2016年以來,新安全圍護(hù)設(shè)施封閉并保護(hù)了被毀的切爾諾貝利核電站。圖片來源:PYOTR?SIVKOV/TASS/GETTY?IMAGES
本報(bào)訊?35年前,切爾諾貝利核電站發(fā)生了世界上最嚴(yán)重的核事故。35年后,裂變反應(yīng)再次在已損毀設(shè)施內(nèi)的鈾燃料堆中陰燃,“就像燒烤坑里的余燼”。英國(guó)謝菲爾德大學(xué)核材料化學(xué)家Neil Hyatt說?,F(xiàn)在,科學(xué)家正忙于確定這些反應(yīng)是會(huì)自行消失,還是需要采取干預(yù)措施以避免另一場(chǎng)事故。
據(jù)《科學(xué)》報(bào)道,烏克蘭基輔核電站安全問題研究所(ISPNPP)的Anatolii Doroshenko近日在拆除反應(yīng)堆討論會(huì)上說,傳感器追蹤到一個(gè)人們無法進(jìn)入的房間里不斷流出新增的中子,這是一種裂變反應(yīng)的信號(hào)。
“有很多不確定性?!盜SPNPP的Maxim Saveliev說,“我們不能排除事故的可能性。中子數(shù)量上升緩慢,這表明管理人員仍有幾年時(shí)間找出遏制威脅的方法?!?/p>
核廢墟中的核裂變,或者說臨界狀態(tài),長(zhǎng)期以來一直困擾著切爾諾貝利核電站。1986年4月26日,當(dāng)該核電站4號(hào)反應(yīng)堆的部分堆芯熔化時(shí),放射性物質(zhì)流入反應(yīng)堆大廳的地下室,并硬化成所謂的含燃料材料(FCM),其中含有約170噸放射性鈾,占原始燃料的95%。
一年后,相關(guān)部門建設(shè)了一座由鋼筋混凝土構(gòu)成的、雨水可以滲入的“避難所”,以存放4號(hào)反應(yīng)堆“遺體”。水減慢了中子的速度,從而增加了它們撞擊和分裂鈾核的概率。但是,暴雨有時(shí)會(huì)使中子計(jì)數(shù)飆升。
1990年6月,一場(chǎng)大雨后,一位科學(xué)家冒著暴露于輻射的風(fēng)險(xiǎn),進(jìn)入受損的反應(yīng)堆大廳,在FCM上噴灑了硝酸釓溶液,這種溶液可以吸收中子。他和同事都擔(dān)心FCM可能變成臨界狀態(tài)。幾年后,相關(guān)部門在“避難所”房頂上安裝了硝酸釓噴灑器,但噴霧不能有效滲透到一些地下室。
2016年,一座耗資15億歐元的新安全設(shè)施封閉了“避難所”,以便穩(wěn)定并最終拆除反應(yīng)堆。新設(shè)施可以阻擋雨水,自從它被安置以來,“避難所”大部分區(qū)域的中子數(shù)一直保持穩(wěn)定或在下降。
但在一些區(qū)域,相關(guān)數(shù)字開始慢慢上升。例如,近4年中,305/2號(hào)房間的中子數(shù)幾乎翻了一番。ISPNPP的模型表明,在某種程度上,燃料的干燥使中子在裂變鈾核時(shí)更有效?!斑@是可信的數(shù)據(jù),只是還不清楚機(jī)制是什么?!盚yatt說。
這一威脅不容忽視。隨著水不斷退去,人們擔(dān)心“裂變反應(yīng)會(huì)呈指數(shù)級(jí)加速”。Hyatt表示,這會(huì)導(dǎo)致“不受控制的核能釋放”。
應(yīng)對(duì)新威脅是一項(xiàng)艱巨的挑戰(zhàn)。305/2號(hào)房間的輻射水平使人們無法靠近并安裝傳感器,由于它被埋在混凝土下面,也無法噴灑硝酸釓。一種辦法是開發(fā)一類可長(zhǎng)時(shí)間承受強(qiáng)輻射的機(jī)器人,讓它在FCM上插入硼柱,吸收中子。
不過,復(fù)燃的核裂變反應(yīng)并不是唯一的挑戰(zhàn)。由于被強(qiáng)輻射和高濕度包圍,F(xiàn)CM正在瓦解并產(chǎn)生更多的放射性塵埃,使拆除“避難所”的計(jì)劃變得更為復(fù)雜。(唐一塵)
《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 (2021-05-07 第1版 要聞)