核電廠放射性物質釋放

裂變產物釋放在冷卻劑

在反應堆運行過程中，如果燃料元件破損，那么燃料元件中的裂變產物將會進入一迴路冷卻劑中，增加一迴路冷卻劑及相關設備的放射性水平。對於採用棒狀燃料元件的堆芯，燃料芯塊中產生的裂變產物釋放到一迴路冷卻劑中包括 2個過程：

①裂變產物由燃料芯塊釋放到燃料棒的氣隙中，該過程裂變產物的釋放份額主要取決於燃料棒的溫度和裂變產物的半衰期等；

②裂變產物由燃料棒的氣隙通過燃料元件包殼破口釋放到一迴路冷卻劑中，該過程裂變產物的釋放份額主要取決於破口尺寸的大小、裂變產物的半衰期和裂變產物的物理化學性質等。

基本介紹

• 中文名：核電廠放射性物質釋放
• 外文名：Radioactivematerial release in nuclear power plant

裂變產物釋放在冷卻劑

在反應堆運行過程中，如果燃料元件破損，那么燃料元件中的裂變產物將會進入一迴路冷卻劑中，增加一迴路冷卻劑及相關設備的放射性水平。對於採用棒狀燃料元件的堆芯，燃料芯塊中產生的裂變產物釋放到一迴路冷卻劑中包括 2個過程：

①裂變產物由燃料芯塊釋放到燃料棒的氣隙中，該過程裂變產物的釋放份額主要取決於燃料棒的溫度和裂變產物的半衰期等；

②裂變產物由燃料棒的氣隙通過燃料元件包殼破口釋放到一迴路冷卻劑中，該過程裂變產物的釋放份額主要取決於破口尺寸的大小、裂變產物的半衰期和裂變產物的物理化學性質等。

裂變產物釋放在環境

堆芯熔化導致大量放射性釋放的過程可以分為兩種不同的類型，即高壓熔化過程和低壓熔化過程。

低壓熔化過程以主系統冷卻劑喪失為特徵，若應急堆芯冷卻系統失效，由於冷卻劑不斷喪失，造成元件裸露升溫，鋯包殼與水蒸氣發生化學反應放出熱量與氫氣，堆芯水量進一步減少後，堆芯開始自上而下地熔化，直至將壓力容器下封頭熔穿，熔融物隨後與安全殼底板混凝土相互作用，釋出CO2、CO、H2等不凝氣體，從而造成安全殼晚期超壓失效或底板熔穿。

高壓熔化過程一般以失去二次側熱阱為先導事件。主系統在失去熱阱後升溫升壓，直至到達穩壓器釋放閥開啟的整定值後，閥自動開啟排汽。如二次側不能恢復熱阱，一次側又失去強迫注水能力，則釋放閥會持續啟閉循環，使反應堆冷卻劑不斷喪失，堆芯在較高壓力下開始裸露，隨後開始熔化。此後的過程，有可能與低壓熔化過程相似。但也有可能壓力容器下封頭熔穿後，由於反應堆冷卻劑系統存在高壓發生熔融物質噴射彌散，熔融的小顆粒與空氣中的氧發生放熱化學反應，又加上小顆粒與空氣的接觸面積大，加強了傳熱，造成了“直接安全殼加熱”，使安全殼超壓失效。

壓力容器熔穿之前，裂變產物從破損或熔融元件釋出後，在反應堆冷卻劑系統內會有遷移、沉降和再懸浮過程。反應堆冷卻劑系統壓力邊界破損之後，裂變產物進入安全殼後又會經受類似的輸運過程。這種輸運過程十分複雜，與源項的確定有密切關係，有待於仔細研究。但分析表明，若安全殼能維持一段較長時間(三天以上)不失效，大部分裂變產物因重力而沉降，釋出的源項會大大降低。