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核电站原理(详解：核电站到底会不会爆炸？)

核电站,反应堆,安全核电站原理(详解：核电站到底会不会爆炸？)

发布时间：2016-12-08加入收藏来源：互联网点击：

拿深圳来说，大亚湾核电站周边，一栋栋高档住宅楼拔地而起，同样的价格也在节节飙升，核辐射泄露，也成了人们津津乐道的话题，核电站到底有多危险？住在附近到底有多大的安全隐患？

首先明白一点，核电站和核武器是有着实质区别的。

核弹对于燃料纯度要求极高，其中铀-235的浓度达到90%以上，才算是一枚合格的核弹。

而核电站反应堆中，铀的浓度一般不超过5%，所以对于核电站来说，核反应堆是根本不可能爆炸的。

说到这，当年的切尔诺贝利核电站和日本福岛核电站的爆炸事故，又如何解释？

再次强调，两起事故都不属于核爆炸。

切尔诺贝利事故，官方给出的其中一种说法是：由于反应堆控制棒的设计缺陷，堆芯温度过高，导致冷却水变成蒸汽，最后由于水管承受不住压力，发生蒸汽爆炸，最后致使核物质泄漏，酿成9.3万人死亡、27万人致癌的悲剧。

福岛核电站，由于地震和海啸导致应急冷却系统故障，使燃料棒外壳温度超过锆-水反应极限温度，锆-水发生反应生成大量氢气，并与空气混合发生爆炸，同样不属于核爆炸。

虽然这样的爆炸本身危害有限，但最终导致的核辐射泄漏、废料处理以及周围土地的污染问题，才是我们真正担心的。

拿我国第一座装机容量百万千瓦的大亚湾核电站为例，我们首先需要了解，核电站是怎么工作的。

核电站是利用核裂变反应所释放的能量发电的。铀-235的原子核被中子撞击后，就会产生裂变，同时释放能量和散射2~3个中子，这些中子继续撞击其他原子核，释放更多的能量和中子，这被称为链式裂变反应。

将浓度不超过5%的铀-235加工成燃料芯块，并放入化学性质非常稳定的锆合金燃料棒中，17*17的燃料棒组装到一起，就构成了反应堆中的燃料组件。

将燃料组件安装在压力容器中，并加入必要的控制装置，这就是一个核反应堆。

核电站反应堆包括压水堆、沸水堆、石墨堆以及重水堆等。不同的堆型他们的安全性和可靠性也是不一样的，其中压水堆技术最为成熟，占到全球核电站反应堆的70%左右，我国核电站也全部选用压水堆。

核电站的发电原理简单说就是利用铀-235的链式裂变反应产生热量烧水，产生蒸汽，再由蒸汽带动汽轮机发电。为了保证反应堆的安全，最核心的问题就是控制堆芯产生的热量，其中冷却剂就是关键。

压水堆和沸水堆的冷却剂都是水，它们最重要的区别就是：压水堆比沸水堆多一个回路。

压水反应堆共有两个回路，主泵用来保持一回路中的冷却水循环，冷却水进入反应堆吸收热能后，进入到蒸汽发生器，将热量带给二回路的给水，加热二回路中的给水产生蒸汽，带动汽轮发电机旋转，从而产生电能。

这个过程里，一回路中经过反应堆且带有放射性的冷却水，被密封在特殊材质制成的管道中（一回路压力边界），不直接驱动汽轮机发电，从而直接减小了辐射泄漏的风险，相比于沸水堆中，直接利用流过堆芯且带有放射性的蒸汽去推动汽轮发电机的做法，压水堆更容易做得安全。

当然，安全是相对的，核电站稳定运行离不开各种安全措施的重重把关。以压水堆核电站为例，一般设有三层安全屏障。

第一层就是上文中提到的锆合金燃料棒，其熔点达到1800℃，化学性质极其稳定，可防止放射性物质泄漏到一回路的冷却水中；

第二层包含装有燃料组件的压力容器和一回路管道设备，这些设备由特种钢制成，能承受200多公斤的压力，可将堆芯和一回路水密封在内。

第三层是一米厚的钢筋混凝土 6mm厚的钢衬组成的安全壳，将整个一回路系统牢牢封闭。

核电站任何一个环节一旦运行异常，控制棒将在2s内落入堆芯，终止裂变反应。

若第一和第二层安全屏障受到威胁，安全系统自动将硼酸水注入反应堆，确保反应终止冰冷却反应堆，减小核泄露风险。

若第二层安全屏障遭到破坏，安全壳喷淋系统将自动启动，降低安全壳压力，确保安全。

若上述三层安全屏障全部失效，沙堆过滤系统运行，将安全壳内的放射性物质过滤后，排放到大气里。

从技术层面来说，各种安全的冗余设计已经足够保证核电站的稳定运行，除了以上所讲的，严苛的制度同样也是保障核电站安全的一道防线。

现在核电站在用一种叫「区域授权」的制度，一般员工想要进出不同区域，必须经过严格的考试。主控室的操作员下达每一个操作指令，必须经过两个人的口头确认，避免操作错误的风险，制度严格堪比「神盾局」。

所以说，严苛制度和安全技术的保障，为核电站安全稳定运行的构筑了层层保障。

其实，小到每天吃食物，大到空气土壤或宇宙射线，我们每天都活在各种辐射里。例如，我们乘坐飞机从北京到欧洲往返一次受到的辐射为0.04mSv（毫希沃特），胸部X光透视一次受到的辐射约为0.02mSv，而在核电站周围居住一年，受到的辐射仅为0.01mSv。相关研究表明，人体一年可承受最大辐射为10mSv。

另外，国际上对于核废料的处理也是有统一标准的。

中低放射性核废料，指受轻微污染的固体和液体。比如工人穿过的衣服、手套等，对于此类核废料，封闭在水泥箱中，一般选择在远离地下水源且荒无人烟的地方进行掩埋，这类废料的半衰期在十年到十几年不等，对于环境几乎没有任何影响。

高放射性核废料，简单说就是反应堆烧剩下的渣渣，这类废料的半衰期长达几十万年，对于这类核废料，通常有三种处理方式：

① 掩埋。将核废料用特殊材料包裹，掩埋到深五公里的地下，且周围不能有任何生物和水源。

② 回收再利用。运用特殊技术手段提取残渣中可再次利用的物质，循环利用，放回反应堆二次利用。其它废料按第一种方法进行掩埋。

③ 嬗变处理。同样是利用特殊技术，将废料中半衰期几十万年的元素转化成半衰期仅仅几百年的元素，转化过后的元素有90%的部分可进行二次利用，例如铀-235燃烧后会产生钚-239，而钚-239是制造原子弹的主要原料，这可是重要的战略物资！剩余部分再进行深度掩埋。

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所以说，对于核电站的核废料处理，至少在中国，已经是非常成熟，对于环境的危害，可以说是微乎其微。

再加上以反应堆为中心，核电站周围5km为限制区的国家标准，核电站周围的房子能买吗？

中国秦山、大亚湾等各个核电站周围房价不降反涨，你说能买吗？

本文到此结束，希望对大家有所帮助呢。