为国家安全战略。核安全高于一切,将一直是核能开展的生命线。  05看完这篇文章仍旧觉得空气中充溢辐射,该怎么?  读罢此文,不知道是否处理了咱们的一些疑虑。假如仍是觉得空气中充溢了放射性,引荐翻开下面这个网站——  data.rmtc.org.cn:8080/gis/PubIndex.html  (点击“阅览原文”检查)    现在我国现已树立遍布全国的辐射监测网络,可实时查询辐射监测数据,咱们尽可定心。  关于核科普,这个千万别错过!  7月22日-26日,由中心网信办网评局、国务院国资委宣扬局辅导,国务院国资委新闻中心主办的“与共和国共生长 · 新媒体走进新国企”——#核铸强国梦#主题活动将深化中核集团、国家电投,近距离感触我国核工业开展进程及我国自主核电技能“华龙一号、“国和一号”等开展情况,切身体会“华龙一号”全球首堆演示工程链式裂变力气是怎么造福人类,现场直击我国最大核电基地的工业化力气与美感。    翻开微博,查找#与共和国共生长#或#核铸强国梦#,咱们不见不散!  ———— /END/ ————  引荐阅览  ▼  (点击图片即可获取全文)  作 者丨张慧敏 赵庆南  责任编辑 | 陆哲宇  履行主编 | 龚政  头绪供给丨中核集团