切尔诺贝利核电站是怎么爆炸的?李永乐老师讲核反应堆原理

作者: admin 分类: 科学 发布时间: 2021-09-17 13:32

        那么下面呢咱们就来讲一讲这切尔诺贝利他为什么要爆炸。第二个啊就是这个切尔诺贝利。他为什么会爆炸?好吧。这个切尔诺贝利核电站爆炸这件事儿啊,他实际上呢并不是平白无故发生的。他发生在一次测试之中发生在一次测试,他要测什么呢?他要测一下这个核反应堆,他的锻炼保护能力如何啊,断电保护能力说怎么个测试法呢?就是说这个核反应堆啊,就算你把这个控制棒完全插进去了。

        他的这个核反应链式反应已经停了,但是呢它的生成物像被啊课呀这些还可以刷一遍,对吧?在说一遍过程中还会继续放热,所以他就会出现什么呢?出现余热。那么这个鱼热你必须要带走,对吧?所以呢所以啊你这个循环水必须一直循环着,哪怕外界断电了,你这个循环血也必须一直循环你的电力的供应必须要保障的。但是万一要是电网确实停电了,我这个水轮机啊,这个水轮机没有办法赚了,那怎么办呢?呃,他们有一个这个柴油发电机,我们用这个柴油发电机啊。来做后背啊,万一电网停电了,我用柴油发电机让这个水泵啊转起来,让冷却水继续循环,不至于说使得这个堆芯熔毁,对吧?但是柴油发电机有一个问题,他要想启动起来需要一分钟。那么在这一分钟之内,堆芯就有可能会熔毁。然后人们就提了一个方案,他说这样啊说这个就算是你这个地方啊停电了啊,我们这个反应堆也停止工作了。但是呢。

        反应堆的就出来的蒸汽还可以带动巨大的涡轮机,那个涡轮机还是可以惯性转的,就蒸汽出的那个发电机的涡轮机,它还可以继续转。所以我们能不能凭借那个惯性。然后来带动发电机,让那个发电机的店来供给他,也就是他用他自己的惯性对吧?所以啊他们想到一个办法,就是在这一分钟的空窗期内,我可不可以。啊,利用惯性来发电啊,惯性发电啊,就是说你原来的那个发电机的涡轮还在转,不是这个水轮机啊,是发电机的活动,还在转利用那个电机的这个。量来继续供电,他就想测试这个事儿,说我用这个惯性发电发一分钟,然后柴油发电机动起来。这样一来呢你不就可以实现这个断电保护了嘛。

        这个实验呢一共做了四次,第一次是1982年。然后是1984年,然后是1985年,这三次实验均以失败告终,全都失败了啊,全都失败了之后,咱们就核电站就非常紧张,说我们一定要把这个问题解决那。怎么解决呢?再做一次实验吧。于是他们经过调整,又在1986年的四月。四月末,他们准备进行第四次实验啊,第四次实验呢使用的是这个四号机组,这一共有四个机组啊,当时还有两个再见,他使用的四号机组。准备再次进行一次测试,这个测试的具体过程啊是在25号的时候,他们本来预计啊在25号白天的时候呢就进行测试,先把反应堆的功率降下来,然后呢关闭电机。关闭完了之后呢,再进行这个用惰性来发电,然后进行柴油电机。但是呢在25号的时候吧,有一个小事故啊,就是基辅啊,基辅呢是个大城市,对吧?这个基辅啊他有一辆有一个小的发电站,它就坏了。

        低了。所以呢基辅的用电就很紧张,然后基辅的人就跟他说,说,你现在先不要削减你的这个发电量,你现在要一测试,我基辅就瘫痪了,所以你等一等行不行啊,说等一等吗?到什么时候呢?等到25号的夜里,本来是计划在白天进行的,但是推迟到25号晚上才进行,但是白天进行和晚上进行有点不一样。在哪儿呢?就是白天的时候把大量优秀的工程师都在到晚上的时候,白班儿也像。这个晚班儿也下了,只有夜班的人在那值班儿。而本来计划这个夜班的人呢,只要看着他就行了,不需要进行任何操作。

        其实操作都是白班和晚班的人做的。那碗被人要下班怎么办?他就非常急于把这个实验做了。于是呢他们比较着急的进行操作,在26日0点5分的时候啊,他们这个时候呢就把反应堆的这个温度啊降的比较低,把反应堆的功率降下来了。但是因为可能是用力过猛或者什么原因啊,反正总而言之降下来了之后出现了一点问题,就是出现反应堆毒化,这个反应堆毒化是怎么回事呢?就是说呀。在这个反应的过程中吧,它会生成一种物质,这种物质呢叫做仙啊叫仙仙135这种物质这种物质有什么特点呢?他愿意吃棕子。他如果和中子一合起来,就变成了先136了,他愿意吃中子。

        那么如果说你有大量的终止的话,这个先135就不怕,因为我把你喂饱了,我还剩了很多中子。但是如果你的功率比较低的话,你的中子没有先135产生的速度快。这样一来先135就会持续的吃种子,这个反应就会断掉,也就是功率就会持续下降,结果这就叫反应堆毒化。结果没想到啊,在这个时候就出现了反应堆毒化功率下降的非常厉害,这是下降到正常部队的5%。那么在这么低的功率下,没有办法进行测试了,怎么办?那么我们就有两种办法,第一种办法是直接停机。我们承认第四次实验又失败了,对吧?第二种办法呢就是我们想办法把这个公寓加上去,把这个反应堆图画给去掉啊,结果当时呢有两个人说是我们应该停机,不过啊当时有一个代理总工程师名字叫加特洛夫。

        这个加亚特洛夫呢?加特洛夫呢其实刚刚升为代理总工程师的这个他就说说我们不能停机,我们采取这么两个措施。第一个措施啊,我们关闭自动控制关闭自动控制啊。然后我们采用手动控制干什么呢?我们把这个控制泵拔出来,我们把控制棒啊把控制棒我们知道啊控制棒一旦钥匙拔出来了,那么这个反应速度就会加快。也许他就可以把这个先的毒化给去掉,但是他拔的太狠了,我们要求至少要28个控制棒在这里边。结果他拔了只剩下18个,这个时候已经处于非常危险的状况,有一点风吹草动。可能这个反应对他就炸了,对吧?紧接着我们来说一下这个爆炸。具体是怎么发生的啊,爆炸的发生呢,是在26号的1点23分。

        04秒的时候,在这个时候他们开始进行测试,开始进行什么测试啊,断电对吧?我们刚才说过了,那我们需要断了电,然后来测试利用惯性来发电行不行?他们开始进行断电了,断电了之后呢,咱们看这个水轮机没有办法,这个水供进去了,对吧?我们需要额外的电源才能把它血供进去。这个时候呢,水这个棒里面就会有很多的气泡,因为水温升高了。啊,这个中间是燃料泵,旁边呢就有水,这水中间有很多气泡,这些气泡啊他对于这个中子的吸收能力没有水墙,谁也可以吸这个种子。这个气泡的吸收能力没有水强,所以造成了大量的中资涌入,燃料棒,燃料棒又发生了剧烈的这个这个核反应。而发生剧烈核反应之后,温度会进一步升高,然后又使得这个气泡非常非常多。结果呢它的功率一下子变得非常大,超过了原来的十倍。原来设计的功率是1000兆瓦,结果一断电之后功率急剧上升,上升到1万兆瓦啊,超过了它的设计的十倍。本来在这种情况下,把自动控制程序应该是立刻就把这控制挂放下来的。这个自动控制已经被他们断开了,所以他就是不停的响警报啊,响警报的时候,这个自动控制也无能为力。终于啊到了23分23分40秒的时候。

        啊,这个时候工作人员发现呢这个形式已经不太对了,好像控制不住了,于是按下了这个紧急制动啊,紧急停机按钮,紧急停机紧急停机按钮放下去。这个按下去之后怎么停机呢?还是一个办法,把控制棒往下放啊。但是呢这个控制棒往下放,他需要时间呢。当时这个控制棒它的速度是0.4米每秒啊,说来还挺快的。但是这个控制方面呢距离大概有7米的距离,有这么长的一个距离。所以他大概需要20秒的时间才能够放得下去。而且特别奇怪的是什么呢?就是这个控制泵本来应该是吸收中子,对不对?但是他这个核反应对呀,出席某些目的,他在底下放了一小块石墨。他放了一块石墨,这个石墨呢它是可以减速中子,它可以促进反应发生。所以你这个包往下放的时候,实际上他最开始可能还使得反应更加剧烈了。而且啊不仅如此啊,这个控制报往下放了三分之一,然后就怎么样就卡住了,为什么卡住了呢?因为现在的温度实在是太高了啊,温度太高了,就造成什么呢?造成这个反应物熔化,于是他就形变了。

        这控制棒在这卡柱子下不去了。下不去了,那就没标,没别的办法了,只能等着爆炸了,对吧?于是在23分47秒的时候,23分47秒啊,也就是说从开始断电开始只有四十多秒的时间。就发生了第一次爆炸啊,紧接着又发生了第二次和第三次爆炸。最后呢整个核反应堆就熔毁了啊,整个这个反应物啊,还有一些生成物,一些放射性物质。都跑到大气当中去了,同时呢还燃烧起来这个熊熊的大火。切尔诺贝利核电站这个事故发生了之后,当时的消防员第一时间到了现场,但是很多消防员得到的消息是发生了火灾,而不是发生的核电站爆炸。所以一些消防员呢没有这个防护的意识,结果呢就造成很多消防员就死掉了。当时死了二十多个消防员。同时呢,这个事故发生了之后,苏联的反应也是比较缓慢的啊,有苏联派出的委员会到切尔诺贝利去调查。但是这个委员会呢迟迟也给不出一个明确的答案。

        所以苏联中央那边呢可能也搞不清楚这个事故到底怎么样。36个小时之后,苏联才决定开始疏散周边的这个民众。但是当时已经有很多人受到了核辐射了。后来呢在一周以后啊,这个北欧的国家瑞典他们发现自己的这个空气超标了,这怎么回事儿?就一个国家一个国家的找,最后找到说源头应该是在苏联这个时候,苏联人才知道原来这次事故爆发了这么大的危机啊。那么后来呢,这个事故之后,这个切尔诺贝利是不是就关闭了,那没有,因为呢能源短缺,所以四号机组炸了56号机组在建设中停工,但是123号机组还一直在工作,一直工作到2000年。这个123号机组才真正的停工。还有呢就是我们怎么去处理这些核废料啊之类的。开始人们就想说我做一个简易的石棺把它包起来,但是这个石棺的寿命只有30年,后来一直到了。呃,1997年的时候,国际社会呢一起成立了一个组织,专门处理这件事,建设了一个巨大无比的一个拱形的这个这个永久的关要把它给关起来,对吧?这个工程呢知道2016年的时候才完成。切尔诺贝利核电站事故之后呢,就很多人谈何变色,但是核电确实是我们生活必不可少的一种能源。

        如果没有核电作为辅助的话,那么我们的空气污染水平可能会比现在高很多。

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