切尔诺贝利的大象脚是有毒的堆芯

由于“象脚”的放射性太强，当时的科学家们使用了一个轮子上的照相机来拍摄它。一些研究人员离得足够近，可以采集样本进行分析。他们发现大象脚并不是核燃料的残余物。

相反，核专家解释说，大象脚是由一种叫做堆芯的稀有物质组成的，这种物质是在核事故中核燃料和反应堆核心结构的部分过热融化形成混合物时产生的。在历史上，堆芯物质只自然形成过五次，其中一次是在三里岛事故1979年在宾夕法尼亚州，一次在切尔诺贝利，三次在福岛福岛第一核电站2011年日本核电站灾难。

“如果堆芯的熔化不能终止，那么最终熔融的物质将向下流到反应堆容器的底部，然后(带着额外的熔融物质)融化，掉到安全壳的底部。”埃德温·莱曼核能安全主管忧思科学家联盟他在一封电子邮件中解释道。

莱曼继续说:“热熔体随后会与安全壳的混凝土地板(如果有的话)发生反应，再次改变熔体的成分。”“根据反应堆类型的不同，熔体可能会扩散并融化穿过安全壳，或者继续融化穿过地面，最终渗入地下水(这就是福岛发生的情况)。当熔体充分冷却时，它会硬化成坚硬的岩石状矿物。”

米切尔·t·法默他是一名经验丰富的核工程师和项目经理阿贡国家实验室他在电子邮件中说，堆芯看起来“很像熔岩，一种黑色的氧化物材料，冷却后变得非常粘稠，像粘性熔融玻璃一样流动。”这就是切尔诺贝利发生的大象脚事故。”

一种特定的堆芯流的确切成分可能会有所不同，比如构成切尔诺贝利象脚核泄漏的堆芯流。Farmer，他的团队模拟堆芯熔化事故他在研究中说，大象脚的棕色色调类似于“熔化物”，熔化物被侵蚀成含有高浓度二氧化硅(SiO2)的混凝土，基本上是玻璃。含有大量二氧化硅的混凝土被称为硅质混凝土，这就是建造切尔诺贝利核电站所用的混凝土类型。”

这是有道理的，因为一开始核心融化在美国，堆芯将由制造堆芯的材料组成。一部分也是氧化铀燃料。法默解释说，其他成分包括燃料的涂层——通常是一种被称为锆合金的锆合金——和结构材料，这些材料主要是由铁组成的不锈钢。

法默说:“取决于什么时候重新供水来冷却堆芯，堆芯的成分会随着时间的推移而变化。”“当蒸汽沸腾时，蒸汽会与堆芯中的金属(锆和钢)发生反应，产生氢气，这就是你在福岛第一核电站反应堆事故中看到的效果。堆芯中的氧化金属转化为氧化物，导致成分发生变化。”

法默说，如果堆芯没有冷却，它将通过反应堆容器向下移动，沿途熔化更多的结构钢，这将导致其成分发生更多的变化。他解释说:“如果仍然过冷，堆芯最终会熔化穿过钢反应堆容器，掉到安全壳的混凝土地板上。”“福岛第一核电站的三个反应堆都发生了这种情况。”与堆芯接触的混凝土最终会升温并开始融化。

法默解释说，一旦混凝土融化，混凝土的氧化物(通常被称为“渣”)就会被引入熔体，这导致混凝土的成分进一步演变。熔化的混凝土还释放出蒸汽和二氧化碳，它们继续与熔化的金属反应产生氢(和一氧化碳)，导致堆芯的成分发生更多变化。

由此产生的大象脚的混乱是极其危险的。莱曼说，一般来说，堆芯比未受损的乏燃料更危险，因为它处于一种潜在的不稳定状态，更难处理、包装和储存。

莱曼解释说:“在某种程度上，堆芯保留了高放射性的裂变产物，钚和已经变得具有放射性的堆芯材料，堆芯将具有高剂量率，并且在未来几十年甚至几个世纪内仍然是极其危险的。”

像“象脚”核反应堆那样非常坚硬的固化堆芯必须被分解，才能从受损的反应堆中取出。莱曼说:“这将产生放射性粉尘，增加对工人和环境的危害。”

但更令人担忧的是，科学家们不知道堆芯在长期内会有什么表现，比如当它被储存在18新利最新登入核废料存储库。他们所知道的是，大象脚的堆芯可能不像以前那么活跃了，它正在自行冷却，并将继续冷却。但它仍在融化，仍然具有高放射性。

2016年，新型安全禁闭(国家安全委员会)在切尔诺贝利上空滑动，以防止核电站发生更多的辐射泄漏。另一个钢结构是在安全壳内建造的，用来支撑切尔诺贝利4号反应堆腐烂的混凝土石棺。理想情况下，如果305/2房间发生爆炸，国家安全委员会将有助于防止大量铀尘云扩散到空气中。305/2室就在4号反应堆堆芯的正下方，现在已经显现出来了18新利最新登入中子发射增加的迹象自2016年以来。由于致命的辐射水平，人类完全无法进入。

没人想再看到一个象脚。法默职业生涯的大部分时间都在研究核事故，并与堆芯一起努力开发核电站操作员终止事故的方法——注入多少水，在哪里注入，以及水冷却堆芯并稳定堆芯的速度有多快。18新利最新登入

“我们所做的大实验法默说:“我们用真正的材料生产‘堆芯’，但我们使用电加热来模拟衰变热，而不是衰变热本身。”他解释说，模拟使实验更容易进行。

“我们的大部分工作都集中在研究各种堆芯成分在淬火和冷却堆芯时加水的效率。因此，我们正在进行事故缓解研究。另一方面是事故预防，这是核工业关注的主要领域。”