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切爾諾貝利核電站位於烏剋蘭北部,距首都基輔衹有140公裏,它是原蘇聯時期在烏剋蘭境內修建的第一座核電站。曾幾何時,切爾諾貝利是蘇聯人民的驕傲,被認為是世界上最安全、最可靠的核電站。但1986年4月26日的一聲巨響徹底打破了這一神話。核電站的第4號核反應堆在進行半烘烤實驗中突然發生失火,引起爆炸,其輻射量相當於500顆美國投在日本的原子彈。爆炸使機組被完全損壞,8噸多強輻射物質泄露,塵埃隨風飄散,致使俄羅斯、白俄羅斯和烏剋蘭許多地區遭到核輻射的污染。 |
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1986年4月26日當地時間1點24分,蘇聯的烏剋蘭共和國切爾諾貝利(Чорнобиль,chernobyl)核能發電廠(原本以列寧的名字來命名)發生嚴重泄漏及爆炸事故。事故導致31人當場死亡,上萬人由於放射性物質遠期影響而致命或重病,至今仍有被放射綫影響而導致畸形胎兒的出生。這是有史以來最嚴重的核事故。外泄的輻射塵隨著大氣飄散到前蘇聯的西部地區、東歐地區、北歐的斯堪地維亞半島。烏剋蘭、白俄羅斯、俄羅斯受污最為嚴重,由於風嚮的關係,據估計約有60%的放射性物質落在白俄羅斯的土地。此事故引起大衆對於前蘇聯的核電廠安全性的關註,事故也間接了導致蘇聯的瓦解。蘇聯瓦解後獨立的國傢包括俄羅斯、白俄羅斯及烏剋蘭等每年仍然投入經費與人力在於災變的善後以及居民健康保健。因事故而直接或間接死亡的人數難以估算,且事故後的長期影響到目前為止仍是個未知數。2005年一份國際原子能機構的報告認為直到當時有56人喪生—47名核電站工人及9名兒童患上甲狀腺癌—並估計大約4000人最終將會因這次意外所帶來的疾病而死亡。緑色和平組織及其他人都對研究結果作出爭論。 |
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切爾諾貝利核電站(北緯51度23分14秒 東經30度6分41秒)是位於烏剋蘭普裏皮亞季(Прип'ять,pripyat),切爾諾貝利市西北11英裏(18千米),離烏剋蘭與白俄羅斯邊界10英裏(16千米),及烏剋蘭首都基輔(Київ,kiev)以北70英裏(110千米)。核電站由四個反應堆組成,每個能産生1千兆瓦特的電能(32百兆瓦特的熱功率),核事故時四個反應堆共提供了烏剋蘭10%的電力。廠房的工程始於1970年代,1號反應堆於1977年啓用,接著2號(1978年)、3號(1981年)、4號(1983年)亦相繼啓用。還有兩個反應堆(5號及6號,每個能産生10億瓦特)在事故時仍建造中。
廠房的四個反應堆都是屬於同一類型,稱為rbmk-1000。 |
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關於事故的起因,官方有兩個互相矛盾的理論。第一個是在1986年8月公佈,有效地令事故的指責衹歸於核電站操作員。第二個則是發佈於1991年,認為事故由於壓力管式石墨慢化沸水反應堆(簡稱rmbk)的設計缺陷引緻,尤其是控製棒的設計。雙方的調查團都被多方面遊說,包括反應堆設計者、切爾諾貝利核電站職員及政府。現在一些獨立的專傢相信兩個理論都並非完全正確。
另一個促成事故發生的重要因素是職員並沒有收到反應堆問題報告的事實。根據anatoli·dyatlov---一名職員所述,設計者知道反應堆在某些情況下會出現危險,但將其蓄意隱瞞。(造成這情況是因為廠房主管廣泛地吹噓未有rmbk資格員工:廠長v.p. bryukhanov,具有燃煤發電廠的訓練和經驗。他的總工程師nikolai fomin亦是來自一個常規能源廠。anatoli dyatlov, 3號和4號反應堆的副總工程師衹有“一些小反應堆的經驗”,vver反應堆的小版本即蘇聯海軍的核潛艇的設計。) |
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⊕反應器有一個危險高正面空係數。簡單地說,這意味著如果蒸汽氣泡形成在反應器冷卻劑中,核反應加速,如果沒有其它幹預,將會導致逃亡反應。更壞的話,在低功率輸出,這個其它因素未補償正面空係數,會使反應器不穩定和危險。反應器在低功率的危險對工作人員是與預計相反和未知數。
⊕反應器的一個更加重大的缺陷是在控製棒的設計。在一個核反應堆,控製棒被插入反應堆以減慢核反應。但是,在rbmk反應堆設計,控製棒部分是空心的;當控製標尺被插入時,最初的數秒鐘冷卻劑被控製棒的空心外殼偏移了。因為冷卻劑(水)是中子吸收體,反應堆的輸出功率實際上上升。這情況也是與預計相反,而反應堆操作員亦不知情。
⊕操作員粗心大意並違犯了規程,部分是由於他們未察覺反應堆的設計缺陷。一些程序的不規則促成了事故發生。另一原因是安全幹事和負責該夜實驗操作員之間的通訊不足。
重要註意的一點,是操作員關上了許多反應堆的安全係統,除非安全係統發生故障,否則這是技術指南所禁止的。1986年8月出版的政府調查委員會報告,操作員從反應堆核心至少拿去了204支控製棒(這類型的反應堆共需要211支),留下七支。同樣指南(上文提及)是禁止rbmk-1000操作時在核心區域使用少於15支控製棒。 |
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1986年4月25日,4號反應器預定關閉以作定期維修。並决定在這場合作為測試反應堆的渦輪發電機能力的機會,在電力損失情形下發充足的電供給反應堆的安全係統動力(特別是水泵)。像切爾諾貝利,反應堆有一對柴油發電器可利用作為待命,但並不能瞬間地起動—反應堆將因此被使用轉動渦輪,到時渦輪會從反應堆分離和在自己的慣性之下力量轉動,而測試的目標是確定當發電器起動時,渦輪是否在減少階段能充足地供給泵浦動力。測試早先在其它單位執行成功(所有安全供應起動)而結果是失敗的(那是渦輪産生了不足的力量在減少階段供給泵浦動力),但另外的改進提示了對其它測試的需要。
為了在更安全、更低功率地進行測試,切爾諾貝利4號反應器的能量輸出從正常功率的3.2千兆瓦特減少至700百萬瓦特。但是,由於實驗開始的延遲時,反應堆控製員太快地減低能量水平,實際功率輸出落到衹30百萬瓦特。結果,中子吸引而成的裂變産品氙-135增加了(這産品典型地在更大的功率情況下,在一臺反應堆中消耗)。力量下落的標度雖是接近由安全章程允許的最大限製,但員工組的管理者選擇不關閉反應堆並繼續實驗。後來,實驗决定“抄捷徑”和衹上升功率輸出到200 百萬瓦特。為了剋服剩餘氙-135的中子吸收,遠多於安全章程數量的控製棒由反應堆拔出。在4月26日上午1點05分,作為實驗一部分,被渦輪發電機推動的水泵起動了;水的流量由於這行動而超出了安全章程的指定。水流量在上午1點19分增加了—因為水也會吸收中子,在水流量的進一步增加需要手工撤除控製棒,導致一個極不穩定和危險操作條件。
上午1點23分04秒,實驗開始了。反應堆的不穩定狀態在控製板沒有顯示任何情況,並且看起來所有反應堆員工並未充分地意識到危險。水泵的電力關閉了,並且被渦輪發電機的慣性推動,水流的速度減低了。渦輪從反應堆分離,反應器核心的蒸汽水平增加。因為冷卻劑被加熱,個別的蒸汽在冷卻劑管道形成。在切爾諾貝利的rbmk石墨緩和反應器的特殊設計有一個高正面空係數,意味著在沒有水時的中子吸收的作用使反應堆的力量迅速地增加,並且在這種情況下,反應堆操作變得逐漸變得不穩定和更加危險。上午1點23分40秒操作員按下了命令“緊急停堆”的az-5(“迅速緊急防禦5”)按鈕—所有控製棒的充分的插入,包括之前不小心地拿走的控製棒。這是否作為緊急措施,或衹是簡單地在實驗完成時作為關閉反應堆定期方法,並不清楚(反應堆預定被關閉作為定期維修)。這通常意味著緊急停堆的命令是因為意想不到的迅速力量增量的一個反應。另一方面,總工程師anatoly·dyatlov,在事故時身在切爾諾貝利核電站,他寫在他的書上:
“在1點23分40秒,集中化控製係統之前……沒有登記能辯解緊急停堆的任何參量變動。依照陳述委任……會集和分析很多材料,在它的報告,沒確定原因為什麽命令了緊急停堆。並沒有需要尋找原因。反應堆簡單地在實驗完成時被關閉。”
由於控製棒插入機製(18至20秒的慢速完成),棒的空心部分和冷卻劑的臨時移位,逃走導致反應率增加。增加的能量産品導致了控製棒管道的變形。棒在被插入以後被卡住,衹能進入管道的三分之一,因此無法停止反應。在1點23分47秒,反應堆産量急升至大約30 千兆瓦特,是十倍正常操作的産品。燃料棒開始熔化而蒸汽壓力迅速地增加,導致一場大蒸汽爆炸,使反應器頂部移位和受破壞,冷卻劑管道爆裂並在屋頂炸開一個洞。為了減少費用,和它的體積太大,反應堆以單一保護層方式興建。這令放射性污染物在主要壓力容器發生蒸汽爆炸而破裂之後進入了大氣。在一部分的屋頂炸毀了之後,氧氣流入---與極端高溫的反應堆燃料和石墨慢化劑被結合—引起了石墨火。這火災令放射性物質擴散和污染更廣的區域。
由於目擊者的報告和站內紀錄不一致,有一些爭論認為確實的事件是發生在當地時間1點22分30。最後共同同意的版本被描述在上面。根據這種理論,第一次爆炸發生了在大約1點23分47秒,操作員在七秒以後命令了“緊急停堆”。
事故共造成31名工作人員死亡,數千人受到強核輻射,數萬人撤離。對環境的破壞無法估量。 |
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- n.: Chernobyl
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車諾比, 切爾諾貝爾 |
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