福島核事故原因分析（核事故的堆芯熔毀沉降後）

2023-10-18 13:27:26 2

不論是車諾比還是F島的7級事故，都是到了反應堆堆芯徹底熔毀並洩露的最嚴重階段。根本原因在於其中最主要是核反應堆的冷卻系統發生故障。車諾比事故中是人為提前關掉了冷卻系統做實驗，而後來又發生了一連串的人為操縱失誤。或者因外界因素自動停止運作。F島事故就是因為大海嘯導致廠房全部斷電，冷卻系統和讓反應緊急停止的控制棒插入系統，因為沒有電力而全部動彈不得。一般的反應堆插入控制棒，都是設計成在堆芯容器的正上方，這樣萬一斷電，控制棒也可以在松閘以後，依靠自重瞬間完全下降到堆芯內部，實現緊急停堆。而F島方面的控制棒居然是從下往上插入的；一旦完全斷電，神仙也沒辦法！這樣的腦C設計也是真到家了。而一旦因為冷卻系統關閉或者控制棒系統失效。

堆芯繼續核裂變反應產生的大量熱量，會不斷的累積在堆芯內部，迅速地將冷卻劑烤乾。當燃料棒外層所包覆的鋯錫合金，因無冷卻的反應堆內溫度過高，超過其2000多攝氏度的熔點時，就會讓反應堆燃料棒中的核燃料，也就是氧化鈾開始熔穿鋯錫合金外殼而外洩。此時就是堆芯的整體熔毀過程的開始。一般百萬千瓦級的反應堆的堆芯內部，裝燃料量很大，多達160到260噸。如此多的核燃料，本來是相互有金屬外殼包裹，而且中間有液態冷卻劑進行持續的降溫和減緩反應速度。而一旦開始熔毀，一兩百噸的高溫和燃料熔融成一整塊巖漿一樣的極高放射性物質，那麼這就是7級災難性核事故的開始。已經熔毀的、呈現液態的鋯錫合金，此時不再是保護外殼，而成為擴大事故、助紂為虐的危險物質。因為堆芯內的高溫高壓水蒸氣，會和鋯錫合金劇烈反應。

產生大量的危險氫氣。其實這類反應，在平時正常運行的核電站，甚至包括核潛艇和核動力航母的堆芯附近，也是會有輕微的發生。也會有一定量的氫氣在堆芯之外的安全殼頂部聚集，因此不論是核電站安全殼內部還是核潛艇內部，除了嚴禁明火外，再就是有隨時運行的除氫裝置，把產生的少量氫氣隨時消除。事故後大量聚集的氫氣無法處置，很快會引發大規模的氫爆，炸毀本就脆弱的安全殼。在堆芯外金屬容器和安全殼在2000攝氏度以上的高溫下分別被巖漿一樣聚集在一起的熔融堆芯燒穿後，會繼續往更往下的地層沉降。先是熔穿下面的保護性混凝土，最後會進入天然地層，不斷的往下燒穿。這樣就會形成一個不斷往地層深處擴展的人造溶洞。甚至有人誇張地說可能會最終燒穿地球。瀚海狼山（匈奴狼山）認為燒穿地球未必，但燒穿地殼倒是有可能。車諾比核事故之初，抓住時機向反應堆之上和地下層中，以巨大的犧牲，人工投入了大量的硼酸和鉛，以減緩熔融堆芯的反應下沉速度，實現「冷停堆」，即熔融堆芯裂變反應減速後，混合物逐漸冷卻而固化，逐步停止下沉。

但是F島事故中幾個堆芯已經全部熔毀，卻根本沒有人工阻止下沉的措施。最多是從上面灌入海水，但是海水只能部分降溫熔融堆芯的上部，對下面的熱熔堆芯繼續燒穿地層毫無辦法。因此福島幾個熔毀堆芯到底沉降到什麼地步了？外界根本是一無所知！如果不斷下沉的堆芯遇到大規模的石油天然氣，或者引發巖漿的人造上湧通道，那麼都是巨大的新災難。那麼為何大部分核燃料正常發電只能持續使用3年左右，而F島事故已經發生10年以上，堆芯為何還沒冷卻呢？這就在於：3.5%豐度的鈾原料用來正常發電，3年後只能消耗其中的40%，三年後，堆芯的熱中子密度已經不夠，反應效率嚴重不足，而且堆芯燃料棒已經開始逐步變形。因此正常發電堆必須換燃料。剩餘的60%仍然無法利用。而事故熔毀堆芯以後，這剩餘的，60%以上的鈾燃料又開始無序地密集接觸和持續反應。這個過程就不按照正常的套路來了。其自然熄滅的時間可能幾千年，也可能幾萬年到幾十萬年。到底為害多久？誰也沒最終的時間表。