2011
日本反应堆停机后到底产生多大热量？
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本帖最后由 夏凉 于 2011-3-18 10:43 编辑
日本福岛核电站的事故，据报道地震当天就停机了。但反应堆仍然产生热量，需冷却水降温，是因为热量是衰变热造成。但是，核电站停机后，要多少天才能停止产热，产多少热？似乎从来没有人问这个显而易见的问题。
我找到了公式 （http://en.wikipedia.org/wiki/Decay_heat）。从科学的公式计算，一天后，衰变热就应该降到只有０.４％了。按说，如今已经7天了，也就应剩下有０.２％，就是说，比初始下降３０倍。如果这个核电站初始衰变能量是１３Mev，那么一再周后就应该只有０.４Mev。1Mev 产生1.6x 10-13 Joules。谁算一下，这些能量是否能够一直保持燃料棒加热。。。
当然，上面的很物理，对我这个非物理行业的外行还是想像不出来。为了好计算，我又找了些数据。。。一个反应堆平均大概产生1000兆瓦/小时。一周后的衰变热，按为原来的0.2%算的话，就只能产生2兆瓦/小时的能量了。我家的灯泡最大的是100瓦的。也就是说，这个反应堆的衰变热相当于2万个100瓦灯泡。
一个反应堆的体积有多大呢？“The fuel rods then are arranged in bundles with typical dimensions of 5 to 9 inches square by about 12 feet long. Each fuel bundle may contain several hundred fuel rods and cores can contain several hundred bundles. ”。
估计一下，假设一捆有300根，总共有300捆。如果一根燃料棒的截面是5平方寸，假定一捆是300根，一个反应堆有300捆的话，那么占面积就是450000平方寸，或折合相当于300平方米。如果一根燃料棒是4米长，也就是说，反应堆占据大概 15米 x 20米 x 4米 这么大的空间，相当于一个很大的卧室那么大，而且比家用卧室还要高很多。想象一下，2万个1oo瓦灯泡在这么空间，是否能把这些陶瓷金属混合燃料棒照热（假设完全被吸收）么？
咱不是物理学家，我这样算对不对呢？
upthere网友进一步用用水量描述:
假设我们可以用水冷却，效率100%，先算一下一小时可以蒸干多少水：
水的比热为4.19kJ/Kg/K,把1公斤水从10度室温加热到100度开水需要377千焦耳；
水的蒸发热为2270kJ/Kg,把1公斤开水从100度蒸发需要2270千焦耳；
合计要从10摄氏度蒸发1公斤水需要2647千焦耳；
1千瓦*小时=3.6兆焦耳；
2兆瓦一小时做工相当于2000度电=7.2兆*千焦耳；
这些能量（每小时）可以蒸干2.7吨（2.7立方米）水。
每个反应炉每天需要加水65吨。
如果不是靠蒸发，而是靠循环水冷却，每公斤水最多带走约上述1/10的热量。每天需要泵水多于650吨。