什么是核裂变(核裂变的反应是什么)？

最近HBO发布了一部关于切尔诺贝利的电视剧，引起了非常好的反响。豆瓣评分甚至达到了9.6。

切尔诺贝利发生了什么？今天，我们将谈论切尔诺贝利。

切尔诺贝利

切尔诺贝利是典型的核电站，主要原理是核裂变反应。什么是核裂变？

很多人脑海中通常会想到原子弹。

然而，这只是作为一种武器。其实核裂变也可以为人类的活动提供大量的能量。

我们以铀-235为例。如果我们用一个中子快速轰击铀-235的原子核，钡和氪就会分裂，释放出2-3个中子。

反应后，物质的总质量小于反应前，损失的质量转化为能量。根据质量能量方程E = MC ^ 2，我们可以计算出大约有200 MeV的能量被释放出来。

释放出来的中子可以继续轰击其他的铀-235，引发一系列的核裂变反应，这就是所谓的链式反应。

核裂变反应有多剧烈？

这么说吧，只有一克的铀-235，如果完全裂变，会产生相当于20吨TNT的能量，足以炸毁120米内的建筑。

核反应堆

切尔诺贝利实际上是一个依靠核裂变反应提供能量的核电站。主要设备是核反应堆。核反应堆是如何提供电力的？

这是关于核反应堆的结构。我们都知道核裂变会释放出大量的能量。如果将冷水倒入其中，冷水的温度将会升高，直到形成水蒸气。水蒸气从出口排出后，经过汽轮机，水蒸气变成液态水，同时带动汽轮机旋转，就可以实现供电。

在整个过程中，核裂变释放的能量通过水和蒸汽的状态变化来转动汽轮机，进而提供电能。

但是我们要控制反应堆的反应速率，科学家想到的办法其实就是控制中子数。如果中子数减少，核裂变反应自然会减少。反应堆的控制棒可以吸收中子，也就是说我们通过控制插入控制棒的数量来控制反应速率。插入的棒越多，反应速度越慢。

那为什么切尔诺贝利会发生事故？

操作错误

切尔诺贝利事故与工程师的操作有很大关系。当时一直有做“停电测试”的计划，意思是停电时如何保持供电？

科学家的想法是使用柴油发电机，但是启动柴油发电机大约需要1分钟，所以需要保证断电后1分钟内能够继续供电。科学家发现，其实核裂变反应仍然会有余热，可以依靠惯性继续驱动汽轮机运转，提供电力。

于是，他们在1982年开始实验，前三次都失败了。第四次实验开始于1986年4月26日。首先要模拟断电，所以要降低电抗器的输出功率。

结果，在这个过程中，反应堆内产生了衍生物氙-135，它能不断吸收中子，进一步降低了核反应堆的反应速率。这种现象被称为“反应堆中毒”。

为了提高反应速度，工作人员想到了拔出控制棒。然而，根据安全规定，仍然需要至少28根控制棒来确保紧急情况下的安全。但他们只保留了18个。也就是说，这个时候，只要有一点点扰动，就可能发生爆炸。

结果不幸的是，由于一系列的误操作，最终发生了爆炸。应该说本来是一个小错误，却酿成了巨大的灾难。

真的能埋葬过去吗？

事故发生后，消防队第一个赶来救援，但他们被告知这是一场普通的火灾。结果有两人因为辐射超标当场死亡，其余28名消防员也因为辐射超标很快全部牺牲。

当时，1200吨燃料仍在受损的反应堆堆芯中燃烧，辐射粒子进入大气层，随风飘散。这对周围环境影响很大。

所以，首先要控制火势。苏联政府派出300架直升机向反应堆投掷混有硼酸的沙袋，总共有600吨，火势才得到控制。但其中27人几天后死于过量辐射。

虽然火势得到控制，但并没有遏制核污染和核威胁的蔓延。尤其是以前消防队为了灭火喷了很多水，都积在反应堆下面。如果熔化的铀和石墨遇到水，就会发生大爆炸。科学家估计，如果所有的铀都被炸毁，整个欧洲将被夷为平地。

于是，消防员冒着生命危险进入现场，将水抽干。最后，所有的消防员都牺牲了。此外，苏联政府出动直升机投掷了2400吨铅块，将大火扑灭。但是铅遇热会溶解，人吸入铅会中毒，所以这些飞行员都死了。

这只能解决核威胁。至于核污染，最大的问题是它会渗透到地下，污染地下水。于是，政府召集了一万名矿工，挖了一条150米深的隧道，在炉心周围又挖了30米，注入大量冷却剂，然后用一层水泥墙围起来。未来，这些矿工中的1/4将永远活不过40岁。其他活下来的基本都是各种疾病缠身。

接着，苏联在爆炸的反应堆周围建造了一个170米长、66米宽的钢制石棺，将整个反应堆封闭起来。

但这并没有解决空气体中的污染物。苏联政府派直升机喷洒这种被称为“气泡”的液体，这种液体可以与辐射混合，被称为“灰泥”落到地面上，然后有人被要求清理“灰泥”，这需要10万预备役人员和40万平民来清理。最后这些人基本要么早死，要么身体残疾。

在这样惨烈的抢救下，事故的情况才得以稳定。因为挽救局势，苏联投入了大量的人力财力，最终导致了苏联的解体。

然而，当年的石棺只有30年的寿命，也就是说，到了2006年，这具石棺已经无法密封事故现场。苏联已经解体，切尔诺贝利现在在乌克兰，乌克兰没有经济能力重建一个石棺。

铀的半衰期是24000年，也就是说辐射减半需要24000年。如果任其发展，这将是对整个世界的巨大威胁。

后来在世界多国的共同努力下，重建了一个新的石棺。

今日切尔诺贝利

几年前，科学家们回到了切尔诺贝利的隔离区。我以为这里会死，就算有动物，也是那种暴露在辐射下的畸形动物。

没想到，隔离区成了野生动物的天堂。虽然这里的动物都要遭受辐射，但辐射和人类对它们的伤害相比根本不算什么，所以这次事故对它们来说反而是好事。

在隔离区，再次出现或引入的动物有:

山猫、猫头鹰、大白鹭、天鹅、棕熊、欧洲野牛、蒙古野马、獾、海狸、野猪、鹿、麋鹿、狐狸、野兔、水獭、浣熊、狼、水鸟、灰蓝色山雀、黑松鸡、黑鹳、鹤和白尾鹰。

可以说是生机勃勃。

你看，对于动物来说，人类可能比核武器更可怕。

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