切尔诺贝利核灾再现？地下熔毁炉芯为何多年后复燃？

在1986年，乌克兰切尔诺贝利核电厂的灾难，让全世界都为之震撼。但最近几年，有一项惊人的研究发现，多年后，被熔化的核材料竟然重新激活。由于该现象对人们对于核灾难的认识提出了新的质疑，因此受到了国内外学者的广泛重视。

到底是什么造成核反应堆核心在数十年后又被重新点燃？切尔诺贝利事故的余波还会继续吗？

核废料在地下熔化过程中的变化

引发切尔诺贝利灾难的原因是核电站4号反应炉的设计有问题。这座基于 Soviet RBMK结构的核聚变堆存在着很多问题，最大的问题之一就是在常规操作过程中容易发生融化核废料泄漏。这个设计上的缺陷造成了核反应堆中不正常的升温，从而引起了一场灾难。

作业人员的过失也是造成这次意外的原因之一。那个时候，操作者在做一次测试时，违背了操作规程，而且还做了一些值得怀疑的动作。在测试过程中，控制棒的下落速率很慢，这造成了冷却液流量急剧降低，最后引起了反应器的过热。

核反应堆中的核燃料棒也扮演着很大的角色。在爆炸前，核反应堆的外层材料以铝材为主，但在较高温度下，铝材是一种极易腐蚀的材料。随着堆芯温度的升高，在堆芯中，铝质元素会与堆芯中的氧化剂发生化学反应，最后造成堆芯破裂。

在地下熔化过程中，核废料中的元素与冷却液的反应也与冷却液的选用有关。切尔诺贝利原本是以水为冷却介质，但为了降低核辐射的速率，人们向核辐射中注射了很多水。随着堆芯温度突然上升，水很快变成了水蒸气，并且形成了很大的压强。这样就会提高堆芯融化的危险，最后造成堆芯融化。

地下熔化核心升温

在切尔诺贝利核电厂发生的一次核泄漏事件中，由于堆芯中的核燃料积聚而引起了巨大的高温，从而引起了核电厂的严重破坏。当融化的燃油渐渐沉入地面时，它的温度就会很快升高。熔融岩心在埋藏过程中，由于其温度过高，会对周边土体及支护结构造成较大的应力，从而引起地基失稳、建筑物倒塌等一系列重大事故。

由于地底熔化炉内的温度升高，熔化的磷酸盐和水蒸气将产生强烈的反应，从而产生了巨大的氢气。当温度升高时，土壤中的磷元素也会以磷蒸气形式被蒸发。

如果磷水蒸气遇到氢气，就会产生磷和氢的混合液，成为一种极易燃烧的可爆炸气体。当能量达到某个临界值时，发生磷酸盐水蒸气爆炸，则会使事故更加严重。

切尔诺贝利核事件发生后，核子发生了爆炸并发生了大火，造成了核子燃料的融化与破坏。在地下熔化过程中，防护系统的不完善也是导致熔化过程中产生高温的一个主要因素。在那时候，核电厂的设计并没有想到核反应堆融化之后会发生什么，也没有采取有效措施，这就造成了更严重的问题。由于缺少相应的防护手段，导致了地下熔化炉内高温升高现象的加剧。

一种由核燃料和一种混合气所引起的化学反应引起的火情

在核能系统中，核燃料与冷却介质（通常为水）密切接触，而冷却介质经燃料棒循环，并对核燃料产生的热能进行吸附，从而保证了反应堆的平稳运转。但是，在切尔诺贝利发生的一次意外事件中，没有充分的制冷剂可以将核燃料在紧急关停期间所产生的热能带走。

在没有充分冷却的条件下，核燃料会快速变热，而在堆芯中，随着温度的升高，燃料棒将发生断裂，并与其他物质（如建筑物质、冷却液等）发生反应。它们之间的交互作用将会引起一系列的化学变化，从而引起火灾。

核燃料和水汽发生反应。在很高的温度下，堆芯表层就会裂开，并会放出一些东西，其中就有气体和水蒸气。在大气中，这种气体和水蒸气很快就会与氧发生作用，生成硝酸以及其他普通的氧化剂。该化学反应所生成的热能将使整个火势更快。

在高温下，由核废料中的元素（如铀和钛）与大气中的氧发生了化学反应，从而形成了一种金属氧化物。在较高的温度下，这种氧化物易于产生自然燃烧的化学反应，从而产生强烈的火焰。而在此基础上，还会加速核材料的氧化性与可燃性，使得火灾继续扩大。

燃烧中的燃料棒被分解并融化，使火焰更加猛烈。在核燃料中，由于温度过高及发生氧化反应，使其发生溶蚀并融化。在高温高压下，核能被分解并融化后，会产生大量的水珠和熔渣，它们具有很强的反应性和可燃性。当金属颗粒与其他物质（如建筑材料、冷却介质等）发生碰撞时，会引起更大范围的火灾。

切尔诺贝利灾难距今已经过去了几十年，但近来又有新的报道，显示地底深处的核反应堆核心被再次点燃，这引起了人们对核电站爆炸后果的担心与恐惧。尽管在核泄漏事件发生初期，我国已对反应堆进行了多项封闭处理，但因其特殊的地理条件以及长时间的放射性污染，仍有可能导致反应堆再起动。

这个研究结果为人们敲响了对核电安全的一个重大警示，同时也让人们对核电技术中存在的一些隐患无法完全忽略。我们必须对发展核电所遇到的问题持审慎态度，对核电的安全性进行更多的投入和研发。这是我们唯一能够保证使用核电不会引起更大灾难的方法。