2011年3月18日 星期五

福島電廠會像原子彈一樣爆炸嗎?

Tzy-Hao Zhuang 寫於 2011315 1:30


Q:福島電廠會像原子彈一樣爆炸成一團火球嗎? 

A:不會!你電影看太多了。 

Q:不會有連鎖反應嗎? 

A:連鎖反應需要有「臨界質量」,大概要好幾十公噸才夠,核電廠裡面只有幾百公斤而已。 

Q:那到底有什麼可怕?

 A:主要是心理層面和經濟層面,心理上,大眾有末日恐懼。經濟上,可參考三哩島事故,那次毀了一個反應爐,造成十億美元的損失,這次日本掛了三個,加上通貨膨脹,保守估計也有四十億美金。

 Q:聽起來還好,地震+海嘯的損失是100-500億美金啊!

 A:四十億只是保守估計。如果搞成車諾比,光是經濟損失就有兩千億美金。

 Q:有可能變成車諾比第二嗎?

 A:機會很小,車諾比機組沒有水泥圍阻體,而且使用石墨當作減速劑。所以爐心一熔毀,洩漏的石墨接觸到空氣立刻燃燒,直接進入大氣,造成非常可怕的後果。

 Q:那最壞的狀況是?

 A:現在已經很壞了,三個爐都已經確定報廢,爐心充滿海水和硼酸,未來只能花大錢拆除清理,如果辦不到。另一個處理方法是封存。等到爐心核燃料燃燒殆盡,溫度降低之後再設法拆除。

 Q:爐心然料還能燒多久?

 A:鈾235的半衰期是七億年。七億年以後還有一半。

 Q:聽起來很像永恆的地獄會使用的時間尺度。

 A:這是「現況」,還不是最壞的。最壞的是爐芯燃料棒熔毀,高熱的液態放射性金屬向下流動,穿透鋼結構甚至水泥圍阻體,最後洩漏到大氣中,也許沒有車諾比那麼嚴重,但也非常可怕了。

 Q:所以,現在的狀況是.....

 A:像是一台車,引擎冒煙還繼續開,結果水箱爆炸,引擎蓋炸飛。現在只能祈禱它能順利停住,不要半路燒起來。

 Q:聽起來這車是保不住了,為什麼反應爐會一直發熱?

 A:核電廠運作時的生成物會自然衰變,衰變會產生熱量。核電模組停機後的功率大概是運轉時的 6%~7%。以福島一廠二號機來說,設計功率是78.4萬千瓦,停機後的功率是五萬千瓦,大概是幾萬台瓦斯爐的規模,反應爐裡的核燃料只有幾百公斤,等於是用幾十台瓦斯爐去燒一只一公斤重的空鍋子。如果沒有冷卻水,溫度上升的速度是非常快的。

 Q:大海就在旁邊,冷卻水很多啊!

 A:如果冷卻水接觸到核燃料,就會帶有放射性,所以核電廠都用複雜的管路來隔開內循環水和外循環水。像是冷氣機裡面的冷媒和外面的空氣一樣的道理。一但停電,循環停止,核心溫度就會不停上升。

 Q:聽說現在是把海水直接注入爐芯?為什麼不用淡水?

 A:路斷了,缺水。你以為幾罐礦泉水就夠用了嗎?

 Q:還有硼酸?

 A:是的,就是家裡洗馬桶用的硼酸,用來吸收中子,中子會引起連鎖反應。如果只是灌水冷卻,再多的水也不夠。

 Q:聽起來不壞,那就繼續用海水和硼酸撐著吧!

 A:想的美!一三號爐是這樣子穩住了,但二號爐爐芯壓力太大,冷水幫浦不給力,打不進去。如果像一三號那樣放氣,又怕再來一次爆炸,連炸三次就太丟臉了。

 Q:這時候還管什麼面子問題,先放氣吧!臉都丟了,也不差再丟一點。

 A:也許他們已經放過氣了,而且運氣好沒爆炸,但還是打不進水。而且,海水和硼酸會腐蝕管路,尤其是在高溫狀態下。所以也只是暫時的對策而已。

 Q:那到底要怎麼辦?

 A:祈禱。

  

 3/15補充:狗尾續貂又寫了一點,在這裡:

http://www.facebook.com/note.php?note_id=10150156675256468

  (補充)二十幾年前(1986)車諾比災變的後果:

 (一)約四千人在災變後數年內因此死亡,數十萬人受到嚴重感染,估計還有幾千人會因此死亡。數百萬人受到中低度感染,罹患各種疾病的機率增加。

 (二)三~四十萬居民被迫遷移,數個城市(包括車諾比市)和無數村鎮被廢棄。

 (三)三十公里半徑範圍(約三千平方公里)的土地被鐵絲網圍起成為荒地。

 (四)至今還有70~95%的核燃料留在當地,用一個巨大的「石棺」蓋住,尺寸為100*150*270公尺。目前正在蓋一個更大個石棺來蓋住這個倉促建成的老舊的石棺,預計花費七~八億美元,但只能維持數十年。未來必須不斷建造更大的石棺,直到永遠。

 (五)直接和間接造成的損失約兩千億美元,是人類歷史上最「昂貴」的災難。

 (六)蘇聯政府由於投入太多資源在後續處理,造成國內經濟狀況惡化,間接造成1989革命,共產政權結束。






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