堆芯熔化是指核反应堆温度上升过高，造成燃料棒熔化并发生破损事故。失去冷却水后，堆芯水位下降，燃料棒露出水面，燃料中的放射性物质产生的热量无法去除，随后温度持续上升会导致这种情况。这是核电站可能发生的事故中最为严重的事态。

简介

堆芯是反应堆的心脏，装在压力容器中间。它是燃料组件构成的。正如锅炉烧的煤块一样，燃料芯块是核电站“原子锅炉”燃烧的基本单元。这种芯块是由二氧化铀烧结而成的，含有2～4%的铀－235，呈小圆柱形，直径为9.3毫米。把这种芯块装在两端密封的锆合金包壳管中，成为一根长约4米、直径约10毫米的燃料元件棒。

把200多根燃料棒按正方形排列，用定位格架固定，组成燃料组件。每个堆芯一般由121个到193个组件组成。这样，一座压水堆所需燃料棒几万根，二氧化铀芯块1千多万块堆芯。此外，这种反应堆的堆芯还有控制棒和含硼的冷却水（冷却剂）。控制棒用银铟镉材料制成，外面套有不锈钢包壳，可以吸收反应堆中的中子，它的粗细与燃料棒差不多。

作用

把多根控制棒组成棒束型，用来控制反应堆核反应的快慢。如果反应堆发生故障，立即把足够多的控制棒插入堆芯，在很短时间内反应堆就会停止工作，这就保证了反应堆运行的安全。

引发事故

三里岛事故

美国三里岛压水堆核电厂二号堆于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重大事故。这次事故是由于二回路的水泵发生故障后，二回路的事故冷却系统自动投入，但因前些天工人检修后未将事故冷却系统的阀门打开，致使这一系统自动投入后，二回路的水仍断流。当堆内温度和压力在此情况下升高后，反应堆就自动停堆，卸压阀也自动打开，放出堆芯内的部分汽水混合物。

同时，当反应堆内压力下降至正常时，卸压阀由于故障未能自动回座，使堆芯冷却剂继续外流，压力降至正常值以下，于是应急堆芯冷却系统自动投入，但操作人员未判明卸压阀没有回座，反而关闭了应急堆芯冷却系统，停止了向堆芯内注水。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，造成堆芯熔化的严重事故。

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。核电厂附近80千米以内的公众，由于事故，平均每人受到的剂量不到一年内天然本底的百分之一，因此，三里岛事故对环境的影响极小。

日本核事故

A、福岛第一核电站

一号机组：冷却系统停止运转，反应堆部分发生“堆芯熔化”，已排出蒸汽，在当地时间2011年3月12日的爆炸中建筑部分损坏，已向该反应堆注入海水。

二号机组：冷却系统停止运转，反应堆部分发生“堆芯熔化”，反应堆燃料棒一度完全暴露在水面以上，已排出蒸汽，当地时间2011年3月14日三号反应堆发生爆炸，导致二号反应堆建筑部分损坏，2011年3月15日反应堆外安全壳部分受损，可能发生“堆芯熔化”现象。

三号机组：2011年3月13日，反应堆丧失冷却功能，可能已出现“堆芯熔化”。之后采取释放蒸汽及注入海水措施。2011年3月14日发生氢气爆炸，导致该反应堆厂房部分受损。2011年3月15日检测到该反应堆附近辐射量增高，2011年3月16日该反应堆区域冒出白色烟雾，反应堆安全壳存在毁坏的可能性。

四号机组：地震发生时反应堆正在进行维护检修工作，2011年3月15日起火，可能是反应堆乏燃料储存池发生氢气爆炸，无法观测到乏燃料储存池水位。16日放置反应堆的厂房起火，无法注水冷却该反应堆。

五号、六号机组：地震发生时正反应堆在进行维护检修工作，2011年3月16日观测，这2个机组装有反应堆乏燃料的水池温度轻微上升。

B、福岛第二核电站

一号、二号、三号机组：地震后冷却系统自动停止运转，丧失冷却功能，后经采取措施，已进入稳定的“冷温停止”状态。

四号机组：已进入“冷温停止”状态。