為什麼有人把燃料塊拿在手裏展示

刀口談兵2018-06-11 19:04:59


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作者:瀚海狼山

    

在最近的一期科技類節目中,在介紹核電站的組裝過程中,介紹到組成核燃料棒的燃料塊時,一名主持人居然不帶任何防護手套,直接把核燃料塊拿在手中向觀眾介紹。這引起了網絡上的大討論,很多人覺得,核燃料不是有很強的放射性嗎?主持人這麼做,不知道危險嗎?解釋這個問題,需要了解專業知識。

體和鈾礦石都具有一定放射性,但這種天然的放射性,經過地球形成後45年的天然衰變,天然鈾礦的放射性已經很低。大型天然鈾礦周邊,仍然會正常的生長動植物和有人類生存,並不會因為某地出產天然鈾礦,就導致這個礦周邊幾十裏寸草不生。只有通過專用的放射性檢查儀器,才能發現鈾礦牀附近的放射指標,略微高於沒有放射性礦物的地區。

因為天然鈾礦的放射性較低,開採和提煉過程,對直接接觸鈾礦石的工人影響有限,只需正常穿戴工作服和口罩,就可以起到較好的防護作用。

上世紀五十年代,在全國大規模普查天然鈾礦,曾經在廣西某地最早發現了天然鈾礦的原石,這塊礦石被稱為中國核工業的“開業之石”。並且這塊石頭,被迅速送到懷R堂,給最高層現場觀看。這個故事也説明天然鈾礦放射性很低,是基本安全的。

天然鈾主要對外偶然性地釋放阿爾法射線,這種射線其實就是氫原子的質子核。只需一張A4紙,就可以擋住阿爾法射線。而人的衣服和皮膚完全可以隔絕阿爾法射線。不會對人體內部組織造成影響。

天然鈾礦被開採出來以後,初加工多采用“”提煉。通俗的講,就是“加入其他配料用水煮”,加工後得到的產品一般是重鈾酸銨,呈現黃色塊狀或者粉末狀,俗稱“”。黃餅的放射性仍然較低,加工工人仍然只需穿戴防護級別較低的工作服。

黃餅提純後,再被送到專門的鈾濃縮工廠,加工成六氟化鈾,採用氣體離心機提高純度。當鈾濃度被提高到4%左右,再把這種鈾混合物粉末,燒結成的二氧化鈾陶瓷芯塊,相當於把陶土燒成陶瓷。鈾瓷芯塊為直徑1釐米,高度1釐米的圓柱體。幾百個芯塊疊在一起裝入直徑1釐米,長度約4米,厚度為1毫米左右的細長鋯合金材料套管內,最終制成一根可以進入反應堆進行“核燃燒”的燃料棒。

加工成型的二氧化鈾陶瓷塊的放射性仍然不高,這也是主持人為何敢用手直接拿起來的根本原因。

做個形象的比喻:可以把還沒裝堆的二氧化鈾燃料塊,看做一塊還沒有放進爐子裏燃燒的“煤塊”,那麼這種“煤塊”,不燙手也不會燙人——即輻射性仍然較低。而一旦把這些“煤塊”放進核反應爐子裏——即反應堆中“點燃”,被燒的通紅,那麼他們就非常危險了,絕對不能再直接無防護接近。因為輻射性被“點燃了”!

核反應後的燃料棒裏,將產生非常多的具有極強放射性的短半衰期新元素,比如鐳、銫、碘、鈈、鈷等等,事故中造成嚴重放射性污染的,正是這類同位素。

切爾諾貝利和福島的事故之所以致命,就是因為他們都是在大量核燃料棒被燒的通紅,放射性最強的時刻,被炸的到處都是。

點煤爐子要用引火柴。民用核反應堆同樣需要最初的“點燃棒”,這就是採用一根或者幾根鈾濃度達到10—20%的特殊燃料棒,插入低濃度的燃料棒中間,“點燃”其他燃料棒。其原理是,利用高濃度燃料棒產生的頻率更高的中子輻射,來引發其他燃料棒的鏈式反應,很像點煤爐子用木柴引燃。


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