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切尔诺贝利控制棒为何放石墨 切尔诺贝利中,为什么在RBMK反应堆控制棒尖端要设计一截石墨?

2020-07-23知识11

切尔诺贝利核事故或简称“切尔诺贝利事件”,是一件发生在苏联统治下乌克兰境内切尔诺贝利核电站的核子反应堆事故。该事故被认为是历史上最严重的核电事故,也是首例被国际核事件分级表评为第七级事件的特大事故(第二例是2011年3月11日发生在日本福岛县的福岛第一核电站事故)。普里皮亚季城因此被废弃。那为什么警报器和控制棒在切尔诺贝利的事故中都没有发挥出来应有的作用?这是因为这次爆炸的是由于操纵人员操纵不当造成的。为了在更安全、更低功率情况下进行测试,操作人员首先断开了反应堆的安全系统,以保证安全系统不会因为实验操作而自动触发。此时,切尔诺贝利的4号反应堆的能量输出从正常功率的3.2千兆瓦特减少至700百万瓦特。但是,由于在实验开始时,反应堆操作人员对能量输出的降低过快,此时实际功率输出降至只有3百万瓦特,生成的裂变产品氙-135增加(该产品会吸引中子)。功率下降的速度虽然已接近安全章程允许的最大值,但操作人员仍选择继续实验。实验决定将功率上升200 百万瓦特。为了克服剩余氙-135对中子的吸收,操作人员从反应堆中拔出了安全章程所规定的控制棒数。在1986年4月26日凌晨1点05分,涡轮发电机推动的水泵启动,水的流量超出了。《切尔诺贝利》控制棒的石墨尖端是一个很好的设计,但假设没有石墨尖端会怎么样? 最后关头,直接是210根硼控制棒插入,而不是石墨尖端,会不会避免事故?切尔诺贝利中,在反应堆控制棒尖端为什么要设计一截石墨? 这截石墨叫displacer,或者说置换剂。长度是4.5m,只比核心长度7m短一些。除了12根自动功率调整用的控制棒外,其他控制棒都有这截石墨displacer。当控制棒处于正常上止点时,这段石墨处于核心中间。它有两个作用:用来在控制棒未插入时,置换掉水,填充通道,增强反应率的(和石墨一样,轻水也是减速剂,但是对中子吸收比石墨大,因此此处如果是水,反应率会比用石墨填充来的低)。这样控制棒插入后会带来减少石墨和增加控制棒的双重效应,反应率的变化range更大,控制棒插入的效果更大,从而实现更有力的控制。用来在控制棒未插入时,填充通道,使得整个核心横截面上燃料、减速剂、冷却剂分布对称均匀,这样中子流分布更均匀,从而减少局部stress。也是为了实现更好的控制。所以此处设置石墨是很聪明的设计。但缺陷是在过度拔出后,再次插入时,过长的石墨替换水,会导致反应率飙升。我们先看看从正常operational的位置插入。插入时的核心垂直截面反应率变化:由于石墨比核心短一些,底部在插入时会产生石墨替代水的状况,造成局部反应率提高具体提高的幅度,取决于反应堆的运行点,核心功率密度分布。但是范围小时间短,并不会引发事故。完全到位后就消停了。切尔诺贝利中,在反应堆控制棒尖端为什么要设计一截石墨? 因为当时比较穷,用的铀燃料也是浓缩程度低的,所以为了正常反应时可以加大功率需要一些更强的慢化剂,正常状态下控制棒前端的石墨是插入反应堆的,替代了轻水,所以即使燃料不好也可以有足够的功率,然后降低功率时继续插入硼的部分就会起作用,减速效果也更好,如果完全是硼的话那么里面就是轻水做慢化剂没有石墨效果好,当时切尔诺贝利出事是因为关闭了安全系统,手动拔出过多安全棒,而且手动拔出会拔过头,安全棒本来应该有一部分石墨在反应堆也拔出了,所以插入后石墨最先接触大大地高了反应速率。看别人的答案,这好像也是唯一解,问题是设计时没考虑到这点我觉得很难以理解,拔出时不管手动还是自动石墨完全留在反应堆才是正常设计切尔诺贝利中,在RBMK反应堆控制棒尖端为什么要设计一截石墨? RBMK反应堆设计本身有缺陷,但是国家和设计者都隐瞒了这个缺陷,建造了数座RBMK反应堆核电站。在反应速率…《切尔诺贝利》为什么一定要把房顶的石墨块拿走才能封存? https://www. bilibili.com/video/av19 98321/ ? 377 ? ? 25 条评论 ? ? ? 喜欢 ? 机械工程师 143 人赞同了该回答 那些不是铅块,是石墨块。石墨。切尔诺贝利事件里,为什么石墨有放射性?他不就是铅笔芯的材料吗? HBO电视剧《切尔诺贝利》中最先到达的消防队员捡起了一块巨型铅笔芯一样的碎片—不久之后,他的手就烂了—过了几天,他就惨死了。他捡起来的这块“巨型铅笔芯”就是反应堆中心控制棒的组成部分。用稍微形象一点的比喻来说,核电站很像是把一颗手雷放置在一个完全密闭并且无比坚固的高压锅内,引爆这个手雷,产生巨大能量,再想办法把这个能量输出。如果没有这个坚固的高压锅,那这个手雷爆炸会把周围一定范围内的人都搞死,而手雷如果不爆炸,就没有办法产生能量。重核原子经中子撞击后,裂变成为两个较轻的原子,同时释放出数个中子,并且以伽马射线的方式释放光子。释放出的中子再去撞击其它的重核原子,从而形成链式反应而自发裂变。在这里可以简单总结一下—原子裂变,释放出“弹片”—中子,伽马射线。其中这个中子再撞击原子,再分裂出中子。在这个过程中,释放热量。我们不需要去理解这些原子,中子,裂变,我们只需要知道,他们会不断分裂,不断四处飞散,不断互相碰撞再分裂成更多高速飞行的弹片,射向四周。原子核裂变时除放出中子还会放出热,核电站用以发电的能量来源于此。现实里手榴弹炸开,弹片四射,火光冲天,而核裂变是一样的效果,只不过我们肉眼看不到。

#切尔诺贝利事故#控制棒#石墨

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