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为说明这个问题,首先,我们需要认识或重温两个并无关联的数据:其一,常见教科书或文献介绍原子弹铀装料为20~25kg高富集铀;其二、有人估算,切尔诺贝利核电站发生事故时,反应堆爆炸曾抛出5~6t飞溅物。我们知道,当时抛出的飞溅物中包括堆芯石墨等结构材料,并非都是铀燃料,即便是铀燃料,它的富集度也不过2%左右,与原子弹的高富集度(80~90%)装料相比差距很大。在如此情况下,竟然被牵强附会地用于“学术”比较,做出令人咋舌的荒谬结论,即所谓核电站事故的影响是原子弹的250倍!这大概就是“250”的来历。
以下,我们针对上述结论,结合已经给出的早期原子弹和切尔诺贝利4号机组反应堆严重事故相关数据,进行如下分析,以辨真伪。
1.我们知道,原子弹是大规模杀伤性武器,其危害将造成大量人员死亡,建筑设施被摧毁,大片土地、水资源遭受核污染等;而核电站是推进核能和平利用、改善能源结构的重要途径,具有极高的安全性,风险极小,即使发生事故,其影响大都处于受控状态,可实际消除大量放射性释放。
2.核电站事故或原子弹的危害及影响,主要是铀(钚)核裂变引起的,而不是由相关物质的重量之比推算出来的。严格来讲,应当首先以投入裂变的235U实际质量进行比较。参阅上表“释放裂变235U”栏,已清晰表明:原子弹核爆参与裂变的235U0.8~1.2kg,而切尔诺贝利核电站4号反应堆抛出物中仅1.23kg235U,两者相比,质量十分接近,哪有250倍?
其二,比较核裂变产生的能量。核电站的核裂变(燃耗)是受控的,且都在反应堆内进行,产生的能量大都以热的形式及时转换为蒸汽发电向外输送,一旦出现不测,反应堆会立即停堆,堆内所剩能量只是余热。因此,核电站发生事故时,即使还有核裂变反应存在,也只有极少量的裂变能量(总计小于7%),而原子弹核裂变能的释放全部集中在爆炸瞬间。可见,核电站事故和原子弹爆炸能量的释放状态及其影响力截然不同,不宜置于同一平台进行类比。
3.250倍的比值是原子弹高富集度铀(>90%)装料与核电站反应堆低富集度铀(~2%)燃料抛出物重量的比较,既不是裂变235U质量的比较,也不是产生核裂变能量的比较。所谓名人竟然以讹传讹,以原子弹爆炸威力及后果,骇人听闻地强加于核电站事故。因此以上比较,不仅取值牵强附会,更暴露其基本观全然错误。
我们对真实情况做过认真分析,表明:原子弹和切尔诺贝利4号反应堆爆炸抛出物中所拥有的裂变物质量相近,但二者呈现的能量释放状态及其影响力相差甚远,也毫无可比性,更何况事故后对抛出物随即进行了回收处置。
4.原子弹爆炸能量(包括核辐射和光辐射等)大都在爆炸瞬间释放,只有缓发放射性和长寿命放射性核素的作用在事后继续发生。而核电站燃料裂变均在事故前发生,并在反应堆内已及时转换为热能、电力传送出去。事故发生时,堆芯核反应已经停止,剩余核能释放量极少。在切尔诺贝利4号机组事故后处理过程中,首先收集爆炸时抛出的燃料碎块(包括铀裂变产物固体形态部分)全部装入石棺进行封闭,再掩埋加以覆盖,使其控制在事故现场小范围之内。而且,事故爆炸时抛出的燃料在堆外滞留的时间是短暂的,遗留量极少(绝非5~6t),并已采取措施,尽力减少了对环境的影响。
长寿命(半衰期)放射性对环境的影响
核裂变反应及中子辐射产生长寿命放射性同位素,主要是超铀元素和99Tc、129I等。
1.超铀核素主要包括:
超铀核素在反应堆内产额低,尤其是在低燃耗运行时,总量远<0.07%(除可在后处理时回收的235U和239Pu外)。
2.裂变产物中长寿命放射性核素有:
较长寿命85Kr(10.7年)、90Sr(28年)、137Cs(30年)
长寿命128I(1700年)、99Tc(213年)、14C(5760年)(非产物)、14N(n.p)
裂变产额<3%,燃耗值较低的燃料中较少,长寿命放射性同位素在裂变产物中比例虽然很低,但污染危害时间很长。
3.核电站的长寿命裂变产物核素和超铀核素,绝大部分核素均为固体形态,存在于乏燃料中。主要存在的剩余铀U和新产生钚Pu,在乏燃料后处理过程中回收,回收率可达99%以上。
核电站乏燃料后处理过程中形成的强放射性溶液中,铀、钚沉淀分离后,将包括长寿放射性核素溶液(强放)玻璃固化后送放射性废物永久处置场贮存;在不进行乏燃料后处理的国家,对以上生成物与燃料一并实行贮存监管。
4.核电站由于设置压力容器和安全厂房,加之燃料芯块及其金属包壳管的屏蔽作用,事故状态下燃料能量不可能释放出来,只有极个别早期核电机型在最严重事故中发生过一次,即切尔诺贝利4号反应堆。那是在一次常规试验中,由于忽视了必要的安全监控而诱发的一次严重事故,释放出携带少量剩余衰变能的燃料5~6t,其长寿期放射性核素和固态裂变产物中的长寿命核素均存在于乏燃料中。这类物质都在切尔诺贝利核事故处理中收集回笼,并先后数次将反应堆加铅覆盖、加混凝土封闭,已大大减少后来对周边的影响。
5.核电站堆芯熔化事故概率已从切尔诺贝利反应堆的10-3~10-4/堆年,改进降低至10-5~10-6/堆年之下。
当今,核电站安全性已有极大提高,其堆芯熔化概率下降,甚至释放裂变燃料的可能性已基本消除。
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