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第二天下午。
苏辰在林处长的陪同下,在华科院见到了被特意召集过来的两位年过半百的核物理专家。
林处长没有做介绍,而是对苏辰说道:“这二位的保密等级同样很高,你直接提问题就行。左边这位是核物理学家,右边这位是核物理工程师。”
苏辰很惊讶,老实点头,说出自己的问题:“两位前辈,我想知道,核反应堆在什么情况下会生爆炸?”
两人对视一眼,显然之前已经得到过某种嘱咐,并没有问为什么会提出这样的问题。
坐在右边的核物理工程师思考片刻,问道:“你知道‘切尔诺贝利事件’吗?”
“知道。”
苏辰点头:“这起事故被认为是世界史上最严重的核电事故。”
切尔诺贝利核电站事故,简称“切尔诺贝利事件”,是一件生在熊大国统治下,现如今熊二国境内切尔诺贝利核电站的核反应堆事故。
1986年4月26日凌晨1点23分,熊二国普里皮亚季城邻近的切尔诺贝利核电站四号反应堆生爆炸,引大火并散出大量高能辐射物质到大气层中,释放出的辐射线剂量是二战时期爆炸于岛国广岛的原子弹的4oo倍以上。
普里皮亚季城因此被废弃,共造成约2ooo亿美刀的巨大损失。
该事故是世界历史上例被国际核事件分级表评为“第七级事件”的特大事故,也是近代世界史上造成的损失仅次于福岛核事故的灾难事件之一。
核物理工程师点头,继续道:“核反应堆的运行原理是由核裂变产生,具有强不稳定性和高热性,如果不能有效化解,很容易生高危事故。因此,所有有核国家都对其安全问题极为重视。以核电站举例,我们主要通过四种方式共同作用进行控制。
“第一种,慢化剂。
“核燃料裂变反应释放的中子是快中子,而在热中子或中能中子反应堆中要应用慢化中子维持链式反应。慢化剂就是用来将快中子能量减少,使之慢化成为中子或中能中子的物质。通常是石墨或轻水。
“第二种,控制棒。
“它在反应堆中起补偿和调节中子反应性,以及紧急停堆的作用。常用的控制棒材料有硼钢、银铟镉合金等。我们一般采用棒束控制,每个棒束由24根控制棒组成,均匀分布在17*17的燃料组件间。通过专门的驱动机调节控制棒插入燃料组件的深度,以控制反应堆的反应性,紧急情况下可以利用控制棒停堆。
“第三种,冷却剂。
“理想的冷却剂具有优良慢化剂核特性,有较大的传热系数和容热量、抗氧化,以及不会产生很高的放射性,比如液态钠和钠钾合金。不过,由于其造价过高,导致维护成本高,我们普遍用轻水代替。
“第四种,屏蔽层。
“为防护中子、γ射线和热辐射,必须在反应堆和大多数辅助设备周围设置屏蔽层,以减少中子引起的压力壳辐照损伤和射线引起的压力壳热。对γ射线的屏蔽,我们通常选择钢、铅、普通混凝土和重混凝土。同时,来自反应堆的γ射线强度很高,被屏蔽体吸收后会热,因此,屏蔽层中还设有冷却水管。
“所以,就算在操作中出现重大失误,只要严格遵守安全章程,紧急停堆,就绝不会生爆炸的情况,最多就是泄漏。”
顿了顿,他继续道:“你说的反应堆爆炸,在没有极为强大的外力干扰下,我能想到的唯一情况,就是反应堆的控制棒束出了某种问题,导致紧急停堆失败,就像切尔诺贝利事件一样。”
苏辰连忙追问:“您说的‘强大外力干扰’指的是什么?”
他回答道:“蓄意破坏。比如高爆炸药,或是供电严重不稳定。”
“供电不稳定为什么会引起反应堆爆炸?”苏辰问道。
这次是一旁始终没有开口的核物理学家回答了他。
“核反应堆的运行需要非常庞大、稳定的电力供应,如果供电突然急骤下降或上升,迅低于或高于安全阈值,就会造成运行中的反应堆生成的裂变产品氙-135数量改变。而氙-135会吸收中子,进而造成反应堆反应率快变化,导致反应堆的严重不稳定。
“反应率变慢,就需要适当拔出控制棒深度;反应率变快,就需要适当插入控制棒深度。如果这种变化过安全程度,就需要紧急停堆,也就是紧急插入全部控制棒。而紧急停堆会引起功率的急骤变化,很可能造成管道变形,控制棒无法完全插入,导致紧急停堆失败,就可能引起最严重的的后果。
“当然,这种情况几乎不可能生,我们也绝不允许这种情况生。”
苏辰有些懵懂的点了点头。
说实话,他对他们说的内容听懂的不多,但也听了个大概,起码知道了几个关键节点。
想了想,苏辰问道:“那微型反应堆一般采用哪几种防护措施?”
核物理工程师回答道:“慢化剂、控制棒、屏蔽层,普遍是这三种。”
“那么,哪种情况会导致距离堆芯最近的防护层变形、开裂,并喷出大量蒸汽?”
苏辰终于问出了最核心的问题。
对方思考了一下,就给出了一个肯定的答案:“控制棒或屏蔽层,这要看当时的具体情况。”
……
两位核物理专家离开了。
苏辰皱着眉头坐在沙上一动不动。
“怎么样,问题解决了吗?”林处长问道。
苏辰摇了摇头,道:“没有完全解决。我还不确定问题具体是出在哪里,但总算是有了一个明确的方向。”
“那就好。”
林处长点头,道:“走吧,我送你回去。”
苏辰起身,跟着他离开华科院,返回别墅。
至于到底是控制棒出了问题,还是屏蔽层出了问题,只能再进入考验关卡验证一次了。
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