今天要講的是,世界首次堆芯熔化試驗。
對,你沒有看錯,堆是反應堆的堆,熔化是核燃料的熔化。
請注意,請注意,這不是演習,這不是演習,這是真的堆芯熔化。
請注意,請注意,這是實驗,這是實驗,所以也不必核恐慌。
好了,現在開八。
科學家是一種獨特的存在,他們尤其喜歡研究些驚天動地的玩意兒,他們時不時就想搞一個大新聞,他們對一切都抱有強烈的好奇心,不論什麼東西,即使是反應堆爆炸,他們也恨不得鑽進反應堆看個究竟。
想想當年西方的大化學家舍勒,為了瞭解各種化學試劑的味道,真的用自己的舌頭去嘗各種化學試劑,即使濃硫酸讓他的舌頭處於半報廢狀態,他還是改不了什麼化學試劑都要舔一舔的好習慣(難道這個習慣是喝酸奶喝出來的)。
化學家卡爾·威爾海姆·舍勒(死於汞中毒)
再想想當年諾貝爾,在火海之中,一般人只顧著逃命,但是隻有諾貝爾在火海中歡呼,那一刻,估計諾貝爾龍母附體。
暴風降生·炸藥之父·不焚者·諾貝爾
上面說了這些,只是為了說明,搞核電的科學家,他們同樣具備這種冒險精神。
1993年,距離美國三哩島核事故已經過去了二十三個年頭了,此時世界上的大多數人都漸漸淡忘了這場震驚世界的核事故。然而法國的一群科學家對於此事卻一直耿耿於懷。
他們忙活了幾十年,對三哩島核事故做了許多研究,從 技術資料到細節記錄無所不包。
但是他們一直耿耿於懷,只因為他們沒有親眼看到事故發生時反應堆內的情況。他們一直想弄清楚: 當時堆芯熔化的時候是什麼樣子的,放射性物質是以怎樣的方式擴散的。
紙上得來終覺淺,須知此事要躬行!
雖然研究還是得出了一些結論,但是沒有親眼看到堆芯熔化的樣子,這群科學家還是不甘心。
但是輻射不比大火,人從反應堆堆芯進出一次,這人基本可以本色出演生化危機了,更何況三哩島事故都過去了那麼多年了,想看當年的情景也看不到了,除非哆啦A夢幫忙。
哆啦A夢:我可不想進反應堆!
最後,有位科學家大腿一拍,要不咱們建一座反應堆,然後我們鑽進去,在把這座反應堆搞廢,這樣我們豈不是就可以親眼看到堆芯熔化的情況了!
這個時候,正常人肯定會覺得此人腦子有病,而且還病得不輕。但是科學家們不是正常人,此人話音剛落,周圍的人紛紛舉手贊成,甚至歡呼起來,感嘆自己怎麼就沒早想到這個好辦法呢?
這群科學家很快將自己的想法,連同預算一起彙報給了法國政府,要求政府撥款資助他們的這個天才想法。
他們張口就要了2.2億法郎(和人民幣約4億), 法國政府當時的心情估計是這樣的。
但是科學家的理性很快征服了法國政府:如果能夠完全搞清楚堆芯熔燬的整個過程,就可以建立精確的堆芯熔燬事故模型,根據這個模型,若下次再出現三哩島類似的事故,就可以精確的預知反應堆內的情況以及放射性物質擴散的方式,根據這個模型,可以建立準確,高效的應急方案,將核事故的損害降低到最小範圍。
既然有這麼多好處,那麼冒一點風險也是值得的。法國政府在這群科學家的講(hu)解(you)下,很快批准了這個實驗。
事實上,從70年代開始,法國就在大力發展核電,在國內幾十座反應堆執行的情況下,法國政府對核事故應急相當重視。
法國核電站分佈示意圖
這個試驗的意義切中了法國政府的憂慮,法國政府大手一揮,開始全力支援這個實驗。
有了政府幫忙,這幫科學家就擼起袖子,真的開幹了!
主持這次實驗的是法國核安全和防護研究院(IPSN,以下簡稱IPSN),為了儘量真實的還原當年三哩島核事故的情景,IPSN下了血本。
首先,IPSN以三哩島二號機組為藍本,搭建了一個1:5000的微型反應堆。
其次,因為試驗要真的造成堆芯熔化(事故情況相當於福島核事故),這就是真正的核事故,如果準備不充分,一不留神就會弄成第二個切爾諾貝利核事故了。因此,該試驗的風險極高,如果失敗,傳到社會上,估計素愛罷工的法國人又要罷工抗議了。
為了防止發生事故,IPSN對進行試驗的反應堆重新進行了加固。在這個微型的反應堆四周,科學家們分別設定了四重用鋼、鉛和混凝土鑄成的安全殼,比普通的商用反應堆的安全殼還要堅固數倍,可謂是固若金湯。
同時科學家們在廠房內增加了許多的放射性物質吸附裝置,以保證萬一出了大問題,放射性物質不會洩露到大氣中去。
再次,科學家們在反應堆中裝上了自己最關心的東西,攝像機。在堆芯熔化的時候,核燃料發出來的強放射性射線,分分鐘能讓攝像頭報廢。為了保證能夠完整的記錄堆芯熔化的全過程。科學家們在攝像頭上加上了十多層防輻射遮蔽層。
接著,科學家們又在反應堆中心裝上了數以千計的探測儀器,以保證將堆芯熔化時的各種資料都精確記錄起來,否則,可能這麼驚心動魄的實驗還要來一次,這群科學家的小心臟也是有承受能力極限的。
好了,重點說完了?
不對,重點還沒說呢!
請問,你不是要堆芯熔化嗎?你堆芯的燃料哪裡搞啊?
這倒是個大問題,三哩島二號機組是在換料後運行了一個多月發生事故了。要精確模擬三哩島核事故,必須要找到剛好在堆芯燒了一個多月的核燃料!
這是實驗碰到的最大的難點,去哪裡去找這些火候剛好,新鮮出爐的乏燃料呢?
雖然法國核電站眾多,但是反應堆不是包子籠,不是你想要揭開蓋子就能拿的。
這次,科學家們又開始犯愁了,他們甚至開始懷疑當初那個想法是不是有點傻13了。
如你們所料,關鍵時刻又有人大腿一拍了:不就是乏燃料嗎?我們研究所不是有一座好久不用的反應堆嗎?我們將他們重啟,自個兒執行,想停就停,想要幾成熟的乏燃料都沒有問題!
對啊!其他的科學家們恍然大悟,政府給了好幾億還沒用完呢,正好把這座反應堆改造一下,搞點新鮮的乏燃料!
科學家們又花了一大筆錢,將這座許久不用的反應堆進行了升級改造,使得其滿足執行要求。接著,放入核燃料,讓這座反應堆運行了大約一個月,使得堆芯內的燃料狀態與三哩島核事故時的燃料狀態一致。
後來這反應堆怎麼辦?暫時沒用,那就一邊待著去吧。搞這麼大動靜就為了獲得合適的乏燃料,如果沒有法國政府的全力支援,科學家們是根本玩不起的。
一切準備就緒,現在隆重介紹這座試驗裝置的名字:菲比斯(PHebusPF)裝置。
1993年12月2日,這是人類核電史上值得銘記的一個日子,這一天,法國科學家啟動了菲比斯裝置,首次成功進行了反應堆堆芯熔化實驗。
透過重重遮蔽的攝像頭,科學家們第一次在螢幕上,看到了反應堆堆芯的變化情況:
堆芯冷卻水被衰變熱和輻射熱加熱,蒸發
核燃料元件外殼破裂,像岩漿一樣的核燃料慢慢流出,變成了如一堆爛泥,坍塌在反應堆底部。
帶著致命輻射的碘、銫、鈽、鎂徐徐擴散出來,反應堆內的那種儀器開始發出急促的警報聲,各種放射性氣體,各種放射性射線,在反應堆廠房內擴散,如死神的狂笑。
幾分鐘後,放射性煙霧籠罩了整個菲比斯裝置。
……
人類第一次親眼看到了核事故發生時,核燃料受熱變化的全過程。人類第一次獲得了準確描述事故發生以及放射性產物釋放過程的寶貴資料。
事情就這麼結束了嗎?
沒有,這只是開始的結束,後來,科學家們又在菲比斯堆上進行了多次的堆芯熔化實驗,以獲得更多更精確的資料,從而建立了精確的事故模型。
而且,由於每一次實驗都相當於一次堆芯熔燬的重大事故,所以下一次實驗開始時,必須將原來的試驗裝置拆掉全部重建,每一次拆除和重建,都相當於進行了一次三哩島事故機組的處理演習。
法國在這些建了拆拆了建的過程中,掌握了一套處理嚴重事故的技術,這種技術,更是沒有國家能夠學得來的。
法國是世界上第二核電大國,且大多數的核電站都是內陸核電站。
法國能夠在核電發展上取得如此巨大的成就,在狹小的國土上,法國國民能夠與如此多的內陸核電站相安無事,這背後,是法國政府發展核電的堅定決心,以及在核電研究,尤其是事故研究方面的血本投入。
正是捨得投入,技術雄厚,法國政府才會如此有信心的堅定發展核電,也才可能獲得國民的支援!
這是現在大力發展核電的中國值得學習的地方。(完)
【來源:核電那些事】
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