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切爾諾貝利核事故35年後,一處封閉的反應室內發生聚變裂變反應

切爾諾貝利核事故35年後,一處封閉的核反應室內發生了聚變裂變反應。謝菲爾德大學的核材料化學家Neil Hyatt說:“這就像燒烤坑裡的餘燼。”現在,烏克蘭的科學家們正日以繼夜地推算,餘燼反應是否會自行熄滅,或者是否需要干預措施來避免另一起事故。

烏克蘭基輔核電站安全問題研究所(ISPNPP)的Anatolii Doroshenko上週在討論拆除反應堆的報告裡說,感測器跟蹤到不斷增加的中子,這是裂變的訊號,從一個無法進入的房間放射而出。”有許多不確定因素。“ISPNPP的Maxim Saveliev說。”但我們不能排除[發生]事故的可能性。“

中子數量還在緩慢上升,這表明管理人員仍有幾年時間來想辦法扼制這種威脅。Hyatt指出,他和同事們想出的任何補救措施都可給日本福島提供參考。”它們具有類似規模的危險。“

核廢墟中自我維持的裂變或臨界反應的幽靈長期困擾著切爾諾貝利。1986年4月26日,當四號機組反應堆的部分堆芯融化時,鈾燃料棒、其鋯包層、石墨控制棒和傾倒在堆芯上試圖滅火的沙子一起融化成熔岩。它流入反應堆大廳的地下室房間,並硬化成被稱為含燃料材料(FCMs)的構造,其中充滿了約170噸的輻照鈾——95%的核原料。

被稱為 ”避難所“ 的混凝土和鋼製石棺在事故發生一年後豎立起來,用於存放四號機組的遺骸。但雨水也會因此集中滲入到那裡。由於水可以減緩中子的速度,從而提高它們撞擊和分裂鈾核的機率,所以大雨有時會使中子數飆升。

1990年6月的一場大雨過後,一名 ”監控者“——切爾諾貝利的科學家冒著被輻射的危險進入受損的反應堆大廳——衝進去,向可能出現問題的FCM噴灑了吸收中子的硝酸釓溶液。幾年後,該廠在避難所的屋頂上安裝了硝酸釓噴灑器。但噴淋不能有效地穿透地下室。

切爾諾貝利官員推測,當巨大的新安全隔離區(NSC)於2016年11月覆蓋到避難所上方時,任何臨界風險都會消失。這個耗資15億歐元的結構是為了封閉掩體,以便它能夠被穩定並最終被拆除。NSC還能擋住雨水,自從它被放置以來,掩蔽所大多數區域的中子數一直保持穩定或正在下降。

但是現在,幾個地方的中子數開始上升,305/2室4年裡輻射出的中子數翻了一番,那裡有數噸埋在碎片下的FCM。ISPNPP的建模表明,乾燥在某種程度上也使中子更有可能擊中鈾原子核。”這是可信的、合理的資料,“Hyatt說。”只是不清楚可能的機制是什麼。“

這種威脅是不能忽視的。人們擔心的是 ”裂變反應成倍加速,“凱特說,導致 ”不受控制的核能量釋放“。1986年的情況不可能重演,當時的爆炸和大火讓歐洲上空出現了放射性雲。FCM失控的裂變反應會在自身熱量蒸發掉剩餘的水後爆發殆盡。然而,Saveliev指出,儘管任何爆炸反應都會被控制住,但它可能威脅到搖搖欲墜的避難所的不穩定部分,使NSC充滿放射性塵埃。

應對新近揭開的威脅是一項艱鉅的挑戰。305/2的輻射水平使人無法靠近,無法安裝感測器。向那裡噴灑硝酸釓也不是有效的選項,因為它被埋在混凝土下。一個想法是開發一臺機器人,能夠在足夠長時間裡承受強輻射,在FCM上鑽孔並插入硼圓筒——將像控制棒一樣發揮作用並吸收中子。同時,ISPNPP打算加強對其他兩個領域的監測,在這兩個領域中,FCMs有可能會出現危急情況。

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