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定义

临界事故是指意外发生的自发或发散的中子链式核反应,其过程不受控制。有时也被称为临界偏移或临界功率偏移,指在未有安全保护措施的情况对裂变材料进行组装时意外超过临界质量。

原理

这种临界质量裂变反应通常在反应堆核心内发生,偶尔在未受保护的实验环境下意外发生。虽然靠近临界区域非常危险,但是临界反应缺乏许多诱发爆炸所需的因素,不能产生裂变武器中的核爆炸。裂变反应所释放的热量会导致裂变材料膨胀,在几秒内变成亚临界状态,停止裂变反应。

临界状态下空气被电离成蓝色临界状态下空气被电离成蓝色

在原子能发展历史上,发生了60起严重事故,其中22起是在核反应堆外和实验室内发生的。虽然这种临界事故的主要特征是释放大量的辐射,但释放的范围都是局部的,仅对非常靠近裂变材料——小于1米内的人才会造成致命的辐射。在所发生的临界事故中,总共导致14人死亡,并没有一例事故引发核爆炸。

当一定质量的裂变物质在一起时(临界质量),使得裂变出的中子数比较稳定,裂变出的中子又撞击另一个原子导致其裂变,如此循环的裂变反应在内部持续,形成链式反应的临界状态。临界状态通常通过铀、钚或他们的混合物来达到。

链式反应受质量、形状、体积、浓度、吸收率、中和率、反射率等参数影响。预测裂变材料何时达到临界状态是很困难的,因此在处理军用或民用的裂变材料时,需要经过专业培训的人员来监控和操作以防止临界事故的发生。

分类

临界事故分为两种:过程事故,未按规定对裂变材料进行安全有效的防护管理;反应堆事故,核反应堆中的临界状态变得不受控制。

事故

自1945年以来至少发生了60起重大事故。这些事故造成至少二十一人死亡:美国7起,苏联10起,日本两2起,阿根廷1起,南斯拉夫1起,其中9起是过程事故。

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