前兩天瀚海狼山（匈奴狼山）的推文中曾經談到過，核潛艇和核電站的壓水堆都會産生一些危險性很高的氫氣。因此都需要定期的除氫。而壓水堆産生氫氣的一個重要的根源就是包裹核燃料的锆錫合金，會和冷卻劑發生锆水反應。這在一回路直接用水做冷卻劑的反應堆中更明顯，這樣就會産生大量的氫氣。那麼問題也就來了，既然用锆合金當鈾燃料塊的包裹外殼有這樣危險的副作用。為何不直接讓燃料塊接觸高壓水，這樣不是方便快捷又安全了嗎？實際上這麼做更不行。原因居然是高溫水可以直接腐蝕鈾燃料，而導緻反應堆出現更大的風險。中學時代學的知識，都知道強酸和強堿會有很強的腐蝕性。而純水是一種PH值基本為中性的液體，是沒有腐蝕性的。其實這種知識僅僅限于基礎性的化學常識。

一旦到了高溫高壓的核反應堆中，高溫水的腐蝕性其實是很厲害的。這裡就要首先理解，什麼是腐蝕性的本質這個問題。腐蝕性說到底，是指金屬與環境間的物理和化學相互作用，使金屬性能發生變化，導緻金屬内環境及其構成系統受到損傷的現象。腐蝕可分為濕腐蝕和幹腐蝕兩類。腐蝕其實是一種物理電化學變化，腐蝕分很多情況，如硫酸的是将被腐蝕物體中的氫原子和氧原子以2:1的比例脫出，因水H₂O的分子中H、O的比例恰恰為2:1，故硫酸的腐蝕性又稱脫水性。實驗室中常見的腐蝕性物質有硫酸、硝酸、氫氯酸、氫溴酸、氫碘酸、高氯酸等；還有由1體積的濃硝酸和3體積的濃鹽酸混合而成的王水等最強酸性腐蝕液體，連黃金都可以被王水完全腐蝕消失。還有NaOH等堿性腐蝕品，這些物質都十分危險，接觸時必須注意保護措施！

腐蝕的類型可分為濕腐蝕和幹腐蝕兩類 。濕腐蝕指金屬在有水存在下的腐蝕，幹腐蝕則指在無液态水存在下的幹氣體中的腐蝕。由于大氣中普遍含有水，化工生産中也經常處理各種水溶液，因此濕腐蝕是最常見的，但高溫操作時幹腐蝕造成的危害也不容忽視。金屬在水溶液中的腐蝕是一種電化學反應。在金屬表面形成一個陽極區和陰極區隔離的腐蝕電池，金屬在溶液中失去電子，變成帶正電的離子，這是一個氧化過程即陽極過程。與此同時在接觸水溶液的金屬表面，電子有大量機會被溶液中的某種物質中和。中和電子的過程是還原過程，即陰極過程。随着腐蝕過程的進行，在多數情況下，陰極或陽極過程會受到阻滞而變慢，這個現象稱為極化，金屬的腐蝕随極化而減緩。由此可見，水在大多數情況下，會扮演濕腐蝕中“中介角色”。比如純硫酸，沒有水參與，腐蝕性反倒會下降。

而純水本身，在高溫高壓下，卻可以直接腐蝕金屬，也具備了強腐蝕性。這是多數課本都沒講到的。而包裹核燃料的锆錫合金，具有良好的耐高溫水腐蝕性能，是壓水堆燃料元件這一核心部件的包殼材料。在民用核電站和核潛艇上都要用到。由于锆合金和水是不斷反應消耗的，因此一個100萬千瓦的核電站機組，18個月内就要消耗20噸的锆錫合金。目前誰誰家已經基本解決了锆合金進口替代的問題，這也是相當大的技術進步。

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