噁心日本30年的文殊核反應堆事件,太平洋也洗不清它們…


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噁心日本30年的文殊核反應堆事件,太平洋也洗不清它們的罪惡?

各位印像中的日本產品,民用與工業品比如汽車家電以及高精度機床質量相當不錯,但在尖端產品上卻又非常不靠譜,比如F2戰機、90式主戰坦克,以及宇航工業和核電工業等,經常發生低級事故,所以常有人說笑話,那是印度人在日本搞的!

文殊堆,看上去很美卻讓日本人想死

1986年5月10日,日本福井縣敦賀市開工建設文殊快中子中子增殖反應堆,使用的是鈉冷卻、混合氧化物核燃料,帶有三級主冷卻迴路,功率280MW的增殖反應堆!

文殊堆位置

燃料越燒越多的文殊堆

文殊堆用的是鈉冷卻,危險性和技術要求極高,之所以日本會去製造文殊堆是因為它巨大的吸引力,因為文殊堆是一種特殊的增殖堆!

一般的核反應堆有輕水堆和重水堆(沸水堆、壓水堆則是反應堆煮開水的方式不一樣,但重水堆不可能是沸水堆),它們的區分是以中子減速劑作為區分標準。

核裂變的原理是鈾-235原子核遭遇熱中子轟擊產生裂變,會分裂成氪-92和鋇-141,另外還有2-3顆中子,並且釋放出能量,這幾顆中子又會去撞擊其它鈾原子核產生裂變反應,但高能中子撞擊原子核的概率偏低,因此要將其降速,才能增大反應截面。

低能區的兩個峰值,坐標為對數坐標,差距幾十倍

因此要將中子降速,而用來降低中子能級的介質就是減速劑,常用的有普通水(經過處理的水)和重水(氘水)以及其他能讓中子減速的介質,但重水的減速效率明顯要比輕水好得多,因此重水堆可以使用低濃度的鈾,甚至直接燒鈾礦石,但輕水堆就需比較高的濃度。

而另一個問題則是核反應堆不是核彈,需要慢慢釋放能量,因此還要將容易引起反應堆失控、過多的中子給吸收掉,這就是中子吸收棒,也是控制反應堆功率的關鍵設備。

控制棒吸收中子

中子增殖,完美的反應堆

核反應堆中的燃料會隨著裂變濃度降低,當它的濃度低於一定、熱功率無法滿足額定輸出時核燃料就需要退役,此時燒過的核燃料就成為了乏燃料,需要更換燃料棒,保持高功率輸出。

儘管鈾礦不少,但其中的鈾大多數都是鈾-238,上能讓核反應堆使用的鈾-235含量只有0.72%,因此核燃料是越燒越少的,但有一種技術能讓燃料越燒越多,這就是把中子吸收棒吸收的中子利用起來,它的原理如下:

鈾-238(92個質子,146個中子,難以燃燒的大量鈾同位素)吸收一個中子變成鈾-239(92個質子,147個中子),再放出一個電子,變成镎-239 (93個質子,146個中子),很快镎-239也放出一個電子,它會衰變成原子序更高的元素,這個94號元素名叫钚-239

快中子堆的核燃料用的是钚239(最初的钚-239可以用重水堆製造,但效率比較差),堆芯裂變釋放的快中子可以將堆芯外圍的鈾238變成钚239,產生的新增钚燃料比消耗的還多,所以這種反應堆被稱為快中子增殖反應堆。

钚-239是什麼?大名鼎鼎的原子彈原料之一的钚彈核裝藥,而且它的臨界質量很低,只有10千克(鈾-235是52千克),它很容易就能被製成核彈,當然它也可以用來發電的核燃料。

所以文殊堆就是在這樣的目的下被製造出來的!

同時文殊堆也是鈉冷卻反應堆,因為快中子增殖反應堆不能用水或者重水,因為快中子捕獲反應需要的高能快中子,水和重水都會降低中子能級,因此用什麼作為冷卻劑就成了一個超級大的問題!

鈉的中子吸收界面很小,因此它是快堆最好的冷卻劑,鈉冷卻也可以低壓甚至常壓堆(更好的是鉛,但難度更高),但大家都知道,鈉這種金屬遭遇氧氣就會燃燒甚至爆炸,所以它的風險性極高,因此快中子增殖堆其實起步挺早,最早的快堆在1951年就被製造出來的,但由於難度太大,進展非常緩慢,當然核燃料價格便宜也是製約其發展的重要原因。

但日本的核燃料購買被嚴格控制,因為日本這個國家曾經發動過二戰,沒有人會信任一個在歷史上劣跡斑斑的國家,因此日本想要買高濃度的武器級鈾是不可能的,當然钚就更不可能了,鬼知道他們會不會拿去製造核彈。

因此文殊堆擔任了一個重要角色,就是製造钚-239,知乎上有大神很肯定的確定日本沒有二心製造武器級的钚-239,不要妖魔化日本,但問題是日本不妖魔化就不是日本了,日本右翼有多猖狂各位難道沒有見識過嗎?看看他們這幾天干得好事,居然要把125萬噸核污染廢水倒入太平洋,這種喪心病狂、豬狗不如的事情只有日本人才能幹得出來!

文殊反應堆:以菩薩名義幹的壞事,是要遭天譴的!

文殊堆使用的是迴路式快堆(另一種是池式),迴路式體積小,有緩衝罐,可以排空迴路中的鈉,停堆非常換燃料非常方便,另一種是池式,其實安全性來說,池式沒有那麼多管道更安全,而且只是增殖堆的燃料如果不提取钚-239的話,可以一直循環燃燒很久,徹底利用完核燃料,所以文殊堆在設計上就已經考慮了钚-239的提取。

池式液態鈉快中子增殖反應堆

1991年5月18日首次以臨時堆芯狀態啟動,1994年4月首次達到臨界狀態,但文殊堆就基本沒有正常過!

1991年11月的熱功能試驗中發現二級循環部分管線存在問題,管道波紋管硬度過大(提供膨脹變形空間)。

1993年4月,發現燃料芯塊密度有問題,延遲一年

1995年3月,常規島卸壓箱中水與蒸汽動態平衡控制出問題而停運。

1995年5月,文殊堆恢復試運行,並於8月29日並網發電。

但正常運行不到4個月的12月8日19點47分,文殊堆二級冷卻迴路熱電偶套管破損,640千克的鈉蒸汽噴薄而出,接觸氧氣造成大火,21點20分,中子吸收棒全部插入,緊急停堆!

事故示意圖

因為是二級迴路,因此核洩漏風險並不大,但鈉蒸汽的大火高溫達1500℃,現場周圍的管道吊頂內的管道以及鋼製襯墊都被融化,到處都是高溫白霧,現場連機器人都進不去。

洩漏現場,一天后的文殊反應堆

更可笑的是調查過程,調查團隊偽造了現場視頻,試圖掩飾責任,但這個視頻製作極其低劣,公開後全日本輿論鋪天蓋地的指責,直接導致事故調查團隊負責人之一,動燃集團事務部副主任在東京酒店跳樓自殺!

洩漏現場照片

事後此事不了了之,所有的責任被自殺的那位給擔下了,據說他的家人甚至沒有獲得足夠的撫卹金,當然日本民眾不是傻子,在當地民眾強烈抗議下,日本名古屋高等法院金澤支院推翻福井地方法院對文殊堆繼續運行判定,但再次被日本政府起訴到了最高法院,再次翻轉:文殊堆可以繼續運行,但必須解決鈉冷卻管道的缺陷的判定。

2006年,國際原子能機構(IAEA)對日本核電檢查後發現,日本核工業過於自信,其設計規範與安全操作距離國際標準漸行漸遠,因此給出了一個忠告:

“如果運營、管理者這種自滿情緒繼續下去,發生下一次事故只是個時間問題。”

但日本政府對於其核工業非常自信,根本沒有採納這個意見,但打臉事件很快再次到來!

2007年6月,文殊堆的前身常陽堆的工作人員在提取實驗設備時,堆芯機械部件發生損壞,常陽堆進入停堆狀態,一直到未能恢復正常。

實驗堆只剩下了文殊堆,因此在2010年2月,文殊堆計劃重啟,開始了為期3年的試運行,但好景不長,3個月後的8月26日,重達3.3噸的中繼設備在更換燃料操作時由於夾具錯誤打開,導致中繼設備的抓取桿掉落2米。

這就尷尬了,百度貼吧“高達吧”樓主“squallgzy”大佬形容得非常到位,下面引用大佬“squallgzy”的文字,版權歸squallgzy所有!

事故發生半年後的2011年2月14日,中繼設備墜落事故責任人,文殊堆燃料環境科長在附近山上自殺身亡!最後無奈的文殊堆運營方用套筒的形式將其在高溫液態鈉中套住取了出來,但時間已經過去了十個月,文殊堆重啟就此泡湯!

2012年11月,日本原子能管制委員會對文殊堆安全檢查發現,這個由日本重工桂冠的日立、東芝、三菱、富士電機等廠商共同設計的反應堆,大約有20%的部件沒有安全檢查,2013年美國和管理委員會又發現13處洩漏,2013年5月13日,日本原子能管制委員會終於做出決定,不得重啟文殊堆。

原因也很簡單,三方設計規格不一,標準不同,檢驗沒有統一協調,日本人執行力第一,但統籌能力卻是渣渣,也是難為文殊菩薩了!

2016年12月21日,日本政府決定讓文殊堆退役,從1970年開始籌備算起,總共耗資一萬億日元(據資料,按當時幣值計算超過100億美元),卻只安全運行了250天,平均每天花4000萬美元,這個代價不可謂不大!

預計在2022年將核燃料取出,2047年拆除核反應堆!文殊堆終於走完了它坎坷的一生,但它留給世人的考慮無疑是深刻的,這愣頭青日本掌握了核技術,但卻剛愎自用,油鹽不進!

2011年311大地震,本來可以控制的福島第一核電站核洩漏,弄到現在卻要向大海傾倒125萬噸核廢水,而小小的日本國卻有42座可以運行的核反應堆,更可怕的是整個日本都在地震高髮帶上,這掌握了潘多拉魔盒的開關的日本人,未來要將地球帶向何方?