正文
日本出事核反應堆與廣島原子彈的比較 2011-03-15 16:52:09
有讀者說，廣島被原子彈炸過以後，也沒事嘛，幾個核反應堆算什麽？杞人憂天。
確實，廣島原爆之後第二年，爆心處地麵的草照樣生長，現在可能已經沒有任何痕跡了。那麽核反應堆比原子彈比如何呢？
廣島原子彈又稱“小男孩”，內裝60公斤鈾235（U235），當量為1萬3千噸TNT，也就是 5.4E13焦耳。長崎原子彈名叫“胖子”，內裝6.4公斤Pu239（鈈239），當量為2萬1千噸TNT，也就是8.8E13焦耳。小男孩與胖子加起來釋放能量為1.42E14焦耳。根據維基百科上的數據，廣島原爆死亡人數為9到16萬，長崎6到8萬。眾所周知，原爆後不久，日本軍國主義政府接受了波茨坦公告無條件投降--也就是任憑處置。原本還在亞洲各地、包括中國肆虐的日本侵略者都放下了武器。原子彈可能減少了中國幾百萬人的傷亡。可見任何武器、任何技術，看掌握在誰手裏，掌握在正義的一邊，就是人類的福音。掌握在錯誤的人手裏，可能就是災難。
那麽日本的幾個發生了氫氣爆炸的核反應堆與兩顆原子彈相比如何呢？目前已有四個反應堆發生初步爆炸，其正常運行時總輸出電力為2719兆瓦 （2719 * 1E6)，一天輸出的電能為 2719 * 1E6 * 24 * 3600 = 2.35E14 (焦耳），這個數字顯然已經超過那兩枚核彈的能量了。但是根據熱力學，我們知道，熱能轉化為機械能的最大效率被蒸汽溫度與冷卻水溫度限製，理想值也隻能到 （1 - T1/T2)。簡單說，日本這種類型的核電效率隻有30%多點，就算33%吧。因此，四個反應堆一天產生的熱能是 2.35E14/33% = 7E14。換言之，如果我們上述算術沒搞錯小數點位置，那麽四個反應堆一天釋放的能量是兩顆核彈的整整三倍 （7/2.35 ~ 3)。一年釋放的核能是兩顆核彈的1000多倍。
一般來說，商業反應堆裏一次注入三年所需的核燃料，好幾百噸（也就是幾十萬公斤）。所以，就蘊藏的核裂變能量而言，這四個日本核堆是兩顆核彈的3000多倍。如果單與廣島原子彈比較，四個核堆則是它的14300倍，1萬4千三百。
這麽多能量從哪來？這是因為當一個U235或者Pu239原子發生裂變（也就是一個原子核分裂）時，會釋放出200兆電子伏（2億電子伏）左右的能量。而化學反應隻能釋放這個能量的1億分之一。比如，兩個氫原子與氧結合生成水（如氫氣爆炸）隻能產生2.5電子伏的能量。這是一個一億倍的差別。
日本的反應堆中據說有的是使用鈈-鈾混合燃料。這種燃料中7%是鈈，0.7%的鈾235，餘下的基本是鈾238。相比之下，蘇聯切爾諾貝利核電站使用的燃料隻含2%的鈾235。鈈239 (Pu239)的半衰期隻有2萬4千年，放射出524萬電子伏的阿爾法粒子。而U235的半衰期為7億年。簡單的說，鈈239的放射性是鈾235的3萬多倍。
結論？讀者自己做吧。
作者：昆侖山上一棵草 留言時間：2011-03-16 06:15:18
嶽東曉的計算不夠專業，而且嚴重低估了核電站核泄漏的危險。
核電站裏的核燃料雖然不會造成核爆炸，卻可以造成比原子彈更多的汙染。需要說明的是，新的燃料棒和輻射並不強，而用了一段時間的燃料棒卻又更強的放射性輻射。因為在鈾235裂變放出熱量的同時，這些裂變產物也把燃料棒中的主要成分鈾238變成了放射性物質，其成分非常複雜，含有多種對健康非常危險的放射性物質。其放射性危害，如果讓他釋放出來遠遠超過原子彈的放射性。（原子彈的殺傷力包括核爆炸、衝擊波、放射性等方麵。放射性，隻是其中之一。而核電站，由於其所用的燃料的體積遠遠大於原子彈，百分之九十以上是鈾238——它不能發生自持裂變卻可以變成放射性物質。這就使得核電站的核事故的放射性威脅分廠嚴重。比如，切爾諾貝利的核泄漏造成近九萬人死亡。而福島核電站的這已經爆炸的反應堆，每一個都比切爾諾貝利那個大得多，有更多的核燃料。特別是那個最後爆炸的四號堆，是正在維修的，所存放的是廢料，放射性更強。如果發生的是切爾諾貝利式的事故，影響所及十分堪憂。
我認為，為了防止造成切爾諾貝利那樣的災難，國際社會應當聯手處理這個事故，日本政府顯然不能勝任。他們從一開始就錯了。他們可以隱瞞災情，把事故定成四級，那至少也是六級甚至是七級。假如這類事故發生在俄國或者中國早就被定成七級了。四個反應堆相繼爆炸，還四級，隻怕是四個七級。
有讀者說，廣島被原子彈炸過以後，也沒事嘛，幾個核反應堆算什麽？杞人憂天。
確實，廣島原爆之後第二年，爆心處地麵的草照樣生長，現在可能已經沒有任何痕跡了。那麽核反應堆比原子彈比如何呢？
廣島原子彈又稱“小男孩”，內裝60公斤鈾235（U235），當量為1萬3千噸TNT，也就是 5.4E13焦耳。長崎原子彈名叫“胖子”，內裝6.4公斤Pu239（鈈239），當量為2萬1千噸TNT，也就是8.8E13焦耳。小男孩與胖子加起來釋放能量為1.42E14焦耳。根據維基百科上的數據，廣島原爆死亡人數為9到16萬，長崎6到8萬。眾所周知，原爆後不久，日本軍國主義政府接受了波茨坦公告無條件投降--也就是任憑處置。原本還在亞洲各地、包括中國肆虐的日本侵略者都放下了武器。原子彈可能減少了中國幾百萬人的傷亡。可見任何武器、任何技術，看掌握在誰手裏，掌握在正義的一邊，就是人類的福音。掌握在錯誤的人手裏，可能就是災難。
那麽日本的幾個發生了氫氣爆炸的核反應堆與兩顆原子彈相比如何呢？目前已有四個反應堆發生初步爆炸，其正常運行時總輸出電力為2719兆瓦 （2719 * 1E6)，一天輸出的電能為 2719 * 1E6 * 24 * 3600 = 2.35E14 (焦耳），這個數字顯然已經超過那兩枚核彈的能量了。但是根據熱力學，我們知道，熱能轉化為機械能的最大效率被蒸汽溫度與冷卻水溫度限製，理想值也隻能到 （1 - T1/T2)。簡單說，日本這種類型的核電效率隻有30%多點，就算33%吧。因此，四個反應堆一天產生的熱能是 2.35E14/33% = 7E14。換言之，如果我們上述算術沒搞錯小數點位置，那麽四個反應堆一天釋放的能量是兩顆核彈的整整三倍 （7/2.35 ~ 3)。一年釋放的核能是兩顆核彈的1000多倍。
一般來說，商業反應堆裏一次注入三年所需的核燃料，好幾百噸（也就是幾十萬公斤）。所以，就蘊藏的核裂變能量而言，這四個日本核堆是兩顆核彈的3000多倍。如果單與廣島原子彈比較，四個核堆則是它的14300倍，1萬4千三百。
這麽多能量從哪來？這是因為當一個U235或者Pu239原子發生裂變（也就是一個原子核分裂）時，會釋放出200兆電子伏（2億電子伏）左右的能量。而化學反應隻能釋放這個能量的1億分之一。比如，兩個氫原子與氧結合生成水（如氫氣爆炸）隻能產生2.5電子伏的能量。這是一個一億倍的差別。
日本的反應堆中據說有的是使用鈈-鈾混合燃料。這種燃料中7%是鈈，0.7%的鈾235，餘下的基本是鈾238。相比之下，蘇聯切爾諾貝利核電站使用的燃料隻含2%的鈾235。鈈239 (Pu239)的半衰期隻有2萬4千年，放射出524萬電子伏的阿爾法粒子。而U235的半衰期為7億年。簡單的說，鈈239的放射性是鈾235的3萬多倍。
結論？讀者自己做吧。
作者：昆侖山上一棵草 留言時間：2011-03-16 06:15:18
嶽東曉的計算不夠專業，而且嚴重低估了核電站核泄漏的危險。
核電站裏的核燃料雖然不會造成核爆炸，卻可以造成比原子彈更多的汙染。需要說明的是，新的燃料棒和輻射並不強，而用了一段時間的燃料棒卻又更強的放射性輻射。因為在鈾235裂變放出熱量的同時，這些裂變產物也把燃料棒中的主要成分鈾238變成了放射性物質，其成分非常複雜，含有多種對健康非常危險的放射性物質。其放射性危害，如果讓他釋放出來遠遠超過原子彈的放射性。（原子彈的殺傷力包括核爆炸、衝擊波、放射性等方麵。放射性，隻是其中之一。而核電站，由於其所用的燃料的體積遠遠大於原子彈，百分之九十以上是鈾238——它不能發生自持裂變卻可以變成放射性物質。這就使得核電站的核事故的放射性威脅分廠嚴重。比如，切爾諾貝利的核泄漏造成近九萬人死亡。而福島核電站的這已經爆炸的反應堆，每一個都比切爾諾貝利那個大得多，有更多的核燃料。特別是那個最後爆炸的四號堆，是正在維修的，所存放的是廢料，放射性更強。如果發生的是切爾諾貝利式的事故，影響所及十分堪憂。
我認為，為了防止造成切爾諾貝利那樣的災難，國際社會應當聯手處理這個事故，日本政府顯然不能勝任。他們從一開始就錯了。他們可以隱瞞災情，把事故定成四級，那至少也是六級甚至是七級。假如這類事故發生在俄國或者中國早就被定成七級了。四個反應堆相繼爆炸，還四級，隻怕是四個七級。
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