切尔诺贝利的大象的脚是一块有毒的质量

经过:帕特里克·基格(Patrick J. Kiger)|

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切尔诺贝利的大象的脚是被称为熔岩燃料的材料(LFCM)。它是由一种称为ra的有毒物质制成的,附近几分钟将带来一定的死亡。由于高辐射,该图像显得模糊。通用历史记录档案/通用图像组通过盖蒂图像

八个月后1986年4月核事故切尔诺贝利核电站在乌克兰,进入受损4号反应堆下方的走廊的工人发现了一种惊人的现象:黑色熔岩从反应堆核心流出,好像它是某种人造的火山一样。一个硬化的质量特别令人吃惊,船员将其绰号为大象的脚,因为它类似于大型哺乳动物的脚。

传感器告诉工人,熔岩形成很高放射性正如凯尔·希尔(Kyle Hill)所详述的那样,一个人需要五分钟才能获得致命的曝光率2013年文章用于科学杂志nautilus。

十年后,美国能源部国际核安全项目,收集数百张图片切尔诺贝利获得了大象脚的几张图像,据估计2.2吨(2吨)。

从那以后,大象的脚,被称为类似熔岩的含燃料的材料(LFCM)仍然是一个令人着迷的令人叹为观止的对象。但是实际上是什么?

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切尔诺贝利的大象的脚是将融化的核燃料与混凝土,沙子和核心密封材料混合在一起的固体质量。它位于4号反应堆核心下方的地下室中。
美国能源部

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切尔诺贝利大象的脚是什么?

由于大象的脚是如此放射性,所以当时的科学家在车轮上使用摄像头拍照。一些研究人员足够近,可以采集样本进行分析。他们发现,大象的脚不是核燃料的残留物。

取而代之的是,核专家解释说,大象的脚是由一种称为ra的稀有物质组成的,该物质是在核燃料和反应堆核心结构的部分过热和融化中形成混合物时在核事故中产生的。rum在历史上只有五次自然形成 - 一次三英里岛事故1979年在宾夕法尼亚州,一次在切尔诺贝利,三次福岛戴维2011年日本的植物灾难。

“如果无法终止核心熔体,则最终熔融质量将向下流到反应堆容器的底部并通过融化(带有其他熔融材料的贡献),下降到封闭的地板上,”埃德温·莱曼(Edwin Lyman),核电安全总监关心科学家联盟,在电子邮件中解释。

莱曼继续说:“然后,热熔融质量将与遏制的混凝土地板反应(如果有的话),再次改变熔体的组成。”“根据反应堆的类型,熔体可以通过遏制墙散开和融化,或者继续融化地板,最终浸润地下水(这是福岛发生的情况)。当熔体充分冷却时,它会变硬成硬的硬地下水。,岩石状的矿物。”

Mitchell T. Farmer,经验丰富的核工程师和计划经理阿贡国家实验室通过电子邮件说,cor骨看起来“很像熔岩,这是一种黑色氧化物材料,它在冷却时会变得非常粘稠,像粘稠的玻璃一样流动。这就是Chernobyl与大象的脚发生的事情。”

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核工程师Mitchell Farmer(在此处查看)和​​他的团队进行了模拟反应堆核心熔体事故的实验,其中熔融核心碎片(Corium)侵蚀了围栏建筑物的混凝土地板。在这里看到农民,旁边有一块石灰的侵蚀测试区。
Wes Agresta

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什么是rum?

特定的cor流的确切成分,例如构成切尔诺贝利大象的脚的脚,可能会有所不同。农民,他们的团队有模拟核心熔体事故在研究中,说大象的脚的褐色色调类似于石灰质的“融化已侵蚀成含有高度二氧化硅(Sio2)的混凝土(基本上是玻璃)。含有大量二氧化硅的混凝土被称为硅质和硅质。那是用于构建切尔诺贝利植物的混凝土类型。”

这是有道理的,因为最初是在核心融化,rum将由通常制造核心的材料组成。其中的一部分也是氧化铀燃料。农民解释说,其他成分包括燃料的涂层 - 通常是一种称为锆石的锆合金和结构材料,主要是由铁组成的不锈钢。

法默说:“根据何时重新供水以冷却rium骨,海rioum构图可以随着时间的流逝而发展。”“随着蒸汽的沸腾,蒸汽可以与石灰(锆和钢)中的金属反应产生氢气,您在福岛daiichi的反应堆事故中看到的效果。果质中的氧化金属转化为氧化物,转化为氧化物,,,氧化金属。导致构图改变。”

Farmer说,如果海rioum没有冷却,它将穿过反应堆容器,沿途融化更多的结构钢,从而导致其组成的更改。他解释说:“如果仍然过冷的话,海rium最终可以通过钢反应器容器融化并掉落到遏制的混凝土地板上。”“这发生在福岛Daiichi的所有三个反应堆。”与海rium接触的混凝土最终将加热并开始融化。

Farmer解释说,一旦混凝土融化,将混凝土氧化物(通常称为“炉渣”)引入熔体中,从而导致成分进一步发展。熔融混凝土还释放了蒸汽和二氧化碳,它们继续与熔体中的金属反应以产生氢(和一氧化碳),从而导致皮rium的组成发生了更多变化。

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2016年,新的安全限制(NSC)在切尔诺贝利上滑行,以防止核电站的更多辐射泄漏。但是,从那时起,305/2室(直接在单元4反应堆芯下)一直显示出中子排放量增加的迹象。
Flickr/欧洲重建与发展银行

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大象的脚有多危险?

产生大象脚的最终混乱是极其危险的。莱曼说,普遍说,皮帝比未损坏的燃料更具危险性,因为它处于一个潜在的不稳定状态,更难处理,包装和存储。

Lyman解释说:“在一定程度上,海rum保留了高度放射性的裂变产品,p和已成为放射性的核心材料,西菌将具有很高的剂量率,并且在未来几十年甚至几个世纪以来仍然非常危险。”

像大象的脚一样,必须将非常坚硬的固化rium骨从受损的反应堆中清除。莱曼说:“这将产生放射性灰尘,并增加对工人甚至环境的危害。”

但是,更令人担忧的是科学家不知道皮里姆在长期内会如何表现,就像将其存储在一个核废料存储库。他们所知道的是,大象的脚的骨可能不像以前那样活跃,并且它自行冷却 - 并且会继续冷却。但是它仍在融化,并保持高度放射性。

在2016年,新的安全限制(NSC)在切尔诺贝利上滑动,以防止核电站的更多辐射泄漏。另一个钢结构是在封闭罩上建造的,以支撑切尔诺贝利反应堆4号的腐烂混凝土石棺。NSC(理想情况下,NSC都会有助于防止大量的铀尘云在305/305/室内爆炸的情况下分散到空气中。2。305/2室直接在4号反应堆核心下方,并且一直在显示中子排放增加的迹象自2016年以来。由于致命的辐射水平,人类完全无法接近。

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研究cor

没有人愿意看到另一只大象的脚。农民的大部分职业生涯都花在研究核事故并与皮里姆合作的情况下,为植物运营商终止事故的方式开发方式 - 注入多少水以及在哪里注入它,以及如何快速冷却cor骨并稳定下来。

“我们的确是大型实验在其中,我们用真实的材料生产“石灰”,但我们使用电加热来模拟衰减热,而不是衰减加热。” Farmer说,解释说,模拟使实验更容易执行。

“我们将大部分工作重点放在研究各种果质组合物中的淬火和冷却果中添加水的效率。因此,我们正在研究事故的研究。另一端是预防事故,这是主要重点核工业区域。”

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