为什么核电站需要电力来保证安全?

为什么核电站需要电力来保证安全?

最近,有关乌克兰扎波罗热核电站的新闻大多与该设施是否能接入外部电力线有关。国际原子能机构 (IAEA) 9 月 13 日的最新消息谨慎地分享了好消息:欧洲最大的核电站有三条不同的线路将其与外部电力连接,此前这三条线路全部被切断。

国际原子能机构表示,目前的情况是,其中一条线路为该核电站提供所需的电力,而另外两条线路则作为备用线路。尽管这是一个好的发展,而且该核电站的六座核反应堆都已关闭,但国际原子能机构仍发出警告。该组织总干事拉斐尔·马里亚诺·格罗西“再次强调,该核电站的核安全状况仍然岌岌可危——该核电站由俄罗斯军队控制,但由乌克兰工作人员在战区中部运营。”格罗西说,炮击“仍在更广泛的地区发生”。

核电站是否拥有维持其系统运行所需的电力是一个关键问题,也为我们提供了一个机会来深入了解核电站的工作原理以及如何在极端情况下保持安全。

基础知识

现代核电站是一个复杂而昂贵的设施,但其工作原理在理论上很简单。“任何核电站的工作原理都是铀衰变成其他元素,并在这一过程中以热量的形式释放能量,”哥伦比亚大学梅尔曼公共卫生学院助理教授诺曼·克莱曼解释说,他研究电离辐射对人和动物的影响。“这些热量被用来烧水、产生蒸汽、驱动涡轮机、发电。”

更具体地说,乌克兰的扎波罗热核电站和美国的大部分核电站都是压水反应堆。这意味着反应堆中的水会因为燃料棒的存在而变热,并且水会加热其他水(但不与之混合),这些水会以蒸汽的形式转动涡轮机。(另一种类型称为沸水反应堆。)

“会产生大量热量,”克莱曼补充道。“如果不去除这些热量,就会导致核电站材料(燃料棒本身、燃料所在的金属外壳和其他部件)的物理熔化。所以你需要一种方法来冷却核电站。”

当然,这需要电力,核电站的其他系统也一样。Good Energy Collective 的执行董事杰西卡·洛弗林 (Jessica Lovering) 表示,如今的核电站“总是需要电力来维持冷却剂在核电站内的循环”,Good Energy Collective 是一个从气候变化角度支持核能(不产生碳排放)的组织。“他们需要泵或其他东西将水推过堆芯以保持冷却,这样就不会变得太热而导致事故。如果核电站关闭,所需的冷却剂就会少得多。”

[相关:新型发电系统的工作原理类似于喷气发动机]

扎波罗热州有六座核反应堆。国际原子能机构指出,这些反应堆“处于冷停机状态”。但是,“它们仍然需要电力来维持必要的安全功能。”

电力来源有多种。根据国际原子能机构的说法,目前扎波罗热核电站的电力来自备用电力线,但也可能来自现场柴油发电机。该核电站还利用了最后一座正在运行的反应堆,即六号反应堆,来提供所需的电力。 《纽约时报》上周报道称,这种做法被称为“孤岛模式”,但指出这种模式不应持续很长时间——不能超过 60 分钟,这是对乌克兰国家能源公司 Energoatom 负责人 Petro Kotin 的采访。

[相关:俄罗斯恶意接管一座正在运行的核电站,这是战争中第一次]

洛弗林说,一般来说,冷却剂问题是关键。“世界各地发生的大多数核事故都是因为冷却剂以某种方式丢失。”日本福岛就是一个悲剧性的例子。

“他们现在可能处于相当不错的状态,”洛弗林说,“但缺点是他们没有为乌克兰和欧洲生产电力。”不过,她也对柴油发电机表示担忧,因为一旦外部电源连接再次被切断,该设施现场还有多少燃料。她还担心现场工人的福祉。

“你不想看到核电站周围遭到炮击,但现在核电站已经关闭,所以这个问题不再那么紧急,”她补充道。

乏燃料

谢丽尔·罗弗 (Cheryl Rofer) 是一位核科学家,曾在洛斯阿拉莫斯国家实验室工作了 30 多年,最近她在《新闻周刊》上撰写了有关乌克兰局势的文章,她认为该工厂目前的状况“稳定”。

她补充道:“派遣两名国际原子能机构检查员将有助于更准确地了解那里的情况。”

然而,除了关闭反应堆之外,还要考虑乏燃料的问题。乏燃料首先要放在冷却池中,有时还要放入干式储存容器中。罗弗说,有了冷却池,冷却池中的水也需要循环,这也是核电站即使反应堆关闭也能获得可靠电力的另一个原因。

[相关:独家探秘核潜艇诞生地]

“我认为,如果他们(用炮击)击中燃料池,那将一片混乱,需要进行一些清理,但我认为这是可以做到的,”她说。“那将是一件坏事——比现在的情况更糟糕。”

但受损的燃料池与核电站完全熔毁不同。“这实际上不算是熔毁,”她说。“那种情况下的泄漏主要都是局部的。”

与此同时,该计划仍将使该工厂停产:NPR 9 月 15 日报道称,乌克兰计划在俄罗斯军队撤离前不重新启动该工厂。

<<:  这些真菌需要南瓜香料拿铁中更多的南瓜

>>:  2022 年搞笑诺贝尔奖获奖作品包括排成一排的鸭子、便秘的蝎子、冰淇淋等

推荐阅读

《ZOE 2167 IDOLO》的魅力与评价:机甲动作的巅峰

第2167章 2167、第2167章■ 公共媒体卵子■ 原创媒体动漫原创■ 发布日期2001 年 3...

Vestaboard 智能信息显示屏:未来的预兆?

当我展望技术的未来时,我的第一个想法并不是从 20 世纪中期的火车调度板中获取灵感,但这正是促使 V...

钻井装备:如何为一个月的石油钻探做好准备

太平洋沙拉夫号的技术主管尼尔·迪默斯经常在墨西哥湾沿岸 12,000 英尺深的石油钻井平台上工作 2...

北极刚刚拿到了2016年气候“成绩单”——结果不及格

北极一旦失灵,我们所有人都会蒙受损失。美国国家海洋和大气管理局 (NOAA) 于周二发布了年度“北极...

《梦色糕点师》的魅力与评价:深入了解甜蜜的故事和人物

Yumeiro Patissiere - 甜蜜的梦与甜点的故事《梦色糕点师》是一部电视动画系列,于 ...

《卡拉尔的遗产》:深入挖掘引人入胜的故事和人物的评论

卡拉尔的遗产:永恒动人的冒险故事《卡拉尔的遗产》于 1993 年 2 月 25 日以 OVA 形式发...

偷偷溜出去浏览一些令人兴奋的内容……最好的网络星期一性玩具交易

假期让人感到压力。性爱和/或自慰可以减轻压力并帮助你入睡。所以放下手头的事情,享受亚马逊网络星期一性...

GiiNii AudioBulb 评测:你一直梦想着在灯泡里装一个扬声器

最终,几乎所有可以想象到的不同技术组合都会被整合成一个整体——相机和手机、游戏机和电子阅读器、巧克力...

学生启动行善无人机

当你看到这架四轴飞行器无人机朝你飞来时,不要逃跑或将其击落——它是来帮忙的。许多无人机充当间谍、刺客...

科技可以帮助你放松的所有方式

本文已更新。最初于 2019 年 8 月 15 日发布。无论是无休止地浏览 Twitter 还是连续...

三星 2024 电视和条形音箱阵容:第一印象

我们最近有机会花了一天时间体验三星的 2024 电视产品,以及其升级的 HW-990D 条形音箱和新...

在亚马逊上购买 AI 驱动的 Shark 机器人吸尘器可节省 30%

没人喜欢清洁地板,所以你应该让机器人吸尘器帮你清洁。Shark 的 AV2501AR 是一款人工智能...

体验偶像新世界的“偶像乐园PriPara”的魅力与评价

偶像乐园 Pripara - 一个引人入胜的新偶像故事《Idol Land PriPara》是一部新...

查看《国家地理》 2023 年年度图片

从美国宇航局的木卫二快船的“大脑”到狮鬃水母,2023 年《国家地理》年度图片特刊选出的 29 幅照...

本周我们了解到的最奇怪的事情:两次睡眠比一次好

本周你学到的最奇怪的事情是什么?好吧,不管是什么,我们保证如果你听 PopSci 的热门播客,你会得...