超淺顯易懂日本核能發電廠問題說明
是不是完全正確小弟其實不確定, 就乾脆笑一笑吧...原文出處, 翻譯
作者everafter (琥珀色月牙) 看板Gossiping
標題[爆卦] 超淺顯易懂日本核能發電廠問題說明
時間Wed Mar 16 02:36:39 2011
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原文出自：
http://togetter.com/li/111871
譯文出自：
http://www.plurk.com/p/b6afm1
因為有版友到現在還把車諾比掛嘴邊，想一想還是把這一版解釋貼過來，
保證馬上看得懂福島事件到底怎麼了、跟車諾比事件有什麼不同！
超淺顯易懂日本核能發電廠問題說明
譯：黑底斯 kicrol
雖然有點噁，但真的超容易懂!!以下引用hachiyaさん的文章
把現在的日本核能電廠問題用屎跟屁來比喻，如有問題請指正。
首先，之前雖然發生爆炸，但並不是原子爐發生爆炸。
就像是「因為肚子痛，所以先靠放屁來暫時解除疼痛。」
但是從外部來看，卻搞不清楚到底是拉屎還是放屁。
所以靠測量臭味的量，而得知「啊啊！那是屁」
但是因為屁實在太大了，所以嚇了大家一大跳。可是屎沒有拉出來，所以沒問題！
但是放完屁之後肚子痛的問題還是沒解決，
所以現在要想辦法做些事、吃些藥（海水或硼等等）來治療。
然後想盡辦法不讓屎漏出來。
雖然因為藥（海水）不夠，導致偶爾會有危機出現，但是目前屎還是沒有漏出來。
雖然沒問題，但是因為已經放了屁，導致臭味四散，
但是那個臭味會馬上消失，基本上是在遠處的人不會感覺到的程度。
順帶一提，美國的三哩島雖然也發生過事故，但是屎也一樣沒漏出來喔。
另外，關於後來常被提到的車諾比事件，那就真的事情很大條。
車諾比事件＝放了超大的屁之後，漏出了屎，
而且還是拉稀，而且還在教室裡跑來跑去。
雖然是預測，但在日本不致於會發生車諾比那樣的慘事。
現在，正在東京附近讀這篇文章的你，那附近完全不會有屁或屎的問題喔！
當然，也許有人會這麼想：「要是屎飛起來那不就慘了！」
但是實際上，真正糟糕的屎是很重的，所以不會飛很遠喔！
我真的覺得那些用藥治療核能電廠的人很了不起！
現在在負責治療核能電廠的人，正處於必須近距離跟屎相處的環境之中，
而長時間聞屎臭的話對健康有害。
如果一整天一直跟屎在一起的話，就會有生命危險，所以必須不斷的輪班。
而輪班的話就會很沒效率，但是為了健康著想，這也是沒辦法的事。
不過那是真的跟屎靠得非常近才會有那樣的危險，只要離遠一點就完全不用擔心。
追記：現在核能電廠會比之前還要臭，是因為在四號機肚子裡的屎。
照理說應該已經用水了，但是因為屎太熱，導致水乾枯，而且連廁所都燒起來。
而現在雖然已經把火消滅了，卻比之前還要更加辛苦。
追記：大家大概以為屎都是一樣的吧？屎的臭味也是有很多種的！
雖然大家可能會很擔心臭味一直留著，但是屁味大概只要一個禮拜就會消失了，
而且留有臭味的屎渣因為很重，所以很難飛到遠處去。要記得喔！
追記：
雖然有人可能會想：「既然尿布那麼安全，那多少漏點屎應該也沒什麼大礙吧？」
但其實目前還沒有人處理過漏屎的尿布。
要處理的話，確實會有危險性，而且還要花很多錢，
再加上只要冷敷，肚子就確定不會痛，
所以現在大家還在努力讓屎不要漏出來又可以治好肚子痛的方法。
追記：順便也把最糟的狀況說明一下。
也就是說，萬一屎漏出來、還從尿布裡漏出來的話，會怎麼樣呢？
即使如此，也不會發生像車諾比那樣的事。而且屎也沒辦法飛很遠。 轉貼
"Why I am not worried about Japan's Nuclear Reactors" 中譯
偶然在朋友轉寄的新聞連結中看到這篇文章, 這是由 MIT 的 Dr. Josef Oehmen 所寫的, 關於日本福島核能電廠在震災後所發生的一連串事情的看法. 原文其實來自於他寫給在日本親戚的 e-mail, 但被貼在部落格上引起廣大迴響, 因此 MIT 的核子工程科學系將全文維護在這裡, 並且會有持續的更新和回應.
看完文章之後, 我覺得這是目前為止對於福島核電廠危機我所看過最清楚又易懂的文章, 相較於台灣記者寫的那些連他們自己都不知道在寫什麼的東西, 這篇文章實在是太棒了. 現在這個世界上有太多人在關心這件事, 所以我決定把它譯成中文, 與大家共享. 我雖然不是核工的專業, 但所譯的東西都經過查證與確認, 我相信正確性會遠比那些記者寫的東西要好. 如有謬誤, 歡迎指正.
歡迎轉載, 轉載請註明出處.
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"Why I am not worried about Japan's Nuclear Reactors"
by Dr. Josef Oehmen
為何我不擔心日本的核電廠
福島核電廠的結構
福島的核電廠是所謂的 “沸水式反應爐” (BWR, Boiling Water Reactor). 沸水式反應爐將水煮沸, 產生水蒸氣, 進而推動渦輪帶動發電機發電. 核能燃料在反應過程中產生熱, 利用這些熱能將水煮沸, 產生蒸氣, 蒸氣推動渦輪, 渦輪轉動發電機發電, 而最後這些蒸氣再經過冷凝後變回水, 水再回到反應爐內重覆被加熱. 反應爐工作在攝氏 285 度左右的溫度.
核能燃料是氧化鈾. 氧化鈾是陶瓷狀的物質, 它的融點高達攝氏 2800 度. 燃料被做成錠狀的單位, 每錠大約是直徑一公分, 長約一公分的圓柱體. 這些燃料錠被裝在用一種稱為 “Zicaloy” 的鋯合金所做成的管狀護套中, 緊緊地封住. 鋯合金大概在攝氏 1200 度左右會開始出問題: 在這個溫度下它會開始跟水發生反應. 裝滿燃料錠的的管子稱為燃料棒, 數以百計的燃料棒組合在一起成為反應爐的爐心.
核裂變反應會產生許多高輻射的產物, 固態的燃料錠是守住核裂變產物的第一道防線, 而鋯合金的護套則是第二道防線, 它將這些放射性物質與反應爐的其它部份隔離開來.
反應爐的核心裝在壓力槽中. 壓力槽是是由極為厚重的鋼所製成的, 工作在差不多 7MPa (差不多 1000psi) 的壓力之下, 並且設計成可以承受核子意外時可能發生的更高壓力. 壓力槽是阻擋放射性物質與外界接觸的第三道防線.
反應爐的整套循環管路, 包含壓力槽, 管路, 和幫浦, 以及管路裡的冷卻劑, 也就是水, 全部被包在稱之為圍阻體的結構中. 圍阻體是第四道防線, 它是一個氣密的, 極厚的鋼筋水泥容器. 這個容器只有一個用途: 在必要的時候可以無限期地承受融毀的爐心. 為了使它更可靠, 在圍阻體的外圍還會有另一個更厚更大的混凝土結構, 稱之為二次圍阻體.
一次和二次圍阻體的目的都被包覆在反應爐建築中. 反應爐建築只是設計用來隔絕反應爐與外界的風霜雪雨, 它其實沒什麼強度. 在福島核電廠前幾次的爆炸中, 被炸毀的就是這個部份.
核子反應
核燃料產生的熱來自於中子所引發的核裂變反應. 鈾原子在中子的撞擊下, 分裂成兩個比較輕的原子 (又稱之為裂變產物), 這個過程會產生熱和更多的中子. 當這些新產生出來的中子撞擊其它的鈾原子, 就會引發更多的裂變反應, 產生更多的中子, 持續不斷下去. 這個過程稱為連鎖反應. 一般的反應爐在正常全功率運轉時, 它裡面的中子產生和消失的速率是相同的, 從而使得中子的數量保持在穩定的值, 此時稱之為反應爐的臨界狀態.
這裡必需要說明的是, 核電廠反應器中的核燃料絕不可能產生像核武器般的核子爆炸. 在前蘇聯的車諾比事件中, 爆炸是來自於壓力槽內的高壓及氫氣爆炸, 而將整個壓力槽炸毀並將融化的爐心物質噴向四週. 車諾比的反應爐跟本連圍阻體都沒有, 才會在壓力槽失效時造成這麼嚴重的災害. 接下來會說明為什麼這樣的災害不會發生在日本.
反應爐使用控制棒來控制連鎖反應. 控制棒是用硼做成的, 而硼最大的本領就是吸收中子. 在沸水式反應爐運轉時, 控制棒被用來維持反應爐剛好在臨界狀態. 除此之外, 控制棒也可以用來將反應爐關閉, 使它從 100% 的功率輸出降至 7% 左右的輸出, 這 7% 的輸出來自於爐心內的材料本身衰變所產生的熱, 或稱之為餘熱.
餘熱來自於核裂變產物進行輻射衰變時所產生的能量. 輻射衰變是裂變產物藉由散發能量而穩定它們自己的過程, 而這些能量會以阿法射線, 貝它射線, 伽瑪射線, 或是中子的型態散出. 核裂變的產物有很多種, 在以鈾為燃料的反應爐中裂變產物主要是銫和碘的同位素. 在核裂變反應停止後, 餘熱會隨著時間而減少, 不過仍然必需藉由冷卻系統將之移除以免燃料棒護套過熱而失效, 導致放射性的裂變產物直接曝露. 福島的核電廠現在所面臨的最大挑戰就是如何維持足夠的冷卻能力, 可以將反應停止之後的餘熱從反應爐中移除.
很重要的一點是, 大部份的裂變產物它們的半衰期都很短, 可能在你讀完這句話的時間內就衰變完了, 而某些則有較長的半衰期, 像是銫, 碘, 鍶, 及氬.
福島核電廠出了什麼事 (截至 2011 年 3 月 12 日為止)
接下來我們來看看福島核電廠的事. 在日本所發生的地震, 它的強度其實遠遠超過這個核電廠當初建造時所能抵擋的地震強度. (芮氏地震規模是對數級數, 8.2 級和 8.9 級之間的能量差距是 5 倍, 不是 0.7 倍)
當地震來襲時, 所有的反應爐都自動關機了. 在地震發生的頭幾秒中, 控制棒立即被插入爐心, 將連鎖反應停下來. 從這個時候開始, 冷卻系統必需將爐心的餘熱帶走, 如前所述, 差不多是平時運轉總功率的 7%.
地震摧毀了電廠的外部供電系統, 這是一般核電廠的意外中最麻煩的一種, 稱為 "外部電力失效". 反應爐和它的備援系統在當初設計時, 就必須考慮這種狀況, 而利用備援電力系統在這種狀況下維持爐心冷卻系統的運作. 反應爐既然已經停止了, 它當然也沒辦法發電給自己的冷卻系統使用.
當地震剛發生的時候, 電廠的備用柴油發電機確實有啟動並供電給包括冷卻系統在內的相關設備, 但在隨後而來的超級海嘯中, 這些柴油發電機也報廢了.
核能電廠的一個很重要的設計原則就是 "縱深防禦". 遵循這個原則設計的核電廠理應可以抵擋各種重大災害的侵襲, 甚至電廠本身的系統有多重損壞也沒關係. 讓所有祡油發電機一次壞光光的大海嘯就是這樣的災難, 不過 3 月 11 日當天的海嘯實在大得遠超乎所有人的預期. 為了對付這樣的危機, 工程師在設計電廠時又多加了一道防線: 把所有的東西都放在圍阻體內.
當柴油發電機壞掉後, 電廠的作業員切換到以電池供電的緊急電力. 電池供電的備援系統可以在其它所有的電源都失效時, 仍然維持爐心的冷卻系統運作達八個小時, 而且它也確實撐了八小時.
但八小時過後, 電池用完了, 冷卻系統沒辦法繼續將餘熱從爐心內移出. 此時電廠的作業員開始遵循 "一切冷卻系統都失效" 時的緊急作業程序, 這些程序也是遵循 "縱深防禦" 的原則設計的. 儘管從電視上看起來似乎很驚悚, 但其實這些電廠作業員對這些程序應該都很熟練.
這時大家已經開始懷疑爐心會不會融毀了. 因為如果冷卻系統持續失效, 餘熱就會累積在爐心裡, 在幾天之內就可以達到讓爐心融毀的溫度. 在這裡要強調, "爐心融毀" 並不是個很精確的時, 也許說 "燃料失效" 會比較好. 因為在燃料錠融化之前, 包覆燃料棒的鋯合金護套會先完蛋, 也許是因為過高的壓力, 過多的氧化反應, 或是過熱.
不過在此時, 距離爐心融毀應該還有很長的一段路. 現時的主要目標是維持爐心的穩定, 避免燃料護套破損.
因為冷卻爐心乃是第一要務, 反應爐設計有很多套不同的冷卻系統, 不過福島核電廠到底壞了哪些冷卻系統, 目前尚不清楚.
因為斷電的關係導致電廠絕大多數的冷卻系統失效, 它們會盡其所能的利用剩餘可以運作的冷卻系統, 避免餘熱在爐心累積. 但如果冷卻系統的能力小於爐心內餘熱產生的速度, 爐心內的冷卻水會被煮沸, 導致水蒸氣在爐心內累積, 進而升高爐心內的壓力. 此時的要務是要避免爐心的溫度超過攝氏 1200 度, 以免燃料棒護套破壞, 同時也要維持爐心內的壓力在可容許的範圍內. 為了避免壓力過大, 他們必需不定時地打開洩壓閥讓高壓蒸氣和反應爐內的其它氣體釋放出去. 在這樣的意外中, 洩壓是很重要的程序, 它可以避免壓力槽內的壓力過高而損壞壓力槽的完整性, 通常在設計時也會為壓力槽預留許多套不同的洩壓管道.
如前所述, 高壓蒸氣和其它爐心內的氣體經由洩壓閥釋放到大氣中, 其中某些氣體會含有具有放射性的核裂變的產物, 但含量極低. 而且這些氣體在釋放的過程中也經過一定程序的過濾和處理, 以確保釋放到大氣中的放射性物質在一個可接受的範圍. 即使存在這些微量的放射性物質, 也不會對公共安全造成影響, 甚至對於在核電廠工作的人來說都很安全. 相較於讓這些氣體在槽內累積以致於讓壓力升高, 將之透過洩壓程序排放掉以維持壓力槽的完整其實是較佳的做法.
就在此時, 備援的發電機運到電廠了, 而且部份的電力也恢復了. 然而在爐心內被煮沸變成水蒸氣被排掉的水比加進去的水多, 導致冷卻系統內的水越來越少, 進而影響它的冷卻能力. 在洩壓的某些程序中, 爐內的水位甚至可能低到讓燃料棒頂端露出水面. 當燃料棒的溫度超過攝氏 1200 度時, 護套的鋯合金開始跟水發生氧化反應. 這個反應會釋出氫氣, 而這些氫氣就混在水蒸氣中一起在洩壓時排出. 這是預期中的反應, 但我們不知道究竟有多少氫氣會混在洩壓的氣體中一起出來, 因為燃料棒的精確溫度和爐內的水位並不是那麼容易掌握. 氫氣極為易燃, 當排出的高溫氫氣與空氣混合時, 它會與空氣中的氧氣劇烈反應, 變成爆炸. 如果某次洩壓時排出的氫氣量比較多, 就會發生這樣的爆炸. 不過爆炸發生在圍阻體外,反應爐建築內 (因為圍阻體內沒有空氣), 對圍阻體的結構安全不會有影響, 但可能會破壞反應爐建築. 稍早發生在三號機組的爆炸應該就是這類的反應, 它摧毀了三號機組的建築物頂部和側面的一些牆面, 但對於壓力槽或圍阻體則不會造成損害. 僅管這算是個意外, 但它不會影響反應爐的結構安全.
隨著某些燃料棒的溫度超過攝氏 1200 度, 某些燃料棒開始被破壞. 燃料錠本身的結構仍然完好, 但鋯合金的護套則開始損壞. 此時, 某些燃料錠中的裂變產物, 像是銫及碘的同位素, 會開始混在冷卻水和蒸氣中. 這也是為什麼在排出的蒸氣中可以測到這兩種元素存在的原因.
因為水量減少使得冷卻系統的能力受限, 而且電廠本身的儲水量也許不足, 為了確保燃料棒可以全部浸在冷卻水中, 他們決定開始灌海水進去. 海水裡面加了硼酸做為中子吸收劑. 連鎖反應已經因為控制棒插入而停下來了, 但加入硼酸則可以更進一步確保反應爐內的連鎖反應不會再起. 硼酸也可以用來抓住一部份被釋放到水中的碘同位素以減少它們被排出的機會, 不過這不是加入硼酸的主要目的.
一般來說, 冷卻系統使用的是過濾過的純水, 以避免冷卻系統任何部位的銹蝕. 灌海水進去會讓以後的清理變得很麻煩, 不過在冷卻水不足的時候也只能這樣搞了.
以上的程序可以將燃料棒的溫度降到安全的範圍, 而且隨著反應爐停機的時間越來越長, 爐心的餘熱會越來越少, 壓力和溫度都穩定下來後, 就不須要再做洩壓的動作了.
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後記
這篇文章譯完時, 福島一號廠的 1 號機和 3 號機已經發生過氫氣爆炸, 而 2 號機也發生過不確定是否為氫氣導致的爆炸, 同時今天 4 號機也有火災. 今天下班前又看到“5 號機和 6 號機溫度上升”的新聞. 衷心希望作者的推測是正確的, 讓這場核子危機就此落幕吧. 本文章最後由 油油綠山 於 2011-3-19 02:19 編輯
嗯，屎真的比較容易懂。
核能會不會「爆炸」，就我唸過的物理，不可能。
會不會屎尿滿天？會的，而且非常容易讓你的十八代子孫都記得你那老祖宗拉過一泡屎，害了十八代都沒辦法回去住。
玩核能就像玩左輪手槍的俄羅斯輪盤，很爽而且大部份不會有事，但一出事，再輕微也會轟掉你半邊腦袋。
要不要發展核能？這不是經濟或是政治問題，而是有沒有把握賭這一把的問題。
好吧，在台灣，我是俗辣，我沒膽。 是一篇好文章將整個核能電廠 安全措施都寫得很清楚
但事實絕對比一篇文章 來的真實~
也就是過熱~ 一切的一切不就是怕爐心熔毀
如果像文章裡說的那麼安全
但整個廠撤到剩50個員工 為什麼?
輻射量為什麼會增加~ ?
把輻射當作是屁?
聞一個屁會導致後代生育出畸形兒?
造成 癌症發生率提高?
我只能說 這樣的比喻真是爛到爆~
難道真的得等它爆了 才是真正的災難
核電廠又設在海邊 難道輻射對魚貝類不會有影響 還是代表以後都不吃魚貝類了
整個生態會變成怎樣?他可能還要在多寫一篇文章探討一下
慶幸災難沒有一直嚴重下去吧!!! 你的不擔心不代表全世界也不夠資格代表
雖然某些地區甚至發生一些物資爭購(鹽) 的事件 一碼歸一碼
只能說災難會帶給人們看不見的恐懼喪失冷靜 這還需要宣導
在此還是感謝大大可以po出這麼詳細的內容
但一層又一層防護措施 不代表絕對的安全
對於那50位勇敢的駐守人員 他們奉獻的是他們的生命 屁跟屎會致命嗎???
請站在他們的立場想一想
日本發生的災難是給全世界的一個警惕 本文章最後由 1025movie 於 2011-3-28 15:30 編輯
是一篇好文章將整個核能電廠 安全措施都寫得很清楚
但事實絕對比一篇文章 來的真實~
也就是過熱~ ...
fromocean 發表於 2011-3-19 23:34 http://www.hd.club.tw/images/common/back.gif
的確,我也覺得這篇文章除了提到屁之外,內容也是狗屁不通
拿屁跟輻射比,頭殼壞去了,
輻射可以留在土壤中好幾百年,差不多可以從宋朝留到現在
在水中也會被魚吃了進入食物鏈
再空氣中會隨著風向傳送
而且,沒人想過他們拿來降完溫的海水跑哪裡去了?那些海水可是直接接觸核燃料的...
全球都多少有影響,當然距離越遠影響會越小
就算不會馬上死,得到癌症是求生不死求死不能,但這不是屁,屁會分解
拿車諾比跟福島比又怎樣?
比的不是爆炸規模而是輻射污染
車諾比現在解決了嗎?很抱歉沒有
車諾比的輻射大概要到西元2775年才會減緩
而且還在持續微量(這邊的量可以死人了)滲出
台灣距離日本2000多公里已經很近了,影響多多少少有
什麼影響?往後100年內醫院會有很多癌症病人出現
輻射微量?拿雜牌吹風機吹頭髮都不好了,你說反應爐裡的輻射飄(漂)過來有沒有事?
事情都發生了,的確也不必太過恐慌,但是這篇放屁文.....結論真的算是在放屁
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