水气化后能产生氢气?

作者:隔岸观火  于 2011-4-15 09:24 发表于 最热闹的华人社交网络--贝壳村

作者分类:日本地震|通用分类:热点杂谈|已有16评论

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日本核电站第一次爆炸的时候,就凤凰台就请了一个核能专家。据这位核能专家介绍,4号反应堆很危险,现在正用海水冷却,但这很冒险,因为水分子是由H2O组成,水遇热后会产生氢气,氢气受热就会爆炸。果然,4号反应堆应声爆炸,验证了核能专家的预言,虽然这个预言只是提前了爆炸几个钟头,但毕竟人家把“原理”说出来了,当时非常以为然。
今天因为氮气液化的问题跟一个叫MIMI什么的同学好一阵探讨,突然发现不对,水也有三态,而且这个三态应该也是物理变化而不是化学变化。也就是说,水分子在气化的时候不会分解为H2(氢气)和O(氧元素),气化的水还是H2O(我把它形象得称为“两只手一个头”),这倒底是怎么回事?是什么导致核反应堆受热爆炸的?

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发表评论 评论 (16 个评论)

2 回复 解滨 2011-4-15 09:38
水是只有三态:固态、液态、气态。 摄氏100度常压下水变成气态。 反应堆关闭后燃料棒上的放射性核废料继续发出衰变热。 由于散热系统停止工作,无法散热的反应堆的燃料棒温度持续升高,把水的温度加热到摄氏1800度以上时,氢气就分解出来了。 你也许要问: 那水中的氧跑哪去了? 一部分氧气在这个温度下和燃料棒外面接近溶化点的锆金属反应,生成其它氧化物,另一部分也释放到空气中。 氢气散发到反应堆建筑物之中,任何火花都会引起爆炸。

日本把氮气填充到反应堆里,目的就是防止氢气爆炸的。
2 回复 mimidustie 2011-4-15 09:43
初中物理實驗應該做過(至少美國是這樣),在離子溶液(鹽水)裡通電,一邊電極產生氫氣,另一邊產生氧氣。H2O 是兩個氫原子和一個氧原子,總共18個電子,剛好共享軌道,形成穩定狀態。供應更多電子之後可以拆散H2O的鍵,形成H2和O2.
2 回复 隔岸观火 2011-4-15 09:48
mimidustie: 初中物理實驗應該做過(至少美國是這樣),在離子溶液(鹽水)裡通電,一邊電極產生氫氣,另一邊產生氧氣。H2O 是兩個氫原子和一個氧原子,總共18個電子,剛好共 ...
电击盐水呀?当时核电站好象完全停电了。核专家说海水是受热产生氢气,没说被电击产生氢气。这个“热”来源于核反应堆里的高温。这个“高温”应该不会马上产生电能,如果有电能,早就可以带动冷却系统,不用从外面拉一条线进来了。
2 回复 隔岸观火 2011-4-15 09:57
解滨: 水是只有三态:固态、液态、气态。 摄氏100度常压下水变成气态。 反应堆关闭后燃料棒上的放射性核废料继续发出衰变热。 由于散热系统停止工作,无法散热的反应堆 ...
学习了。水在1800度下会产生氢气。
2 回复 jedi_xie 2011-4-15 10:54
水在1800度下就会产生氢气吗?不太懂。

下面的摘自维基百科:
Electrolysis and thermolysis

Hydrogen is produced on an industrial scale by the electrolysis of water. While this can be done with a few volts in a simple apparatus like a Hofmann voltameter,[11] larger scale production usually relies on high-pressure and high-temperature systems to improve the energy efficiency of electrolysis. Experimental processes include electrolysis at very high temperatures (800 C), so that much of the energy required to release hydrogen is supplied as heat instead of electricity. Various catalytic agents are being studied to improve the efficiency of high-temperature electrolysis.

Water spontaneously dissociates at around 2500 C, but this thermolysis occurs at temperatures too high for usual process piping and equipment. Catalysts are required to reduce the dissociation temperature.


根据这段解释,好像要到2500度才会分解,据说福岛的核反应堆最高也就是1200度,堆芯已经溶解了。这样说来,日本政府隐瞒的核反应堆的温度了?
2 回复 mimidustie 2011-4-15 12:15
隔岸观火: 电击盐水呀?当时核电站好象完全停电了。核专家说海水是受热产生氢气,没说被电击产生氢气。这个“热”来源于核反应堆里的高温。这个“高温”应该不会马上产生电 ...
電是能量的一種形式,可以拆開H2O的鏈接,一般一大氣壓的水沸點的溫度做不到這一點,不了解核電站內發生什麼狀況,但是大能量是少不了的,可能還有什麼金屬產生了觸媒的作用。
3 回复 mimidustie 2011-4-15 14:00
隔岸观火: 学习了。水在1800度下会产生氢气。
我来替解滨网友说明一部分吧:别以为水无法在1800度保持液态,我稍早也说过一个条件---一大气压!你也许没有注意。100摄氏度是纯水在一大气压之下的沸点,压力越大,沸点越高,只要能创造无限大的压力,理论上水的沸点可以无限提高。

我说的是纯理论,不代表日本核电厂里面有这个条件,不清楚日本核电厂的设计和状况,不评论。
2 回复 mimidustie 2011-4-15 14:05
jedi_xie: 水在1800度下就会产生氢气吗?不太懂。

下面的摘自维基百科:
Electrolysis and thermolysis

Hydrogen is produced on an industrial scale by the electrolys ...
裂解水分子就是需要供应能量,电,热都是能量,可个别或同时使用,到一定条件,就会裂解为氢气和氧气,触媒可以提高效率,降低裂解的条件。

个人猜测,日本核电厂里面应该有可用来作为触媒的物质,否则似乎条件不足以产生大量氢气。
2 回复 laodai 2011-4-15 14:54
对这个说法早就提出疑问了。“氢气爆炸”是不可能的,水分子分解成氢和养一般是用电解方法,在反应堆里根本没有这样的可能。

如果反应堆的冷却水在高温下气化体积迅速膨胀,只能是水蒸气爆炸。
2 回复 隔岸观火 2011-4-15 19:30
laodai: 对这个说法早就提出疑问了。“氢气爆炸”是不可能的,水分子分解成氢和养一般是用电解方法,在反应堆里根本没有这样的可能。

如果反应堆的冷却水在高温下气化体 ...
水蒸汽爆炸的前提好像是得有高压。所以,我直接怀疑福岛核电站的爆炸就是核爆炸。只不过程度比较轻而已。
2 回复 隔岸观火 2011-4-15 19:33
mimidustie: 電是能量的一種形式,可以拆開H2O的鏈接,一般一大氣壓的水沸點的溫度做不到這一點,不了解核電站內發生什麼狀況,但是大能量是少不了的,可能還有什麼金屬產生了 ...
据说燃料棒上有锆,如果是锆的作用,那就是化学反应了。
2 回复 隔岸观火 2011-4-15 19:41
mimidustie: 電是能量的一種形式,可以拆開H2O的鏈接,一般一大氣壓的水沸點的溫度做不到這一點,不了解核電站內發生什麼狀況,但是大能量是少不了的,可能還有什麼金屬產生了 ...
还有一种说法是,3000K时分解。
2 回复 解滨 2011-4-15 22:48
隔岸观火: 水蒸汽爆炸的前提好像是得有高压。所以,我直接怀疑福岛核电站的爆炸就是核爆炸。只不过程度比较轻而已。
有爆炸,但不是链式反应在临界状况下发生的那样的犹如原子弹一样的核爆。 这是因为燃料棒中铀235的含量只有不到8%,远不足以引起核爆。 一定要铀235纯度达到约90%以上,而且要大约20几公斤才行(临界质量)。 即使切尔诺贝利也没有发生核爆。

切尔诺贝利爆炸是控制棒被违规抽出来,反应堆热量急剧升高,才造成爆炸。 那是有链式反应的热量,也有核废料衰败造成的热量所导致,但还不是原子弹那样的核爆。

日本地震刚发生后,还没到海啸来到前已经关闭了反应堆。 高温是燃料棒中反射性核废料继续发热所造成(机组停电,无法散出去)。  高温引起水中氢气分解出来,然后爆炸。
2 回复 隔岸观火 2011-4-15 23:56
解滨: 有爆炸,但不是链式反应在临界状况下发生的那样的犹如原子弹一样的核爆。 这是因为燃料棒中铀235的含量只有不到8%,远不足以引起核爆。 一定要铀235纯度达到约90 ...
但媒体的报道却说,切尔诺贝利的爆炸是核爆炸,专家也说,福岛的爆炸跟切尔诺贝利的爆炸不同,切尔诺贝利是核爆炸,而福岛是氢气爆炸。
2 回复 解滨 2011-4-16 00:08
隔岸观火: 但媒体的报道却说,切尔诺贝利的爆炸是核爆炸,专家也说,福岛的爆炸跟切尔诺贝利的爆炸不同,切尔诺贝利是核爆炸,而福岛是氢气爆炸。
媒体也没有讲清楚这个问题。 两种爆炸都不是原子弹那种临界核反应式的爆炸,都是由于核燃料造成温度升高引起的爆炸。 但切尔诺贝利是没有临界反应的链式反应的热量造成的爆炸,十分凶猛。 日本那个是氢气爆炸,没那么厉害。 苏联那个爆炸把燃料棒当场溶化,其中1/10直接冲到天空。 日本的燃料棒已经溶化,但没有冲到天空。 所以日本的事故还是没有苏联的那么厉害。
2 回复 隔岸观火 2011-4-16 01:22
解滨: 媒体也没有讲清楚这个问题。 两种爆炸都不是原子弹那种临界核反应式的爆炸,都是由于核燃料造成温度升高引起的爆炸。 但切尔诺贝利是没有临界反应的链式反应的热 ...
好象听说,爆炸了就没有太多放射性了,反而没爆炸的,放射性强。

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