有读者说,广岛被原子弹炸过以后,也没事嘛,几个核反应堆算什么?杞人忧天。
确实,广岛原爆之后第二年,爆心处地面的草照样生长,现在可能已经没有任何痕迹了。那么核反应堆比原子弹比如何呢?
广
岛原子弹又称“小男孩”,内装60公斤铀235(U235),当量为1万3千吨TNT,也就是 5.4E13焦耳。长崎原子弹名叫“胖子”,内装6.4公斤Pu239(钚239),当量为2万1千吨TNT,也就是8.8E13焦耳。小男孩与胖子加起来释放能量为1.42E14焦耳。根据维基百科上的数据,广岛原爆死亡人数为9到16万,长崎6到8万。众所周知,原爆后不久,日本军国主义政府接受了波茨坦公告无条件投降--也就是任凭处置。原本还在亚洲各地、包括中国肆虐的日本侵略者都放下了武器。原子弹可能减少了中国几百万人的伤亡,更减少了上千万日本人的伤亡(本来日本军国主义者准备全民玉石俱焚)。因为这个原因,有人曾提议给下令施行核爆的杜鲁门总统诺贝尔和平奖。可见任何武器、任何技术,看掌握在谁手里。掌握在正义的一边,就是人类的福音,和平的保障。掌握在错误的人手里,可能就是灾难。
那么
日本的几个发生了氢气爆炸的核反应堆与两颗原子弹相比如何呢?目前已有四个反应堆发生初步爆炸,其正常运行时总输出电力为2719兆瓦 (2719 * 1E6),一天输出的电能为 2719 * 1E6 * 24 * 3600 = 2.35E14 (焦耳),这个数字显然已经超过那两枚核弹的能量了。但是根据热力学,我们知道,热能转化为机械能的最大效率被蒸汽温度与冷却水温度限制,理想值也只能到 (1 - T1/T2)。简单说,日本这种类型的核电效率只有30%多点,就算33%吧。因此,四个反应堆一天产生的热能是 2.35E14/33% = 7E14。换言之,如果我们上述算术没搞错小数点位置,那么四个反应堆一天释放的能量是两颗核弹的整整三倍 (7/2.35 ~ 3)。一年释放的核能是两颗核弹的1000多倍。
一般来说,商业反应堆里一次注入三年所需的核燃料,好几百吨(也就是几十万公斤)。所以,就蕴藏的核裂变能量而言,这四个日本核堆是两颗核弹的3000多倍。如果单与广岛原子弹比较,四个核堆则是它的14300倍,1万4千三百。
这么多能量从哪来?这是因为当一个U235或者Pu239原子发生裂变(也就是一个原子核分裂)时,会释放出200兆电子伏(2亿电子伏)左右的能量。而化学反应只能释放这个能量的1亿分之一。比如,两个氢原子与氧结合生成水(如氢气爆炸)只能产生2.5电子伏的能量。这是一个一亿倍的差别。
日本的反应堆中据说有的是使用钚-铀混合燃料。这种燃料中7%是钚,0.7%的铀235,余下的基本是铀238。相比之下,苏联切尔诺贝利核电站使用的燃料只含2%的铀235。钚239 (Pu239)的半衰期只有2万4千年,放射出524万电子伏的阿尔法粒子。而U235的半衰期为7亿年。简单的说,钚239的放射性是铀235的3万多倍。
结论?读者自己做吧。
注:科幻电影STAR TREK里常见的光子鱼雷 (Photon Torpedo)的能量为2.7E17焦耳,相当于9000万吨TNT。
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