一、 什么是堆熔? 为什么会造成堆熔?
简单说,堆熔就是大型反应堆在长期失去冷却后造成堆芯融化,从而导致大量裂变产物释放到反应堆安全壳中,进而有可能造成大量放射性物质外泄的事故。放射性物质的外泄可能会对人和环境造成巨大的伤害。
那么在反应堆可以紧急停堆的情况下,为什么还会造成堆熔呢? 在反应堆异常的情况下,控制棒会自动落下而使反应堆停堆,但是停堆之后,如果冷却剂的长期缺失,仍然会造成堆熔事故,打个不是很恰当比方,反应堆就像一个在炉子的烤红薯,如果你把红薯从炉子里取出来,尽管没有在炉子里了,红薯的温度依然会非常烫手。反应堆的情况与此非常相似,在反应停堆之后,衰变功率大约是运行功率的6%左右,在一小时之后,则仍然有1%,而在大约大约三天之后,这个功率则为运行功率的2‰左右(一个3000MW的反应堆,6%仍然有180MW,1%则只有30MW,而2‰就只有6MW了),如果此时堆芯冷却没有跟上,产生的热量会继续加热反应堆,导致反应堆的温度高于燃料棒包壳的熔点,使得内部的放射性裂变产物泄漏出包壳,进入到反应堆的压力壳中。
如图所示【ref】,堆融之前发生的事情可以大致总结为五步: a). 堆芯中的冷却剂蒸发,堆芯失冷; b).由于热量没有办法被带走,堆芯的温度开始升高,堆芯部分结构开始熔化,与此同时锆合金与水蒸气反应会产生额外的热量;c).压力壳下半部分中的水继续蒸发;d).堆芯融化后的熔融物熔穿压力壳;e).融化的堆芯渗透入安全壳的混凝土中。
此处,作为半专业人士,我个人有一个疑问:非常明显的,在福岛事故中,堆芯出现了损伤,而且显然超过了5%,但是我并没有完全跟进所有的消息也还没有做过仔细的调研。我想问的是,东电是完全隐瞒了堆芯损伤的程度(个人认为,以及从目前看到的消息来看,并不太可能发生),还是由于堆芯损坏程度远远超过5%,但是没有完全熔化,所以东电在媒体发布的时候仅仅称作堆芯损伤而不是称作堆熔? 如果是前者,那么非常糟糕,事情的严重性需要重新估计,东电的做法非常不负责任,但是如果是后者,东电如实的汇报了可能的堆芯损伤程度,并正确的估计了泄漏的剂量,但是出于对媒体的考量,并没有把事故定性为堆熔而是把这定性为堆芯损伤。这样的话,仅仅是定义的不同,对事故的严重程度应当不会出现很大的影响,但是仍然反应了东电是一家没有担当的公司。此处仍然需要更多的第一手资料