35年前,切爾諾貝利核電站發生了世界上最嚴重的核事故。35年后,裂變反應再次在已損毀設施內的鈾燃料堆中陰燃,“就像燒烤坑里的余燼”。本文系切爾諾貝利35周年系列文章,為了不能忘卻的紀念!

2016年以來,新安全圍護設施封閉并保護了被毀的切爾諾貝利核電站。圖片來源:PYOTR SIVKOV/TASS/GETTY IMAGES
35年前,切爾諾貝利核電站發生了世界上最嚴重的核事故。35年后,裂變反應再次在已損毀設施內的鈾燃料堆中陰燃,“就像燒烤坑里的余燼”。
英國謝菲爾德大學核材料化學家Neil Hyatt說。現在,科學家正忙于確定這些反應是會自行消失,還是需要采取干預措施以避免另一場事故。
據《科學》報道,烏克蘭基輔核電站安全問題研究所(ISPNPP)的Anatolii Doroshenko近日在拆除反應堆討論會上說,傳感器追蹤到一個人們無法進入的房間里不斷流出新增的中子,這是一種裂變反應的信號。
“有很多不確定性。”ISPNPP的Maxim Saveliev說,“我們不能排除事故的可能性。中子數量上升緩慢,這表明管理人員仍有幾年時間找出遏制威脅的方法。”
核廢墟中的核裂變,或者說臨界狀態,長期以來一直困擾著切爾諾貝利核電站。
1986年4月26日,當該核電站4號反應堆的部分堆芯熔化時,放射性物質流入反應堆大廳的地下室,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,相關部門建設了一座由鋼筋混凝土構成的、雨水可以滲入的“避難所”,以存放4號反應堆“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,暴雨有時會使中子計數飆升。
1990年6月,一場大雨后,一位科學家冒著暴露于輻射的風險,進入受損的反應堆大廳,在FCM上噴灑了硝酸釓溶液,這種溶液可以吸收中子。他和同事都擔心FCM可能變成臨界狀態。
幾年后,相關部門在“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施封閉了“避難所”,以便穩定并最終拆除反應堆。新設施可以阻擋雨水,自從它被安置以來,“避難所”大部分區域的中子數一直保持穩定或在下降。
但在一些區域,相關數字開始慢慢上升。
例如,近4年中,305/2號房間的中子數幾乎翻了一番。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更有效。“這是可信的數據,只是還不清楚機制是什么。”Hyatt說。
這一威脅不容忽視。隨著水不斷退去,人們擔心“裂變反應會呈指數級加速”。Hyatt表示,這會導致“不受控制的核能釋放”。
應對新威脅是一項艱巨的挑戰。305/2號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。一種辦法是開發一類可長時間承受強輻射的機器人,讓它在FCM上插入硼柱,吸收中子。
不過,復燃的核裂變反應并不是唯一的挑戰。由于被強輻射和高濕度包圍,FCM正在瓦解并產生更多的放射性塵埃,使拆除“避難所”的計劃變得更為復雜。
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