核聚变电站如果失控,会发生什么样的灾难呢?( 四 )


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什么是核聚变?
既然要讨论核聚变电站 。我们就先要了解什么是核聚变?1932年澳洲科学家马克·欧力峰(MarkOliphant)率先发现两个较轻的原子核可以融合为一个较重的核 。并且在融合过程中产生质量亏损而释放出巨大的能量 。
按理说两个轻核在发生聚合时会因它们都带正电荷而彼此排斥 。但当两个能量足够高的核迎面相遇时 。它们之间核力就能够克服库仑斥力而彼此紧密地聚集在一起发生核反应 。

核聚变电站如果失控,会发生什么样的灾难呢?

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上图为核聚变反应图解
其中最具有代表性的莫过于两种氢核聚合形成氦核的聚变反应 。我们知道氢元素一共有三种同位素(氕H、氘D、氚T) 。他们仨最大的不同就是中子数的不同(分别是0、1、2) 。而后两者就是发生聚变反应的主要反应物 。它们可以聚变产生一个氦核和一个中子 。并且释放17.6MeV的能量 。
按照这个数字我们可能不知道其能量到底有多大 。1905年天才爱因斯坦发表了一篇论文 。其中有这么一个公式——E=mc2 。这里的E就是能量 。m代表质量 。c则是我们所了解光速(3.0乘10的8次方) 。也就是说反应中所释放的能量达到其亏损质量的c2倍 。这就知道多厉害了吧!
我们的太阳内部就无时无刻的在发生着这种聚变反应 。不过由于其反应之快 。目前我们还不能加以控制 。如果将其约束在一个装置或者区域中 。根据人们的意图有控制地产生与进行则可以为人类提供取之不尽用之不竭的能量 。
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上图为太阳核聚变的三步链式反应
核裂变泄露有多可怕?
了解了什么是核聚变后 。我们来看看核裂变 。核裂变是目前人类唯一可以控制并利用的核能 。我们都知道核电站泄露的危害很大 。而核电站的主要原理就是根据核裂变产生的巨大能量发电的 。与其相同的还有我们熟知的原子弹 。1945年 。美军“509小组”向广岛投下了一颗代号为“小男孩”的原子弹 。七万平民瞬间死亡 。另外还有七万人受伤 。几天后 。很多幸存者开始脱发、呕吐并伴有辐射导致的紫疮 。对原子弹爆炸幸存者的医疗检测也持续至今 。其威力我们可想而知 。
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但是还有比这更厉害的 。1986年4月26日凌晨1点23分 。苏联的切尔诺贝利核电厂的第四号反应堆发生了爆炸 。这次灾难所释放出的辐射线剂量是广岛原子弹爆炸的400倍以上 。上万人由于放射性物质的长期影响而致命或患上重病 。至今仍有被放射影响而导致畸形胎儿的出生 。一个绿色和平组织于2006年4月18日发表报告称 。切尔诺贝利核事故导致27万人患癌 。因此而死亡的人数更是达到9.3万 。该事故也被认为是历史上最严重的核电事故 。是首例被国际核事件分级表评为第七级事件的特大事故 。
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切尔诺贝利4号反应堆爆炸后
除此之外 。在切尔诺贝利核事故之后的福岛核泄漏事件也造成了数以万计的损失 。2011年3月11日14时46分 。日本发生了9.0级大地震 。地震造成东北海岸包括福岛第一、第二核电厂在内的四个核电厂共11个反应堆自动停堆 。虽然当时应急柴油发电机已经按设计自动启动并处于运转状态 。但是地震引发的海啸深入到电厂内部后 。还是造成了除一台应急柴油发电机之外的其它应急柴油发电机电源丧失 。最终由于机组在堆芯余热的作用下迅速升温 。锆金属包壳在高温下与水作用产生了大量氢气 。引发了一系列爆炸 。
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福岛第一核电站
该事故也是第二起在国际核事件分级表中被评为第7级(最严重等级)的核电站事故 。
为什么核裂变危害这么大?
1896年2月24日 。法国物理学家亨利·贝克勒尔通过对各种铀盐的观测 。发现了元素的放射性现象——即某些元素的原子通过核衰变自发地放出α射线或β射线(有时还放出γ射线)的现象 。
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β衰变示意图
而这些射线可以破坏人体的DNA 。引起基因突变或者染色体变异 。导致人体不能正常运作 。使一代甚至几代受害 。实际上 。所有拥有至少83个质子的原子都有放射性 。而核裂变产生的核废料或者说产物一般都在这以上 。所以说核裂变的危害是非常大的 。

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