爐心熔解
爐心熔解（英語：meltdown），又稱為核熔燬或熔毀，是核反應堆因無法及時冷卻而熔化造成的損毀。爐心熔解後可引發具有放射性的物質外洩，影響人類及其他生物的健康。在核電廠中，爐心熔解穩定化系統（Core Melt Stabilization System）會用來減緩爐心熔解的影響，並確保核心保護殼的完整性。
核泄漏雖也可指使用核動力的航海器具（如潛艇或航空母艦等）所發生的災害，不過一般是指用核電廠內發生的核熔燬事件，例如切爾諾貝爾核事故與福島第一核電廠事故。
原因[編輯]
爐心熔毀的原因可能有以下幾種：[1]
- 反應堆冷卻劑的冷卻能力異常降低或喪失（核電廠冷卻劑喪失事故）
- 應對爐心異常的輸出上昇時，緊急停止（控制棒完全插入以緊急停機）失敗
- 爐心發生異常過渡變化
- 大地震、重量物落下等造成爐心受損（包括被覆管因高溫而脆化受損的情況）
- 冷卻水的迴路受阻造成冷卻能力降低
其中最主要是核反應堆的冷卻系統發生故障或因外界因素自動停止運作，即使控制棒已插入爐內，核裂變反應產生的熱也會將累積在爐內，將水燒乾。當燃料棒所包覆的鋯錫合金（Zircaloy）[2]因爐內溫度過高而達到兩千多度的熔點時，便可能使反應堆燃料棒中的核燃料如氧化鈾外洩出燃料棒。
危害[編輯]
爐內的水沸騰後所形成的高溫水蒸氣與鋯錫合金接觸時，會分解出氫氣：
- Zr + 2H2O → ZrO2 + 2H2↑
當氫氣無法排出而累積，與空氣混合後，則可能會發生氫氣爆炸而損壞壓力容器及圍阻體。
爐心熔解之後果可能是放射性物質逸出反應堆壓力槽，甚至是圍阻體。
沒有破壞圍阻體的核泄漏所發出的輻射導致的危害大多遠比核武器的小，但若圍阻體損壞，對鄰近土地的長期污染很有可能遠超過核武器爆炸。這是因為核電廠儲存的燃料及核廢料量遠超過核子彈，因此原子彈的污染在短期內就會降低到可接受程度，而核電廠嚴重事故釋出的污染物質，不但數量龐大，也有數萬年以上的半衰期。
另外，核泄漏雖然不一定總會引發核災害，但已是已知核能應用上的最大安全及環保隱憂。
發生過的爐心熔毀事故[編輯]
- 1952年 NRX反應堆事故
- 1957年 溫斯喬火災
- 1961年 美軍的實驗性核動力反應堆Sl-1（位於愛達荷州的國家反應堆試驗站）
- 1966年 恩里科·費米核電廠一號機事故（Fermi 1，美國密歇根州）
- 1969年 Lucens核電廠事故（瑞士沃州，國際核事件分級表列為第5級）
- 1979年 三哩島核泄漏事故（美國賓州，國際核事件分級表列為第5級）
- 1986年 切爾諾貝爾核電廠事故（蘇聯，現今烏克蘭，國際核事件分級表列為第7級）
- 2011年 福島第一核電廠事故（日本福島縣，國際核事件分級表列為第7級）
參考文獻[編輯]
- ^ 炉心損傷に関する現状と課題PDF 日本原子力研究所（JAERI）1982年5月 IAEA
- ^ 為什麼我不擔心日本的核電站 注明：该篇文字发布时[[福岛第一核电站事故]]还不属于[[国际核事件分级表]]最高级别（目前级别），故内容过时，仅供参考. [2011-03-16]. （原始內容存檔於2020-07-24）.
外部連結[編輯]
- 核三廠飼水全失暫態沖洩操作之MAAP3.OB程式分析
- Annotated bibliography on civilian nuclear accidents from the Alsos Digital Library for Nuclear Issues
- （[//web.archive.org/web/20060222170940/http://www.nucleartourist.com/events/part-melt.htm 頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） Partial Fuel Meltdown Events
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