核燃料熔融会怎样

核燃料熔融后，因为失去了材料刚性而坍塌，类似911事件的世贸大厦。

相邻的核燃料棒粘连在一起，类似几根冰棍在阳光暴晒下融化粘在一起的情形。这是非常危险的情形。正常情况下核燃料棒是以一定的间隔布置的，水可以从核燃料的间隔中流过，带走核燃料的热量，维持核燃料的冷却；控制棒可以插入，吸收适量的中子，控制链式反应。核燃料熔融粘连在一起后，这些用于冷却和控制的间隔被堵死，被带走的热量更少，核燃料温度进一步升高，并从已熔融的核燃料传递到未熔融的核燃料，牵连更多的核燃料熔融。最严重的情形是核燃料熔融成一团。

核燃料棒在压力容器里的布置图。深色部分是控制棒

核燃料熔融有什么后果

核燃料熔融的后果有几种情况，需要区别对待。以下是笔者个人的看法：

轻度熔融：只有少数几根核燃料棒外表破损，核电站可以控制事态，在将核反应堆停下来后的大修可以将损坏的燃料棒更换（例如美国三里岛事故）。

中度熔融：部分核燃料棒熔化、粘连，已经严重损坏了核反应堆的结构完整性，同时熔融放出的大量热量、高温高压蒸汽和锆水反应产生的氢气将容纳核燃料的压力容器爆破，大量放射性物质随蒸汽外逸到安全壳中，继而泄漏到外界。机组无法再使用（福岛核事故）。

重度熔融：在中度熔融的基础上进一步恶化，大部分核燃料棒熔化变形，高温甚至将压力容器底部蚀穿，掉入地表土壤。读者可以自行想象焊锡被加热后滴落的情形。这种情况远比轻度和中度熔融严重，因为熔融的核燃料进入土壤后无法控制，直接与土壤还有地下水接触，造成严重的放射性污染。（目前未确认福岛核事故是否有堆芯进入土壤）

这种情况极少出现，一些核电站在设计的时候也考虑了熔融核燃料棒（核电行业成为熔融堆芯）的掉落问题，我国的田湾核电站的早期机组也设置有堆芯捕捉器，实用性有待验证。但不用验证才是好事。

一旦核电站出现重度熔融事故，就意味着核事故已经超过普通的预防和应急，进入长期治理的阶段，这个长期治理，恐怕将需要几代人来买单。

日本福岛二号机核燃料70%熔融意味着什么？

对比之前福岛第一核电站所属的东京电力公司认为2号机组内57%以上核燃料熔融的分析，此次的数据测量手段（基本粒子探测法）更先进，得出的结果也更精确，显示形势严峻得多。笔者认为，70%熔融意味着2号机组的核燃料熔融已超出目前的控制，有进一步扩大的可能。对于已经燃料熔融的机组，因为其自身已经失去对核燃料链式反应的控制能力，所以引用外部水源对核反应堆进行冷却、抑制链式反应将成为长期的工作。只有控制住核燃料熔融进一步发展趋势之后，对事故机组进行封闭和屏蔽才能正式开始。

我国与日本属于一衣带水的关系，地理位置的临近加上洋流因素的作用，2011年福岛核事故发生时，我国沿海地区就受到来自日本的放射性尘埃和放射性污水的威胁。由此我们应当密切关注福岛二号机的事态，并在需要时提供力所能及的帮助。核电领域有一句公认的话，核电行业无小事，任何一个核事故都会对全世界的核工业造成毁灭性的打击，必须防微杜渐。

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