日本福岛核电站为何爆炸，是核燃料爆炸么?

这次日本核事故是在一连串灾害的打击下引发的。核反应堆的一个特点是在停堆后仍需要对堆芯进行冷却，因为核燃料有自衰变余热，虽然比人控裂变产生的热量小的多，但是如果长时间得不到冷却，也会使得堆芯达到上千度的温度，导致核燃料棒融化，然后是烧穿外层保护的钢壳、混凝土结构等，造成核泄漏。

而在反应堆停堆的情况下，余热冷却系统的泵所需的电力就需要从外部输入。一般情况会准备多路外电网输入，同时每台机组一般有2台应急柴油发电机供电，而且同一电厂内的其他机组的应急柴油发电机也可以互相备用。

但在这次强烈地震后，日本福岛第一核电厂的外电网全部瘫痪了，自身的应急柴油发电机在运行一小时后，也因为海啸的袭击而全部丧失，这就导致失去所有外部电源供应，堆芯失去强迫冷却手段。

祸不单行，核燃料棒的包壳中有一种叫锆的金属元素。用核动力发电，每一百万千瓦的发电能力，一年就要消耗掉20到25吨金属锆。它具有低的热中子吸收截面，作为核燃料包壳和结构材料，它处在核反应堆核能裂变反应、核能转换成热能的释发部位，又是防止反应堆放射性裂变产物向外逸出的首道屏障。

但问题是，锆在高温下，会与水蒸汽产生剧烈的化学反应，锆将水分解为氢和氧，于是产生了大量的氢气，同时伴随着放热。这种反应通常会发生在压水堆丧失冷却事故的后期阶段，核燃料元件棒束未被冷却液浸没而处于裸露状态，就产生了锆水反应。但反应堆都会设计和安装排氢系统，以避免爆炸的产生。

日本反应堆的排氢系统已经没有能源供应或已经在地震中损毁，所以没有正常工作，于是最终引发了这场悲剧。

发生爆炸的具体过程

福岛第一核电站一号反应堆在12日下午突然发生了爆炸，反应堆外墙和屋顶损毁。

在地震后，日本有关方面12日努力恢复电源并派出了自卫队的核生化武器应对部队，向反应堆内输送了大量的冷却水。特别是当地时间15时20分，为加快冷却效果，日本政府下令自卫队再加大投入，从附近各地水源地取水输送到核电站现场。但据凤凰特约通讯员叶千荣的报告，正是往反应堆内加注冷却水的时候，在当地时间16时53分左右，突然发生了爆炸。

很可能就正是输送大量冷却水的行为，导致了锆水反应的产生。日本在抢救时没有料到核燃料元件棒束已经处于裸露状态，输送大量冷却水产生了氢气，引发了爆炸。剧烈的混合可燃气体爆炸，炸开了核电站反应堆厂房。

福岛核电站爆炸——会造成大规模核泄漏么?

有没有外层厚重安全壳——切尔诺贝利、福岛与三里岛的本质区别

    切尔诺贝利核电站事故的一系列过程是这样的原因，首先是操作人员严重违反操作规程，切断了反应堆保护系统;反应堆长期强行在低功率下运行，处于不稳定状态;然后突然功率失控几秒钟内上升了几百倍;燃料包壳因过热而爆裂;导致蒸汽爆炸和压力管全部断裂;结果引起锆水反应和石墨燃烧。

切尔诺贝利的核反应堆作为最老式的核反应堆，没有设置坚固的安全壳，因而强放射性物质立刻扩散到环境和大气中。

切尔诺贝利核电站重大悲剧的来源是——他是苏联早期极为老旧的石墨堆叠式反应堆，既没有内层的压力安全钢壳，更没有外层的厚重的混凝土安全壳。

一发生爆炸，不但核燃料立即泄露，而且石墨粉尘在火光中扶摇直上九云霄，污染了大半个欧洲。

三里岛核事故——核物质都闷在安全壳里

    美国三里岛核电厂二号堆于1979年3月28日发生的堆芯失水而熔化和放射性物质外逸的事故。这次事故是由于工人检修后未将冷却系统的一个阀门打开，致使二回路的水断流，当堆内温度和压力在此情况下升高后，反应堆就自动停堆，同时应急堆芯冷却系统自动投入。

但操作人员却判断错误，反而关闭了应急冷却系统。这一系列的管理和操作上的失误与设备上的故障交织在一起，使一次小的故障急剧扩大，造成严重事故。铀燃料虽然没有熔化，但有60%的铀棒受到损坏，反应堆最终瘫痪。

但在这次事故中，主要的工程安全设施都自动投入，同时由于反应堆有几道安全屏障(燃料包壳，一回路压力边界和安全壳等)，因而无一伤亡，在事故现场，只有3人受到了略高于半年的容许剂量的照射。泄露的少量蒸汽，也不会对环境和周边居民造成实质影响。