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主题: 日本反应堆停机后到底产生多大热量?
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作者 日本反应堆停机后到底产生多大热量?   
夏凉
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头衔: 海归上校

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加入时间: 2008/07/05
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文章标题: 日本反应堆停机后到底产生多大热量? (2276 reads)      时间: 2011-3-18 周五, 21:00
  

作者:夏凉海归茶馆 发贴, 来自【海归网】 http://www.haiguinet.com

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 (https://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。

作者:夏凉海归茶馆 发贴, 来自【海归网】 http://www.haiguinet.com




标签:  核电站 反应堆 日本福岛,




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