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为什么一根核燃料棒可以用手拿,而乏燃料却是致命的?

为什么一根核燃料棒可以用手拿,而乏燃料却是致命的?

首先可以明确一点是其实对于大多数人而言无论是新燃料还是乏燃料都是很难接近的,当然这只是从实际情况而言,因为核燃料的运输储存都是一件保密性要求极高的工作,我坦言自己不知道在哪能抱着核燃料合个影,也从来没见过核燃料的运输车,绝大多数员工也都是不知道的。想要见到核燃料首先要办一个厂区通行证(归口处室通常为保卫处),一个RP证(归口处室通常为保健物理处),学名叫辐射控制区通行证,这需要经过简单的培训(和科目一难度差不多)。

有了这些之后去保健物理处领一个热释光计量仪(核电工人领取辐射补贴的东西,进一次哪怕一个微希伏都没吃到,就有几百块的零食入账),进入核岛先要脱光光(虽然核岛结构紧凑但是依然在这方面是男女分开的,这一点给差评),换上全套防护用品,这里值得提一点,核电的防护策略是包容放射性,把放射性包裹在容器里面,也就是说在核岛的放射性其实不高,而防护用品的意义主要在于防止身体碰到有放射性的液体和粉末,正常进核岛除了脸全都是要包裹起来的。进入控制区以后,倒两趟电梯到20米平台(不同机型略有差别,基本上高度差不多),在装卸料期间就能看到核燃料了,好不隐晦地说此时的核燃料摸一下截肢,抱几秒钟就GG,然后全厂扣绩效,这也意味着你死后还要被全厂人骂,但是由于有水的存在,放射性被很好的隔离了。在乏燃料厂房也能看到核燃料。

令我不解的是在网上的确能看到抱着核燃料的照片,但是从来没听说过身边有谁抱过,如果有谁抱过合影,请联系我。新燃料的放射性和荧光棒是差不多的,只要戴着手套,摸一下对身体是没有影响的(由于锆包壳的存在不带手套也没有什么太大的问题),可以理解为它没有被激活,他本身就是被锆包裹的严严实实的U235和U238,富集度在5%以内,铀的半衰期又很长(半衰期越长放射性活度越低,放射性活度越低当量剂量就越低),而且此时的主要辐射是中子,而自由中子的活动半径十分小,所以对人体的伤害更小。

而将核燃料放到反应堆里面,用中子源轰击,使链式反应发生(在硼酸和控制棒的共同作用下),使反应堆达到临界状态,然后机组运行一段时间,通常而言机组运行的时候核岛是很少进人的,一方面岛内放射性高于大修时候,另一方面岛内有一定的负压(我也困惑有人在怎么进行安喷),经过一段时间的历练,我们的燃料棒脾气就不像之前那么好了,具体原因有几个。其一,经过链式反应产生了裂变产物,这些裂变产物及其衰变产物很多都是半衰期很短的,有些甚至具有挥发性(例如碘),这些东西是很可怕的。其二,裂变产物有一些是剧毒的或是具有腐蚀性的(其实二氧化铀的化学性质还是很稳定的),即使没有放射性,这些化学性质也能给人送进医院(而且一回路水含有的硼酸也有毒性)。其三,乏燃料的放射性来源比较多样,其中伽马射线最为致命。其四,反应后期锆包壳会有变形甚至破裂,燃料本身也会变形裂纹,这都给表面沾污提供了条件,核电厂的外照射基本上都是可控的,即使是放射性最强的房间,都不可能导致确定性效应(即放射病,而随机性效应与其相对,主要指的是发生癌症的几率),但是表面沾污就很危险的一件事,也曾经有报道说有人捡到放射源一直戴在身上去世的,照射时间是一个很重要的参数,表面沾污却能有效地增加照射时间,甚至引起内照射。

但是其实无论是运行还是大修状态,靠近反应堆几乎没什么顾忌,只要燃料放在水里就不会造成伤害(除非你跳进水里)。

我国的乏燃料后处理技术在世界上都是一流的,大家对乏燃料可以放心,而且乏燃料并非废物,乏燃料有其军工用途。而其另一个用途就是应用于钠冷快堆,中国钠冷快堆技术也是世界一流的,钠冷快堆是世界上第四代先进核能系统的首选堆型,代表了四代机组的发展方向。其形成的核燃料闭合式循环,可使铀资源利用率提高至60%以上,也可使核废料产生量得到最大程度的降低。国际社会普遍认为,发展和推广快堆,可以从根本上解决世界能源的可持续发展和绿色发展问题(我希望大家能记住徐銤这个名字,是他让中国的四代核电机组走在世界前列)。所以可怕的乏燃料又变得不可怕了。

图一图二来源于福清核电公众号,图三图四来源于网络,以上内容仅代表个人观点,不代表任何官方观点。