燃料棒为什么用锆(《能源超限战》连载69：“旧能源、新方法”大有可为（八）)

Posted 2023-06-02

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燃料棒为什么用锆(《能源超限战》连载69：“旧能源、新方法”大有可为（八）)

（思进注：近日，因俄乌冲突，能源问题几乎每天刷屏，各类分析更是众说纷纭，注意到有些分析是事实的陈述、逻辑自洽；不过，好些判断则可能失之偏颇。恰好在近10年前由我策划，和庞忠甲先生合著的《能源超限战》（2016年06月01日出版）分析了能源问题的方方面面，特别是结论点出：“人与动物的差别不在于对工具的利用，更在于对能源的利用。一直以来，能源危机之说虚虚实实。石油和矿物燃料告罄有日，而新能源尤其是非常规油气资源的发展，却使得当代能源危机成为一个伪命题”……现在看来毫不过时，那就从07月06日开始，特选摘其中部分内容，和大家分享……）

“能源峡谷”云雾缭绕---当代能源危机虚虚实实（文中“受控核聚变”，即“可控核聚变”）

（接上）人们常常从“核能”联想到：灾难、烦恼、厌恶、危险，以及辐射。

公众之对核能和核电站的了解不够，导致很多以讹传讹的错误观点。因受原子弹恶名声株连，以及对于核泄漏灾难性后果的担忧，使得人们对和平利用核能的各种装置，如核电站、核供热堆等产生了误解而心存余悸，“谈核色变”，甚至在核电站和原子弹之间划上等号。

2011年3月11日在日本宫城县东方外海发生9级地震、紧接引起海啸，致使福岛第一核电厂发生一系列设备损毁、堆芯熔毁、辐射释放等灾害事件，为切尔诺贝利核电厂事故以来最严重的核子事故。

原本在“全球暖化”及燃料价格高涨，可再生能源经济竞争力不足的情况下，核能出现了复兴趋势，但日本福岛事故再度大幅降低核电的竞争力、令核工业又陷入不景气。2011年世界核能发电量同比下降4.3%。德国宣布所有的核电站将按计划在2022年全部停运，成为近25年来首个放弃核能发电的主要工业化国家，意大利和瑞士也相继宣布将全面放弃核电。 2012年9月，日本政府在其出台的“可再生能源及环境战略”草案中，提出“早日摆脱依赖核电”的目标。计划分两个阶段实现“零核电”。美国、法国等国家则坚持发展核电的既定方针；在中国和亚洲许多地区核能发展仍呈现强劲势头，中国依然维持从“稳步发展”提升至“积极发展”的态势。

其实，迄今为止，民用核工业是最为安全的工业文明之一，核电站比几乎所有的工业都要安全。

核电站会不会像原子弹一样爆炸？核电站和原子弹的反应原理相同，都是利用核燃料在中子的轰击下产生链式反应放出能量，但原子弹会爆炸，核电站不会。

核电站中铀-235的含量约为3％，而核炸药中的铀-235含量高达90％以上。正如啤酒和白酒都含有酒精，白酒因酒精含量高可以点燃，而啤酒则因酒精含量低却不能点燃一样。反应堆即便失控，也不可能像原子弹那样爆炸。

事实上，核电比常规火电安全得多。随着核能技术的不断进步，核电站的事故率远远低于火电。近年来，核电国家采取了一系列安全措施，签署了《国际核安全公约》，使核安全达到很高水平。

一般人以为煤炭和石油等燃料看似更安全，但从统计数据上看，它们更加致命。每年，成千上万人因为采煤井下事故和职业病死亡。燃煤电站事故以及释放污染的危害（导致肺癌等疾病）远过于核电站。

在60年的核能运用历史中，不到100人直接死于核电站事故，及不上其他形式发电造成的伤亡人数的零头。核电站周围的辐射量也较火电站的为低。

1979年在美国的三里岛核泄漏事故核能电厂反应堆熔毁，核电站内的118名职工无一伤亡，只有三人受到略高于季度允许剂量的照射，其余都在职业控制剂量以内。外泄的放射性物质也更少，方圆80公里的200万居民中，平均每人所受的放射性剂量还不如带一年夜光表或一年内看电视所受的剂量。

1986年前苏联发生切诺贝尔核电站核燃料泄漏事件，当场有两人死于烧伤和接触放射物，据联合国报告和美国核管理委员会说，事故导致当天早上在现场的600名工人中有134人接触的最高辐射剂量到达8万到160万毫雷姆。这些人中，有28人在3个月内死亡，后续影响则未有确定性的报导，有消息称：截止2000年底有不到50个人死于直接与核事故造成的核辐射；没有证据表明受影响的人群的生育率下降，也没有数据证明畸形增多。

切诺贝尔使用的是苏联设计的原始的石墨堆叠式反应堆，既没有内层的压力安全钢壳，更没有外层的厚重的混凝土安全壳。一发生爆炸，核燃料直接外泄，立即扩散到环境和大气中。这种情况完全不同于美国和现在世界各地使用的反应堆结构，已不可能再度重演。

美国电力科学研究院进行了一项大型研究，对核反应堆和核废料储存设备的坚固性进行了测试，测试结果表明，现在使用的安全壳可以承受飞机、导弹冲击，包括类似911袭击事件强度的恐怖袭击。

2011年3月日本福岛第一核电站自遇险以来，发生4次爆炸，至今没有人员死亡的相关报道。

世人关切福岛事故核辐射泄漏的严重性究竟如何？

福岛第一核电站于1971年3月开始投入运行，已经濒临退役；共有8台机组，其中1、2、6号机组（包括配备的沸水型反应堆）系由美国GE公司供货，并由作者曾经工作过的EBASCO公司设计。建造年代虽早，但按当时的安全认识和美国设计标准，该电站所有反应堆外部均设置了钢质安全壳。此次事故中，地震中断了所有外部电源供应，堆芯冷却系统失效，燃料棒的锆保护层以至燃料棒本身开始融化，高温下生成的氧化锆和水接触后，会不断分解出大量的氢。（待续）

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