第一篇:切尔诺贝利事故
切尔诺贝利事故.txt今天心情不好。我只有四句话想说。包括这句和前面的两句。我的话说完了对付凶恶的人,就要比他更凶恶;对付卑鄙的人,就要比他更卑鄙没有情人味,哪来人情味
拿什么整死你,我的爱人。收银员说:没零钱了,找你两个塑料袋吧!切尔诺贝利事故
事件回放:
1986年4月26日当地时间1点24分,苏联的乌克兰共和国切尔诺贝利(Чорнобиль,Chernobyl)核能发电厂(原本以列宁的名字来命名)发生严重泄漏及爆炸事故。事故导致31人当场死亡,上万人由于放射性物质远期影响而致命或重病,至今仍有被放射线影响而导致畸形胎儿的出生。这是有史以来最严重的核事故。外泄的辐射尘随著大气飘散到前苏联的西部地区、东欧地区、北欧的斯堪地维亚半岛。乌克兰、白俄罗斯、俄罗斯受污最为严重,由于风向的关系,据估计约有60%的放射性物质落在白俄罗斯的土地。此事故引起大众对于前苏联的核电厂安全性的关注,事故也间接了导致苏联的瓦解。苏联瓦解后独立的国家包括俄罗斯、白俄罗斯及乌克兰等每年仍然投入经费与人力在于灾变的善后以及居民健康保健。因事故而直接或间接死亡的人数难以估算,且事故后的长期影响到目前为止仍是个未知数。2005年一份国际原子能机构的报告认为直到当时有56人丧生—47名核电站工人及9名儿童患上甲状腺癌—并估计大约4000人最终将会因这次意外所带来的疾病而死亡。绿色和平组织及其他人都对研究结果作出争论。
切尔诺贝利核电站简述:
切尔诺贝利核电站(北纬51度23分14秒 东经30度6分41秒)是位于乌克兰普里皮亚季(Прип'ять,Pripyat),切尔诺贝利市西北11英里(18千米),离乌克兰与白俄罗斯边界10英里(16千米),及乌克兰首都基辅(Ки?в,Kiev)以北70英里(110千米)。核电站由四个反应堆组成,每个能产生1千兆瓦特的电能(3千2百兆瓦特的热功率),核事故时四个反应堆共提供了乌克兰10%的电力。厂房的工程始于1970年代,1号反应堆于1977年启用,接著2号(1978年)、3号(1981年)、4号(1983年)亦相继启用。还有两个反应堆(5号及6号,每个能产生10亿瓦特)在事故时仍建造中。
厂房的四个反应堆都是属于同一类型,称为RBMK-1000。
事件起因:
关于事故的起因,官方有两个互相矛盾的理论。第一个是在1986年8月公布,有效地令事故的指责只归于核电站操作员。第二个则是发布于1991年,认为事故由于压力管式石墨慢化沸水反应堆(简称RMBK)的设计缺陷引致,尤其是控制棒的设计。双方的调查团都被多方面游说,包括反应堆设计者、切尔诺贝利核电站职员及政府。现在一些独立的专家相信两个理论都并非完全正确。
另一个促成事故发生的重要因素是职员并没有收到反应堆问题报告的事实。根据Anatoli·Dyatlov---一名职员所述,设计者知道反应堆在某些情况下会出现危险,但将其蓄意隐瞒。(造成这情况是因为厂房主管广泛地吹嘘未有RMBK资格员工:厂长V.P.Bryukhanov,具有燃煤发电厂的训练和经验。他的总工程师Nikolai Fomin亦是来自一个常规能源厂。Anatoli Dyatlov, 3号和4号反应堆的副总工程师只有“一些小反应堆的经验”,VVER反应堆的小版本即苏联海军的核潜艇的设计。)
在细节中,⊕反应器有一个危险高正面空系数。简单地说,这意味著如果蒸汽气泡形成在反应器冷却剂中,核反应加速,如果没有其它干预,将会导致逃亡反应。更坏的话,在低功率输出,这个其它因素未补偿正面空系数,会使反应器不稳定和危险。反应器在低功率的危险对工作人员是与预计相反和未知数。
⊕反应器的一个更加重大的缺陷是在控制棒的设计。在一个核反应堆,控制棒被插入反应堆以减慢核反应。但是,在RBMK反应堆设计,控制棒部份是空心的;当控制标尺被插入时,最初的数秒钟冷却剂被控制棒的空心外壳偏移了。因为冷却剂(水)是中子吸收体,反应堆的输出功率实际上上升。这情况也是与预计相反,而反应堆操作员亦不知情。
⊕操作员粗心大意并违犯了规程,部分是由于他们未察觉反应堆的设计缺陷。一些程序的不规则促成了事故发生。另一原因是安全干事和负责该夜实验操作员之间的通讯不足。
重要注意的一点,是操作员关上了许多反应堆的安全系统,除非安全系统发生故障,否则这是技术指南所禁止的。1986年8月出版的政府调查委员会报告,操作员从反应堆核心至少拿去了204支控制棒(这类型的反应堆共需要211支),留下七支。同样指南(上文提及)是禁止RBMK-1000操作时在核心区域使用少于15支控制棒。
时间经过:
1986年4月25日,4号反应器预定关闭以作定期维修。并决定在这场合作为测试反应堆的涡轮发电机能力的机会,在电力损失情形下发充足的电供给反应堆的安全系统动力(特别是水泵)。像切尔诺贝利,反应堆有一对柴油发电器可利用作为待命,但并不能瞬间地起动—反应堆将因此被使用转动涡轮,到时涡轮会从反应堆分离和在自己的惯性之下力量转动,而测试的目标是确定当发电器起动时,涡轮是否在减少阶段能充足地供给泵浦动力。测试早先在其它单位执行成功(所有安全供应起动)而结果是失败的(那是涡轮产生了不足的力量在减少阶段供给泵浦动力),但另外的改进提示了对其它测试的需要。
为了在更安全、更低功率地进行测试,切尔诺贝利4号反应器的能量输出从正常功率的3.2千兆瓦特减少至700百万瓦特。但是,由于实验开始的延迟时,反应堆控制员太快地减低能量水平,实际功率输出落到只30百万瓦特。结果,中子吸引而成的裂变产品氙-135增加了(这产品典型地在更大的功率情况下,在一台反应堆中消耗)。力量下落的标度虽是接近由安全章程允许的最大限制,但员工组的管理者选择不关闭反应堆并继续实验。后来,实验决定“抄捷径”和只上升功率输出到200 百万瓦特。为了克服剩余氙-135的中子吸收,远多于安全章程数量的控制棒由反应堆拔出。在4月26日上午1点05分,作为实验一部分,被涡轮发电机推动的水泵起动了;水的流量由于这行动而超出了安全章程的指定。水流量在上午1点19分增加了—因为水也会吸收中子,在水流量的进一步增加需要手工撤除控制棒,导致一个极不稳定和危险操作条件。
上午1点23分04秒,实验开始了。反应堆的不稳定状态在控制板没有显示任何情况,并且看起来所有反应堆员工并未充分地意识到危险。水泵的电力关闭了,并且被涡轮发电机的惯性推动,水流的速度减低了。涡轮从反应堆分离,反应器核心的蒸汽水平增加。因为冷却剂被加热,个别的蒸汽在冷却剂管道形成。在切尔诺贝利的RBMK石墨缓和反应器的特殊设计有一个高正面空系数,意味著在没有水时的中子吸收的作用使反应堆的力量迅速地增加,并且在这种情况下,反应堆操作变得逐渐变得不稳定和更加危险。上午1点23分40秒操作员按下了命令“紧急停堆”的AZ-5(“迅速紧急防御5”)按钮—所有控制棒的充分的插入,包括之前不小心地拿走的控制棒。这是否作为紧急措施,或只是简单地在实验完成时作为关闭反应堆定期方法,并不清楚(反应堆预定被关闭作为定期维修)。这通常意味著紧急停堆的命令是因为意想不到的迅速力量增量的一个反应。另一方面,总工程师Anatoly·Dyatlov,在事故时身在切尔诺贝利核电站,他写在他的书上:
“在1点23分40秒,集中化控制系统之前„„没有登记能辩解紧急停堆的任何参量变动。依照陈述委任„„会集和分析很多材料,在它的报告,没确定原因为什么命令了紧急停堆。并没有需要寻找原因。反应堆简单地在实验完成时被关闭。”
由于控制棒插入机制(18至20秒的慢速完成),棒的空心部份和冷却剂的临时移位,逃走导致反应率增加。增加的能量产品导致了控制棒管道的变形。棒在被插入以后被卡住,只能进入管道的三分之一,因此无法停止反应。在1点23分47秒,反应堆产量急升至大约30 千兆瓦特,是十倍正常操作的产品。燃料棒开始熔化而蒸汽压力迅速地增加,导致一场大蒸汽爆炸,使反应器顶部移位和受破坏,冷却剂管道爆裂并在屋顶炸开一个洞。为了减少费用,和它的体积太大,反应堆以单一保护层方式兴建。这令放射性污染物在主要压力容器发生蒸汽爆炸而破裂之后进入了大气。在一部分的屋顶炸毁了之后,氧气流入---与极端高温的反应堆燃料和石墨慢化剂被结合—引起了石墨火。这火灾令放射性物质扩散和污染更广的区域。
由于目击者的报告和站内纪录不一致,有一些争论认为确实的事件是发生在当地时间1点22分30。最后共同同意的版本被描述在上面。根据这种理论,第一次爆炸发生了在大约1点23分47秒,操作员在七秒以后命令了“紧急停堆”。
事故共造成31名工作人员死亡,数千人受到强核辐射,数万人撤离。对环境的破坏无法估量。
三里岛事故 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
第二篇:切尔诺贝利核泄漏事故
切尔诺贝利事故
切尔诺贝利核电站位于乌克兰北部,距首都基辅只有140公里,它是原苏联时期在乌克兰境内修建的第一座核电站。曾几何时,切尔诺贝利是苏联人民的骄傲,被认为是世界上最安全、最可靠的核电站。但1986年4月26日的一声巨响彻底打破了这一神话。核电站的第4号核反应堆在进行半烘烤实验中突然发生失火,引起爆炸,据估算,核泄漏事故后产生的放射污染相当于日本广岛原子弹爆炸产生的放射污染的100倍。爆炸使机组被完全损坏,8吨多强辐射物质泄露,尘埃随风飘散,致使俄罗斯、白俄罗斯和乌克兰许多地区遭到核辐射的污染。
事件回放
1986年4月26日当地时间1点24分,苏联的乌克兰共和国切尔诺贝利(Чорнобиль,Chernobyl)核能发电厂(原本以列宁的名字来命名)发生严重泄漏及爆炸事故。事故导致31人当场死亡,上万人由于放射性物质远期影响而致命或重病,至今仍有被放射线影响而导致畸形胎儿的出生。这是有史以来最严重的核事故。外泄的辐射尘随着大气飘散到前苏联的西部地区、东欧地区、北欧的斯堪地维亚半岛。乌克兰、白俄罗斯、俄罗斯受污染最为严重,由于风向的关系,据估计约有60%的放射性物质落在白俄罗斯的土地。此事故引起大众对于前苏联的核电厂安全性的关注,事故也间接导致了苏联的瓦解。苏联瓦解后独立的国家包括俄罗斯、白俄罗斯及乌克兰等每年仍然投入经费与人力致力于灾难的善后以及居民健康保健。因事故而直接或间接死亡的人数难以估算,且事故后的长期影响到目前为止仍是个未知数。
到2006年,官方的统计结果是,从事发到目前共有4000多人死亡。但是绿色和平组织,基于白俄罗斯国家科学院的数据研究发现,在过去20年间,切尔诺贝利核事故受害者总计达900多万人,随时可能死亡。因此,绿色和平组织认为,切尔诺贝利核泄漏造成的死亡人数比官方统计的结果多了至少9万人,这个数字是官方统计数字的20倍!
死亡人数:9.3万人
致癌人数:27万人
经济损失:数千亿美元
切尔诺贝利核电站简介 切尔诺贝利核电站(北纬51度23分14秒 东经30度6分41秒)是位于乌克兰普里皮亚季(Прип'ять,Pripyat),切尔诺贝利市西北11英里(18千米),离乌克兰与白俄罗斯边界10英里(16千米),及乌克兰首都基辅(Київ,Kiev)以北70英里(110千米)。核电站由四个反应堆组成,每个能产生1千兆瓦特的电能(3千2百兆瓦特的热功率),核事故时四个反应堆共提供了乌克兰10%的电力。厂房的工程始于1970年代,1号反应堆于1977年启用,接着2号(1978年)、3号(1981年)、4号(1983年)亦相继启用。还有两个反应堆(5号及6号,每个能产生10亿瓦特)在事故发生时仍在建造中。
厂房的四个反应堆都是属于同一类型,称为RBMK-1000。
事件起因
关于事故的起因,官方有两个互相矛盾的理论。第一个是在1986年8月公布,有效地令事故的指责只归于核电站操作员。第二个则是发布于1991年,认为事故由于压力管式石墨慢化沸水反应堆(简称RMBK)的设计缺陷引致,尤其是控制棒的设计。双方的调查团都被多方面游说,包括反应堆设计者、切尔诺贝利核电站职员及政府。现在一些独立的专家相信两个理论都并非完全正确。
另一个促成事故发生的重要因素是职员并没有收到反应堆问题报告的事实。根据Anatoli·Dyatlov---一名职员所述,设计者知道反应堆在某些情况下会出现危险,但将其蓄意隐瞒。(造成这情况是因为厂房主管广泛地吹嘘未有RMBK资格员工:厂长V.P.Bryukhanov,具有燃煤发电厂的训练和经验。他的总工程师Nikolai Fomin亦是来自一个常规能源厂。Anatoli Dyatlov, 3号和4号反应堆的副总工程师只有“一些小反应堆的经验”,VVER反应堆的小版本即苏联海军的核潜艇的设计。)
在细节中,⊕反应器有一个危险高正面空系数。简单地说,这意味著如果蒸汽气泡形成在反应器冷却剂中,核反应加速,如果没有其它干预,将会导致逃亡反应。更坏的话,在低功率输出,这个其它因素未补偿正面空系数,会使反应器不稳定和危险。反应器在低功率的危险对工作人员是与预计相反和未知数。
⊕反应器的一个更加重大的缺陷是在控制棒的设计。在一个核反应堆,控制棒被插入反应堆以减慢核反应。但是,在RBMK反应堆设计,控制棒部分是空心的;当控制标尺被插入时,最初的数秒钟冷却剂被控制棒的空心外壳偏移了。因为冷却剂(水)是中子吸收体,反应堆的输出功率实际上上升。这情况也是与预计相反,而反应堆操作员亦不知情。
⊕操作员粗心大意并违犯了规程,部分是由于他们未察觉反应堆的设计缺陷。一些程序的不规则促成了事故发生。另一原因是安全干事和负责该夜实验操作员之间的通讯不足。
重要注意的一点,是操作员关上了许多反应堆的安全系统,除非安全系统发生故障,否则这是技术指南所禁止的。1986年8月出版的政府调查委员会报告,操作员从反应堆核心至少拿去了204支控制棒(这类型的反应堆共需要211支),留下七支。同样指南(上文提及)是禁止RBMK-1000操作时在核心区域使用少于15支控制棒。
事件经过
1986年4月25日,4号反应器预定关闭以作定期维修。并决定在这场合作为测试反应堆的涡轮发电机能力的机会,在电力损失情形下发充足的电供给反应堆的安全系统动力(特别是水泵)。像切尔诺贝利,反应堆有一对柴油发电鳞/url]可利用作为待命,但并不能瞬间地起动—反应堆将因此被使用转动涡轮,到时涡轮会从反应堆分离和在自己的惯性之下力量转动,而测试的目标是确定当发电器起动时,涡轮是否在减少阶段能充足地供给泵浦动力。测试早先在其它单位执行成功(所有安全供应起动)而结果是失败的(那是涡轮产生了不足的力量在减少阶段供给泵浦动力),但另外的改进提示了对其它测试的需要。
为了在更安全、更低功率地进行测试,切尔诺贝利4号反应器的能量输出从正常功率的3.2千兆瓦特减少至700百万瓦特。但是,由于实验开始的延迟时,反应堆控制员太快地减低能量水平,实际功率输出落到只有30百万瓦特。结果,中子吸引而成的裂变产品氙-135增加了(这产品典型地在更大的功率情况下,在一台反应堆中消耗)。力量下落的标度虽是接近由安全章程允许的最大限制,但员工组的管理者选择不关闭反应堆并继续实验。后来,实验决定“抄捷径”和只上升功率输出到200 百万瓦特。为了克服剩余氙-135的中子吸收,远多于安全章程数量的控制棒由反应堆拔出。在4月26日上午1点05分,作为实验一部分,被涡轮发电机推动的水泵起动了;水的流量由于这行动而超出了安全章程的指定。水流量在上午1点19分增加了—因为水也会吸收中子,在水流量的进一步增加需要手工撤除控制棒,导致一个极不稳定和危险操作条件。
上午1点23分04秒,实验开始了。反应堆的不稳定状态在控制板没有显示任何情况,并且看起来所有反应堆员工并未充分地意识到危险。水泵的电力关闭了,并且被涡轮发电机的惯性推动,水流的速度减低了。涡轮从反应堆分离,反应器核心的蒸汽水平增加。因为冷却剂被加热,个别的蒸汽在冷却剂管道形成。在切尔诺贝利的RBMK石墨缓和反应器的特殊设计有一个高正面空系数,意味著在没有水时的中子吸收的作用使反应堆的力量迅速地增加,并且在这种情况下,反应堆操作变得逐渐变得不稳定和更加危险。上午1点23分40秒操作员按下了命令“紧急停堆”的AZ-5(“迅速紧急防御5”)按钮—所有控制棒的充分的插入,包括之前不小心地拿走的控制棒。这是否作为紧急措施,或只是简单地在实验完成时作为关闭反应堆定期方法,并不清楚(反应堆预定被关闭作为定期维修)。这通常意味著紧急停堆的命令是因为意想不到的迅速力量增量的一个反应。另一方面,总工程师Anatoly·Dyatlov,在事故时身在切尔诺贝利核电站,他写在他的书上:
“在1点23分40秒,集中化控制系统之前„„没有登记能辩解紧急停堆的任何参量变动。依照陈述委任„„会集和分析很多材料,在它的报告,没确定原因为什么命令了紧急停堆。并没有需要寻找原因。反应堆简单地在实验完成时被关闭。”
由于控制棒插入机制(18至20秒的慢速完成),棒的空心部份和冷却剂的临时移位,逃走导致反应率增加。增加的能量产品导致了控制棒管道的变形。棒在被插入以后被卡住,只能进入管道的三分之一,因此无法停止反应。在1点23分47秒,反应堆产量急升至大约30 千兆瓦特,是十倍正常操作的产品。燃料棒开始熔化而蒸汽压力迅速地增加,导致一场大蒸汽爆炸,使反应器顶部移位和受破坏,冷却剂管道爆裂并在屋顶炸开一个洞。为了减少费用,和它的体积太大,反应堆以单一保护层方式兴建。这令放射性污染物在主要压力容器发生蒸汽爆炸而破裂之后进入了大气。在一部分的屋顶炸毁了之后,氧气流入---与极端高温的反应堆燃料和石墨慢化剂被结合—引起了石墨火。这火灾令放射性物质扩散和污染更广的区域。由于目击者的报告和站内纪录不一致,有一些争论认为确实的事件是发生在当地时间1点22分30。最后共同同意的版本被描述在上面。根据这种理论,第一次爆炸发生了在大约1点23分47秒,操作员在七秒以后命令了“紧急停堆”。
后事
爆炸发生后,并没有引起苏联官方的重视。在莫斯科的核专家和苏联领导人得到的信息只是“反应堆发生火灾,但并没有爆炸”,因此苏联官方反应迟缓。在事故后48小时,一些距离核电站很近的村庄才开始疏散,政府也派出军队强制人们撤离。当时在现场附近村庄测出了是致命量几百倍的核辐射,而且辐射值还在不停地升高。但这还是没有引起重视。专家宁愿相信是测量辐射的机器故障也不相信会有那么高的辐射。可是居民并没有被告知事情的全部真相,这是因为官方担心会引起人民恐慌。许多人在撤离前就已经吸收了致命量的辐射(若能立即撤离,则可大幅减少受害者数量及程度)。
事故后3天,莫斯科派出的一个调查小组到达现场,可是他们迟迟无法提交报告,苏联政府还不知道事情真相。终于在事件过了差不多一周后,莫斯科接到从瑞典政府发来的信息。此时辐射云已经飘散到瑞典。苏联终于明白事情远没有他们想的那么简单。
之后数个月,苏联政府派出了无数人力物力,终于将反应堆的大火扑灭,同时也控制住了辐射。但是这些负责清理的人员也受到严重的辐射伤害;原因之一为遥控机器人的技术限制,加上严重辐射线造成遥控机器人电子回路失效,因此许多最高污染场所的清理仍依赖人力。
即时的影响
由原子炉熔毁而漏出的辐射尘飘过俄罗斯、白俄罗斯和乌克兰,也飘过欧洲的部份地区,例如:土耳其、希腊、摩尔多瓦、罗马尼亚、立陶宛、芬兰、丹麦、挪威、瑞典、奥地利、匈牙利、捷克、斯洛伐克、斯洛文尼亚、波兰、瑞士、德国、意大利、爱尔兰、法国(包含科西嘉)和英国。在最早发生意外的时候,有人认为切尔诺贝利的核泄漏是来自瑞典而不是俄国,事故后,全欧洲受到核辐射的剂量示意图
1986年4月27日,瑞典Forsmark核电厂工作人员发现异常的辐射粒子粘在他们的衣服上,该电厂距离切尔诺贝利大约1100公里。根据瑞典的研究,内容发现该辐射物并不是来自本地的核能电厂,他们怀疑是俄国核电厂出了的问题。当时瑞典曾透过外交管道向苏联询问,但未获证实。另外,法国政府宣称辐射尘只飘到德国及意大利的边界。因为辐射尘的关系,意大利规定部份农作物禁止人们食用,例如蘑菇。法国政府为了避免引发民众的恐惧,所以没有作出类似的测量。
切尔诺贝利灾难不只污染了周围的乡镇,它还借由气流的帮助,因此能够没有规律地往外面散开。根据俄国及西方科学家的报告指出:掉落在俄国的辐射尘有60%在白俄罗斯。而由TORCH 2006的报告指出有一半的易挥发粒子掉落在乌克兰、白俄罗斯、及俄罗斯以外的地方。在俄罗斯联邦布良斯克(Bryansk)的南方极大的区域和乌克兰北方的部份地区,都被辐射物质污染。
意外发生后,马上有203人立即被送往医院治疗,其中31人死亡,当中更有28人死于过量的辐射。死亡的人大部份是消防队员和救护员,因为他们并不知道意外中含有辐射的危险。为了控制核电辐射尘的扩散,当局立刻派人将135,000人撤离家园,其中约有50,000人是居住在切尔诺贝利附近的普里皮亚特镇居民。卫生单位预测在未来的70年间,受到5–12艾贝克辐射而导致癌症的人,比例将会上升2%。另外,已经有10人因为此次意外而受到辐射,并死于癌症。
俄国科学家报告指出,切尔诺贝利4号机反应炉总共有180至190吨的二氧化铀以及核反应产生的核废料。他们也估计这些物质大约有5%-30%流到外面。但根据曾经到过石棺反应炉做后续处理的清理人(例如Usatenko和Karpan博士)说反应炉内只剩大约5%-10%的物质。反应炉的照片里显示了反应炉完全是空的。因为大火引发的高温,让许多辐射物质冲向大气层高空,并向外四面八方扩散。
在灾难中,负责复原及整理的工作人员,我们将他们称为“清理人”。清理人在清理的过程中接受到非常高剂量的辐射。根据俄罗斯的估计,大约有300,000到600,000的清理人在灾变后的两年内,进入离反应炉30公里的范围内清除辐射污染物。
奖励灾难调查员的苏联纪念章
在被辐射污染的地区里,有许多小孩的辐射剂量高达50 戈雷(Gy)。这是因为他们在喝牛奶的过程中吸收了当地生产而被辐射污染的牛奶,当地牛奶是被碘-131所污染,碘-131的半衰期为8天。许多研究发现白俄罗斯、乌克兰及俄罗斯的小孩也罹患甲状腺癌比例快速增加。根据日本原子弹爆炸的事后调查统计预期,在切尔诺贝利地区的白血病在未来的几年内将会增加。但直到目前为止,白血病病例的增加数量还不足以在统计学上推断,并和辐射外泄有关。但是,事实证明了在切尔诺贝利地区里,畸形婴儿的出生率的确是升高了,有调察显示证实是由辐射灾难余后的辐射尘,所导致的结果。
切尔诺贝利电厂并没有因为4号机组出问题而停止运作,只是封闭了电厂的4号机,并且用200米长的水泥与其他机组隔开,但由于缺乏能源,所以乌克兰政府让其他三个机组继续运作。1991年在2号机组发生一场火警,乌克兰政府当局随后宣布2号机组无法修复,并须终止运作。1996年11月,在乌克兰政府与国际原子能总署的协议下,1号机组停止运作。2000年11月乌克兰政府总统列昂尼德·丹尼洛维奇·库奇马,在一个正式典礼上关闭了3号机组的运作。至此,整个切尔诺贝利发电厂就停止发电,永远不再运作。
未来所需要的维修 损毁的4号机组现正使用石棺水泥围墙保护着以阻止辐射扩散,但这并非是一个永远安全的做法。原因是在于当时以工业遥控机器人搭建的石棺正在严重地变旧。如果石棺倒塌的话,有可能会导致机组释放出有辐射性的尘埃。这些石棺脆弱程度连一阵小型的地震,或一阵强烈的大风,都也可能引至其屋顶倒塌。因此,当局曾经研究出好几种帮助围墙的方案。
根据官方估计,发生事故后的反应炉内大约还有95%的燃料(180公吨),该批燃料的总放射性达约1800万Ci(670 PBq).现时残留在内的放射性物质已经硬化成陶瓷状物质。它们主要在事故发生初期时,反应堆的核心碎片能在反应炉内四处流窜,并且和其他灰尘和熔岩状的“燃料覆盖物质”(fuel-containing materials, FCM)构成。现时仍不能够确定这些陶瓷状物质何时会延缓释放放射性物质。
透过秘密的估计,在该核电厂里有至少有4公顿的放射性尘埃。不过,最新的估计已经调查了关于燃料的数量,并保持在反应堆中的份量。一些估计指出,现在安置在燃料反应堆内的总数量,大约只有原先燃料的70%。由于爆炸,国际原子能机构因此失去了那5%的燃料。而且,一些清算人估计原先的燃料5 V10%,只装在这个石棺里面。
至于其他方面,水继续漏入反应炉。在整个反应堆大楼内,被淹没的环境散播出放射性物质。而反应堆大楼的地下室,同时也缓慢地充满被核燃料所污染的物质,并且释放出有放射性的废物水。虽然已经修补了在屋顶上形成的洞口,但是该洞口也只能够在这种情况下继续恶化。
当这个石棺不能透气时,加热比加冷更加容易,这提升了在该核电厂的湿度水平。同时亦在反应炉的高湿度当中,继续腐蚀这个石棺里的混凝土和钢。进一步倒塌的后果
目前反应炉的废墟楼顶正是由该反应堆大楼所建造。两个所谓“庞大的梁”,不单是支撑了反应炉的屋顶,还支援了其他倚赖架构的回应堆大楼墙。如果回应堆大楼的墙和反应炉的屋顶倒塌,惊人数量的放射性灰尘和粒子将会被直接释放到空气中,令辐射物质毁灭周围的环境。对反应炉更进一步的威胁的是石棺位置本身就已经很不安全,因为瓦砾正在差不多垂直的位置中,才能够支持它。若果石棺的倒塌,将会进一步加重核电厂的压力,同时散播出放射性物质。
这个石棺除了覆盖已破坏的反应堆,也包含在4号反应堆上的残余放射性物质。当提出一个新的石棺设计时,只能预期最多只有100年的寿命。所以,永久的石棺建设将无疑对工程师来说,是一项具挑战未来多代的工程。
永远的噩梦
堵住污染源头是一项艰巨的任务,而清除核辐射尘埃则是另一项艰巨的任务。一年之后,切尔诺贝利核泄漏事故中最先遇难的核电站工作和消防员被转移在莫斯科一处公墓内,安葬他们用的是特制的铅棺材!因为他们的的遗体成为了足以污染正常人的放射源。
核尘埃几乎无孔不入。核放射对乌克兰地区数千万平方公里的肥沃良田都造成了污染。
乌克兰共有250多万人因切尔诺贝利而身患各种疾病,其中包括47.3多万名儿童。
据专家估计,完全消除这场浩劫对自然环境的影响至少需要800年,而持续的核辐射危险将持续10万年。
在经济上,前苏联损失了约90亿卢布:善后处理费用40多亿卢布,农业和电力生产损失40多亿卢布。专家估计,除核电站本身的损失外,仅清理一项就得花几十亿美元,如果全部加起来,可能达数百亿美元。
第三篇:切尔诺贝利核电事故案例
前苏联切尔诺贝利事故
一、切尔诺贝利事故的影响
1、安南呼吁继续援助切尔诺贝利核电站事故受害国
新华网联合国4月26日电(记者杨志望)联合国秘书长安南26日在切尔诺贝利核电站事故19周年之际发表声明,呼吁国际社会继续对俄罗斯、白俄罗斯和乌克兰等深受那场灾难影响的国家提供援助,帮助这些国家恢复受灾地区的社会经济发展。
声明说,俄、白、乌3国至今仍在社会、经济和环境领域遭受人类历史上最严重的核电站事故的影响,联合国多年来一直致力于协助这3个国家消除这些影响。那场核事故带来的挑战随着时间的推移也在发生变化。目前,辐射造成的威胁已逐渐减少,取而代之的是赤贫、失业和基础设施匮乏等问题。
声明指出,联合国帮助消除切尔诺贝利事故影响的工作重点,也从紧急人道救援转向长期的发展援助,以帮助受灾地区建立新的、可持续的生活方式。国际社会应增加对切尔诺贝利受害国的援助,帮助受灾社区居民实现自给自足,恢复健康、正常的生活。
声明说,联合国倡议成立的“切尔诺贝利论坛”将于今年9月就该事故造成的影响作出结论,白俄罗斯将于明年举办切尔诺贝利事故20周年纪念活动。这些活动都将有助于促使国际社会吸取那场核事故的教训,并防止类似事故的发生,也有助于推动国际社会向事故的受害国和受害者提供持续的援助。
2、震动世界的事故
如果说1979年的美国三里岛核电站事故引起了美国舆论的哗然,那么,1986年 4月26日前苏联切尔诺贝利核电站发生的事故,则震动了世界,其后果几乎影响到整个国际能源界。这一天的凌晨1点23分,位于苏联大城市基辅以北130公里白俄罗斯-乌克兰大森林地带东部的切尔诺贝利核电站,第四号机组发生了事故,反应堆猛烈爆炸,引起熊熊大火导致反应堆堆芯毁坏和部分厂房倒塌。
事后,前苏联政府宣布,有31人死亡,8吨多强辐射物质倾泻而出,203人受伤,13.5万人被疏散,事故造成的直接经济损失达数十亿卢布。事故发生后,大量放射性尘埃飘逸到北欧和东、西欧部分国家,使一些地区环境中某些介质的放射性物质含量远远超过正常标准。污染遍及居住着694.5万人的15万平方公里地区,320多万人直接遭受核辐射侵害。参加救援工作的83.4万人中,已有5.5万人丧生,7万人成为残疾,30多万人受放射伤害死去。
3、切尔诺贝利石屋
1996年11月30日晚22点,乌克兰切尔诺贝利核电站1号机组顺利关闭,以后将不再使用。切尔诺贝利核电站是乌克兰现有的5座核电站之一,原有4个发电机组。1986年4月第4号机组发生爆炸,酿成核泄漏事故以后,由于乌克兰能源短缺,其余机组仍然继续运转。但西方国家担心事故重演,多次敦促关闭切尔诺贝利核电站,同时答应给乌克兰以经济补偿。
1996年4月,西方七国以及欧洲联盟与乌克兰在莫斯科签署关于解决切尔诺贝利核电站问题的谅解备忘录。备忘录规定该电站在2000年前全部关闭,西方七国为此承诺向乌克兰提供至少30亿美元的援助。
1986年切尔诺贝利核电站发生事故时,前苏联当局在燃烧失控的反应堆芯上倾倒了砂石和混凝土,又在反应堆外面匆匆忙忙浇了一层很厚的混凝土。乌克兰基辅建筑学院的专家说,这个“石屋”不符合新的国际核电站抗震标准,不能经受7级左右的地震。“石屋”的原设计寿命是30年,但许多专家认为,即使不发生地震,这座“石屋”也危在旦夕。
当年事故发生后,反应堆周围的高强度辐射使建造“石屋”的工人们不敢深入施工,因此在灼热的反应堆上方留下了总面积2000平方米的空穴,猫头鹰在上飞进飞出;另外,劣质混凝土壁也出现了裂缝。按照西方把反应堆“完全封闭”的要求,近年来乌克兰对“石屋”补了又补,结果是反应堆里的高压水流不出来,严重腐蚀内部的金属结构,迟早有一天,它会完全崩溃。
乌克兰环境部长认为,正是这种缝补的做法使问题变得棘手。建筑专家估计,在“石屋”启用10年(即1996年)后,无人能够保证其安全性。由于这座“石屋”放着610公斤钚、17公斤镅以及其他15种高强度放射性物质,其内壁也沾染了核辐射,变成放射性混凝土,“放射云”又可能会出现在切尔诺贝利上空。
4、瑞典的报告
据瑞典国家射线保护研究所发表的一项报告,在受这一事故影响最严重的瑞典中部和北部的一些地区,1995年仍有2.6万头驯鹿由于其铯含量过高在屠宰后被销毁。这些地区内陆湖泊中的鱼,森林中的野生动物和蘑菇,每公斤铯含量也超过规定值。不过在农产品中已找不到来源于切尔诺贝利的放射物痕迹,各类食物对人的健康已无害。
研究工作表明,鱼和野生动物体内的铯含量减少较慢,这是因为来源于切尔诺贝利的铯中有一小部分极易活动,它们在湖水与森林中循环,可能要过30年才能消失。该研究所估计,瑞典人由于切尔诺贝利核电站事故影响而患癌症的可能性,与其他能够诱发癌症的因素相比还是微不足道的。
对于大家关心的核事故“远期效应”即辐射致癌风险等问题,在2000年有一个给联合国大会提交的报告显示,切尔诺贝利核事故发生14年来,迄今除了在白俄罗斯、俄罗斯和乌克兰童年甲状腺癌的发生率有十万分之几例的增加外,没有发现可以归因于辐射的总癌症发生率和死亡率增加的任何科学证据,没有发现白血病增加的任何科学证据,也尚未发现直接与辐射照射有关的非恶性疾病增加的任何科学证据。
5、大风吹走了放射性物质
这里面有一种意外的情况,人们未曾料到。与10年前科学家们估计在今后的数十年至数百年,区内的大片土地将成为寸草不生之地相反,美国一群科学家先后9次,深入切尔诺贝利核电站附近30公里范围的受辐射污染区,他们意外地发现,区内竟然生机勃勃,不少野生动植物正在迅速成长,数量大大增加,它们重新返回以往被人类霸占了的地方。而且那些动物的外貌,并没有受到辐射损害的明显痕迹。科学家考察后认为,这是因为事发当天刮大风和下大雨所致,在反应堆爆炸以后,第一团毒气吹到了核电站的附近树林,把那儿的树木毁灭;其他的放射性化学物质则被吹送到更远的地方,雨水再把化学物质带进泥土里去。
因此,远在北欧的驯鹿会吃到受放射性物质污染的苔藓,可核电站邻近的土地,反而能避过这场浩劫。
据白俄罗斯政府1997年公布的资料,切尔诺贝利核事故所泄漏的放射性粉尘,有70%飘落在白俄罗斯境内,在事故发生初期,白俄罗斯大部分公民都受到不同程度的核辐射,6000平方公里土地暂停使用,400多个居民区成为无人区,政府不得不关闭了600多所学校、300多个企业以及54个大型农业联合体。
白俄罗斯政府预计,切尔诺贝利核事故给白俄罗斯造成的直接经济损失在2350亿美元以上。这个数字相当于白俄罗斯32个财政年的总和,政府为消除核危害,每年的拨款要占整个国家预算的20%~25%。
白俄罗斯有个儿童血液治疗中心。这里共有81个患儿,其情景让人触目惊心,病房里的孩子无论男女几乎清一色地没有头发。切尔诺贝利核事故严重影响了这些孩子的健康。白俄罗斯筹建了一座特殊的纪念馆——切尔诺贝利核灾难纪念馆,将切尔诺贝利核事故的前前后后以各种方式展现在人们的面前。人们不会忘记这些可爱的孩子们,更不会忘记切尔诺贝利。据专家估计,完全消除这场浩劫的影响需要数百年。
6、生物基因发生变异
报告查明,前苏联提供的环境污染地图和评价除了锶水平估计过高以外,一般是准确的。该报告对受污染地区居民的剂量估算较前苏联专家的估算结果低1/2~1/3。这种差别不是由于不准确的测量造成的,而是由于前苏联的计算中故意加入了慎重的保险系数。
事情当然不会到此为止,到了1995年4月26日,俄罗斯纪念切尔诺贝利核电站在9年前的这天所发生的悲剧。当时的统计,至少有14万人受到放射性物质的影响。
同年,美国佐治亚大学的一个研究小组对切尔诺贝利核电站附近的田鼠进行了研究。他们发现,在距核电站半径30公里以内地区的田鼠基因发生了巨大变化,仅细胞质线粒体上的一个基因就有46种变异形式,而他们对30公里以外地区10种动物的研究表明,这种基因只产生了4种变异形式。
研究人员的这一新发现向生物学家提出了新问题,生物学家一直认为生物基因在短时间内产生巨大变异将会导致种群灭绝,而切尔诺贝利核电站附近田鼠产生的基因复异,超出原先生物学家认为的极限约40倍,但这些田鼠仍然“鼠丁兴旺”,研究人员推测生物抗自然灾害带来的基因变异能力远比人们想象的大得多。
1996年美国与乌克兰的联合研究人员,对基辅水库和距该反应堆20公里范围内的12个池塘中的416条鲫鱼的血细胞中的DNA也进行了分析,发现某些鱼的血细胞中所含的DNA数量比正常情况下多2~3倍,其数量因细胞而异。这种现象是由放射线造成的。
7、切尔诺贝利石屋周围
前苏联切尔诺贝利核事故发生后,为制止该电站第4机组废墟中残留的核燃料扩散,有关单位用厚厚的混凝土堆造了一个有复杂通风系统的多层大型建筑物,把第4机组的全部设施埋在其中,这个建筑物成了“石屋”。(新闻报道称之为“石棺”)但是,5年后,据美国《科学》周刊报道,国际原子能机构就切尔诺贝利核事故的后果,汇集了辐射科学家的评估后发表了一份报告,判断污染区实际辐射水平低于前苏联专家的估计,同时责备前苏联政府采取了过于小心的防护措施。
后来,据1989年11月间苏联的《新闻周刊》报道:自切尔诺贝利核事故发生3年多以来,苏联专家学者做了工作总结,认为土地和农产品(尤其是牛奶)的放射性核污染水平未能降低。发现有的地区(如纳罗季奇区)有大约半数儿童甲状腺异常或淋巴腺肥大。成人癌症患者成倍增加。先天性畸形家畜急剧增加。动植物体积竟变得比平常大3倍以上,以致出现“鼠大如猪”的景象,看那体态:行动敏捷,浑身灰褐,尖尖的嘴巴,硬硬的胡须,拖着硕长无毛尾巴,身体足足有3英尺长。核辐射使这里的动物,如狐狸、兔子、野猪,就连河中的游鱼,也怪得不可名状。事故后新长出的松针比通常的长,一些植物、花卉的苞蕾也异常肥大。在普里皮亚特市的一个大型温室里培植的黄瓜,比通常的大2~3倍;这里培植的土豆种子具有抗病力强的特性。
全国100多个研究所的科学家云集于此。47国1200名科学家来访,并建立了国际科研中心。这个被称作“国际切尔诺贝利科研项目”的考察工作始于1990年,是应前苏联的请求而设立的。来自25个国家的约200名科学家和医学专家集中调查了居住在污染区的82.5万居民。
8、第八大奇观
科学技术的历史提示,科学进步的每次挫折,如能认真总结教训,往往是日后长足前进的契机。“阿波罗”飞船1967年在肯尼迪角试验时发生的事故,曾使三名宇航员不幸罹难,但大多数科学家相信,正是随之而来的对美国国家航空与航天局的整顿以及对宇宙飞船的重新设计,最终实现了“阿波罗”11号飞船的登月成功。同样,现今几乎一半对核电站的安全标准,都是在三里岛事故发生后制定的。成功常常得益于令人痛苦的失败,所谓塞翁失马,焉知非福。相信,后人在评价切尔诺贝利事故时,也能作出因祸得福、坏事变好事的结论。切尔诺贝利核电站上空的阴霾至今仍笼罩在人们的心头。为了彻底消除这场灾难给世界造成的危害,最近,多国科学家联合设计出世界上最大的机器人——一座自己建造、自己封闭、高183米的钢金字塔,用来拆除核电站已废弃的部分并阻断核辐射。科学家们预言,这项工程建成后,堪称为世界第八大奇观。
这项工程将由内装的机器人起重机来进行。机器人起重机按照编制好的程序拆毁已爆炸的第4号反应堆及匆匆修起埋藏这座反应堆的“石屋”。技术人员在很远的安全地带用摄像机制导的遥控设施指挥和监视机器人的工作。拆除工作开始时,先由4个较小的机器人组成的一组装臵拆毁4号反应堆上的烟囱及旁边的辅助设施,目的是为了在建造金字塔期间把现有建筑的干扰减少到最低限度,并能够把金字塔封闭起来。这样,将来这座建筑里面有什么变动,都不会向外面释放出放射性尘埃。为了预防进一步的泄漏,金字塔里面将永远保持“负压力”。
烟囱拆毁后,将用机器人操作和遥控的勘测车、挖土机、推土机和起重机来勘探已埋起来的反应堆各部分的位臵,取回核燃料进行再处理,最后,把这些核废料运到更长久更可靠的长期贮藏地点。
另外,从化学物理角度考虑,任何一种放射性物质,今天看来是废物,若干年后,也许会开发出新的用途,可以变废为宝。谁能说发生在切尔诺贝利“石屋”附近生物的基因变异不会给人类以新的启示呢?“核坟墓”里能够飞出金凤凰。
9、一年后的伤亡统计
由于在事故发生后最初几小时参加抢险工作的原因,电站和事故处理的部分工作人员遭受了大剂量辐射。同时,参加扑灭火灾的人有的被烧伤。政府对所有受伤者提供了紧急医疗救护。到1986年4月26日晨6时,已有108人住进医院。在当天,经诊治观察,又有24人住院。1986年 4月26日晨6时由于重烧伤,一人死亡,一名在事故机组上工作的人失踪。可能他工作的地方位于倒塌的结构物区,并且是强放射性区。
根据前苏联采用的早期诊断的程序,在最初36小时内,对一些人作了急性辐射综合症诊断,从而确定哪些人需要立即住院治疗。为了接收住院,在最靠近事故地点的基辅,挑选出临床治疗单位,并在莫斯科挑选出一专门的单位,以便保证最大限度的援救和对检查结果作出权威性的分析。在最初的两天内,送往莫斯科129名患者。在之后的三天中,这些病人中84人确定为Ⅱ-Ⅳ度急性射线并发症患者,27人为Ⅰ度急性射线并发症患者。在基辅,有Ⅱ-Ⅳ度患者11人,Ⅰ度患者55人。
据1987年7月8日即一年多以后的报道,工作人员中,由于烧伤和急性射线并发症死亡的总人数为30人。
二、切尔诺贝利事故
1、核能的利弊教训
鉴于前苏联切尔诺贝利核电站事故空前的国际影响,是迄今为止最大的核事故,也由于这个电站在技术上、管理上及事故处理方面向世界提供了许多难得的而且是宝贵的经验教训,在此,打算对这个电站建造的前因后果、事故过程与善后工作做一较为详细的介绍,这也许还可以在日后给包括科学工业在内的社会各界提供若干有益的借鉴。
这次事故是由几个没有想到的事件的综合原因所造成的,其教训是深刻的,我们应该从积极方面去考虑。如果就此而放弃核能,那么正如前苏联国家原子能利用委员会的报告所指出的:“将大大地增加有机燃料的开采和消耗。由于后者连续不断地向生物圈释放有毒化学物质,这对于人类无疑将增加疾病的危险性,还增加对水资源和森林的破坏。核能除了其各种优越性外,作为一种能源和作为一种保护天然资源的手段,核能在世界范围内的发展也存在一种国际性的潜在威胁。其中包括:放射性物质跨国界的传播(特别是各种严重的辐射事故和核武器的扩散),国际恐怖主义的威胁,一旦发生战争核设施意味着的特殊危险性。所有这些表明,在发展核能和确保其安全方面迫切需要的是加强国际合作。”
如果大家都能对此取得一致的意见,那么切尔诺贝利事故的教训还是很有益的。
2、切尔诺贝利核电站的建造
在前苏联的能源设想中,为节约有机燃料的消耗,建立核工业联合企业,已制订了计划。此计划采用三种堆型:建造中的核电站以VVER(轻水反应堆)、RBMK(大功率压力管式石墨反应堆)和FBR(快中子增殖反应)型反应堆为基础。前两种为轻水冷却热中子反应堆,现在它们是俄罗斯核电站的基础,其装机容量达到3000万千瓦。第三种为钠冷堆,目的是对已采取的技术方案和逐渐发展以钚为基础的闭路燃料循环做工业规模的实验。
按照苏联1986~1990年和直到2000年的经济和社会发展的主要方向,规定了高速发展前苏联的欧洲部分领土和乌拉尔地区的核动力。1985年,核电站的发电量为1700亿度,而到2000年将增加5~7倍。这样的发展意味着将要由核电站提供欧洲部分的能源系统需求的额外容量,从而缓解对新的烧有机燃料热电站的需求。
位于前苏联欧洲部分的白俄罗斯-乌克兰森林区,建造了一座切尔诺贝利核电站。其周围地区的特点原是一个低人口密度地带,直到开始建核电站时,这个地区的平均人口密度大约是每平方公里70人。1986年初,在距核电站30公里半径的区域内总人口已有大约100000人,其中49000人居住在普里皮亚特镇,该镇位于距电站3公里的安全区以西。有12500人居住在地区中心切尔诺贝利村,该村位于电站东南15公里处。
切尔诺贝利核电站的第一期工程(两座RBMK-1000型反应堆机组)是在1970年至1977年间建造的,第二期工程两座核电机组的建设任务于1983年末在同一个厂区完成并投入运行。
3、事故起因
1986年4月25~26日晚,在第一期和第二期建造工程厂区有值班操作人员和各部门的工人以及维护人员176人。此外,在第三期建筑工程现场还有268名夜班建筑工和安装人员。
为了检修,计划于1986年4月25日第四号机组停闭反应堆,此时堆芯共有1659根具有平均燃耗为10.3兆瓦日/公斤的燃料组件,一根附加吸收器和一条未装料的孔道,大部分燃料组件(75%)是首次装料时装入的燃料棒束,其燃耗为12~15兆瓦(热)/公斤。
在停堆之前,以某种规定的方式在8号透平发电机上要进行一些试验,即在停机过程中靠透平机来满足厂用电。这些试验的目的,就是试验在断电期间透平发电机切断蒸汽供应情况下动用转子的动能维持机组本身用电的可能性。这种方式实际上被用于反应堆快速应急堆芯冷却系统(ECCS)的一个子系统。如果以一种适当的方式并具有必要的附加安全措施来进行操作的话,这样的一种试验在运行中的电站上做不应被禁止。
类似的试验在切尔诺贝利电站已经进行过。那时发现,在停机过程中,在耗尽转子动能之前发电机的母线电压早就跌落。在1986年4月25日计划进行的试验中,实验人员打算利用特制的发电机磁场调节器来解决上述问题。可是,在切尔诺贝利核电站8号透平发电机上进行试验的工作大纲,以及根据这个大纲要进行的这些试验都没有认真准备,也没有得到必要的审批。(千万不要认为审批活动仅仅是在办“手续”而已!)
4、公式化的大纲在指导操作
工作大纲质量低劣,以一种纯粹公式化的方式草拟了有关安全措施的部分(该安全部分仅仅说到:在这些试验当中执行所有接通开关的操作都要有值班长准许,在紧急事件情况下工作人员按电站规程行动,以及在这些试验开始之前总指挥--一位电气工程师,不是反应堆装臵专家--应该通知值班的安全工作人员)。除此之外,该大纲基本上没有附加安全措施的规定,大纲要求关掉反应堆应急堆芯冷却系统。这就意味着在整个试验过程里,即大约4个小时,实质上降低了反应堆的安全性。(程序不正确真的很危险!)在这些试验中,由于安全性问题没有得到必要的重视,有关工作人员对试验没有做充分地准备并且不知道可能的危险性,加之,如下面所述那样,工作人员违反大纲要求,从而为这次事故的发生埋下了隐患。
4月25日l点整,工作人员开始降低反应堆功率(直到此时,该机组一直在额定参数下运行),在13点05分反应堆功率为1600兆瓦(热)时切除了7号透平发电机。机组本身所需要的电源(4台主循环泵,两台给水泵,和其他设备)被切换到8号透平发电机的母线上。
在14点,按照试验大纲的要求,把反应堆应急堆芯冷却系统与强迫循环回路(MFCC)断开。可是,由于控制室的要求推迟了机组从运行状态下解列。于是,在违反运行规程的情况下,该机组在应急冷却系统断开后继续运行。
在23点10分又开始降功率。试验大纲中,发电机惰走的同时供给机组需要的电源应在堆功率为700~1000兆瓦(热)下完成。可是,当局部的自动调节系统切除时(这是按低功率下运行规程应该做的),操作人员未能足够迅速地消除因自动调节棒的测量部件所引起的不平衡。结果,功率降到30兆瓦(热)以下。
4月26日1点,操作人员才成功地使功率稳定在200兆瓦(热)。同时,因为反应堆“中毒”仍在继续,进一步提高功率受到了小的可利用的过剩反应性的限制。所以,当时的功率实际上低于规定要求的水平。
5、保护系统被解除
尽管如此,仍决定继续做这些试验。在1点3分和1点7分,各有一台备用主循环泵从各自一侧投入,与已经运行的6台泵一起工作。所以当完成该实验时,在MFCC系统上仍有四台泵运行用来安全冷却堆芯。
由于反应堆功率以及因此导致的堆芯和MFCC系统的水阻显著地低于所预计的水平,又由于8台主循环泵都投入运行,所以,通过堆芯的冷却剂流量高达56000~58000立方米/小时,个别单泵流量达8000立方米/小时。这违反了运行规程。这种运行方式是被禁止的(操作员的意识存在严重问题),因为泵有被损坏的危险和在主冷却剂管道内形成空泡,从而能发生机械振动。备用主循环泵投入并导致通过堆芯的流量增加,从而引起蒸汽量的减少,汽鼓汽水分离器内的蒸汽压力下降,并引起反应堆其他参数的改变。操作人员企图维持系统的主要参数,但是,他们这样做并未完全成功。在这一阶段,他们看到在汽鼓汽水分离器蒸汽压力下降大约0.5~0.6兆帕,而且水位低于紧急事故标记。在这种情况下,为了避免停堆,操作人员切除与这些参数有关的事故保护系统。(简直疯了!拿自己和家人的生命开玩笑!)
同时,反应性缓慢地持续下降。l点23分30秒,操作人员从快速反应性计算程序输出看到,现在过剩反应性已达到要求立即停堆的水平。然而,工作人员并没有据此停堆,而是开始做各种实验。
1点23分4秒第8号透平发电机组事故调节阀关闭。反应堆在大约200兆瓦(热)功率下继续运行。与两台透平发电机组(7号透平发电机组于4月25日关闭)的应急调节阀关闭有关的事故保护系统都被解除,以便若第一次试验失败的话,将有可能再重新做该实验。这意味着更进一步违反实验大纲,大纲没有规定在关闭2台透平发电机组时切除反应堆事故保护系统。
6、操作人员不遵守规则
实验开始之后不久反应堆功率开始缓慢上升。在1点23分40秒,机组值班长发出命令按动AZ-5按钮。这将把所有的控制棒和快速停堆棒插入堆芯。这些棒下落几秒钟后,感到有一些振动,而且,操作人员看到吸收棒没有完全插到堆芯底部停止位臵。接着他切断了棒控制系统的伺服机驱动机构的电源,以便使吸收棒靠本身自重坠入堆芯。
根据4号机组外侧的目击者们提供的情况,在1点24分接连发生两次爆炸。燃着物的团块和火星冲入反应堆上空,其中有些落到汽轮机厂房屋顶并开始着火。在反应堆的设计中,考虑到了它的各种物理特性,并都提供了保护措施,以防止事故的发生,这包括技术方面的保护措施,也有为核电站实施工艺过程而制定的各种指令和严格的规则。
在准备和进行透平发电机的实验过程中,透平机在惰走过程中要满足该机组电力的需求,而操作人员却切断了各种重要的保护系统,违反了有关技术工艺过程安全管理上最重要的操作规程的规定。
操作人员的主要目的,是想尽可能迅速地完成这项实验。没有充分准备,进行实验时不遵守规程,也没有遵守实验大纲本身的要求,对反应堆装臵操作的轻率,证明操作人员没有掌握有关反应堆工艺过程的专门知识,也不懂得反应堆潜在的危险。(如果不去抢这一点点时间,那么就不会有那35万冤魂,在核电活动中“进度”和“质量”的关系一定要清楚;具体员工的“意识清晰”非常重要,对于“违章操作”要坚决予以制止。)
7、技术专家的隐患
最初认为,事故的主要原因是该机组操作人员违背操作指令和规程的这些极不可能事件的组合所造成的。由于操作人员使反应堆进入不可控状态,在这种状态下空泡正反应性系数能使反应堆功率骤增。这种事故被认为是灾难性的。
但事隔7年后,1993年4月17日俄罗斯《消息报》发表了一篇文章,暴露了切尔诺贝利核事故发生的更深层次的原因。反应堆设施的设计者,没有提供能够防止第4号机组这样的事故(即切除技术保护系统和接连几次违反操作规程的事故)情况下的安全保护措施,因为他们认为发生这样的组合事件是极不可能的。
其实,切尔诺贝利爆炸事故发生前半年,库尔斯克核电站的一位专家就曾给国家核能监督委员会写信,警告说这种大功率管道反应堆(即RBMK反应堆)危险,但主管的“中央”领导没有认真对待这一警告。
事故发生后,1986年5月1日,核电站安全监督小组组长向原子能研究所所长提出一个看法:“事故并非操作人员违章所致,而是因为反应区结构有缺陷,以及对反应区内的中子物理过程认识错误。”1986年5月9日,他向国家领导人写了同样的信。
1986年7月2日和17日,在某院士主持下举行了跨部门科技会议,讨论了反应堆的结构缺陷。尽管如此,他们还是把事故原因归结为操作上的错误,这一说法就成为前苏联政府在国际上,首先是在国际原子能机构中所持的正式立场。
在向国际原子能机构提出报告之后,批准了原子能研究所的报告,其中指出:“事故的主要原因是机组操作人员违章所致,但也暴露了反应堆和安全芯棒的结构缺陷。”可是在前苏联向国际原子能机构,1986年和1987年召开的专家会议提出的报告中却删去了后面一句。他们不得不这样干。因为大功率管道反应堆的设计者就是某院士本人,他不愿作出对自己不利的事。
1989年5月17日一篇文章谈到,国家创造发明鉴定试验室代理主任所谈的RBMK-1000未能登记注册的原因。当时提出申报材料的是该院士等人。代理主任说:“1967年提出的第一批申报材料是一页半打字纸,没有公式和图纸。我把材料退还给申报人,并请他们作补充。”1967年10月6日他们交来了修改后的申报材料,但未等到作出审定,某院士就在1967年11月10日的《真理报》上宣称:“苏联科学家已解决了提高核电站安全性的问题。”
随后,这种反应堆在未得到承认的情况下,就开始使用了,结果常出事故。切尔诺贝利核电站共发生事故104次,其中只有35次是由于操作不当引起。
在此不准备就技术结构的缺陷作讨论,从上面所暴露的问题已经可以看出,前苏联的科技管理体制中是存在问题的,切尔诺贝利核事故的发生可能要从科技工程立项决策的不民主,不科学,设计者自己鉴定验收工程,监督制约机制不力等方面寻找原因。(设计隐患造成的损失比操作问题引起的损失更严重,对核电技术部门的监管一定要加强。)
8、灭火
1986年4月26日切尔诺贝利核反应堆事故后的首要任务是灭火。反应堆爆炸使得加热到高温的堆芯碎片散落到反应堆的一些工作间、除气站和汽轮发电机厂房的屋顶上,于是引起了30多处着火。由于部分油管破裂,电缆短路和来自反应堆的强烈热辐射在汽轮机厂房7号汽轮发电机上方、被毁反应堆大厅和与大厅相连的部分厂房起了火。
1时30分核电站的值班消防队从普里皮亚特和切尔诺贝利城赶到事故现场。由于汽轮机厂房屋顶的火势直接威胁到相邻的3号机组并且火势愈来愈猛,必须采取紧急措施全力以赴来扑灭这一重要地区的火灾。与此同时,利用灭火器和室内固定消火栓组织了室内灭火。到2时10分扑灭了汽轮厂房屋顶的火,2时30分反应堆厂房顶部的火基本上被扑灭。到凌晨5时大火被扑灭了。
由于一些熔化了的燃料可能集中达到临界质量并发生自持链式反应,对这种潜在的危险必须采取防患措施。此外,被毁反应堆一直在向周围环境排放大量放射性。事故初期,曾试图利用应急辅助给水泵向堆芯空间供水以降低反应堆坑室内的温度和防止石墨砌体着火。这一尝试无济于事。
随即不得不以两种决策中选取一种:一是用吸热剂和过滤材料覆盖反应堆堆体,把事故限制在就地;二是允许堆本体的燃烧过程直到自行结束。因为第二方案有可能使大面积受到放射性污染并危及大城市居民的健康,所以采纳了第一种方案。
9、紧急措施
一个专家组开始用军用直升飞机投放硼、白云石、砂子、粘土、铅的混合物来覆盖毁坏的反应堆。从4月27日到5月10日共投放了约5000吨的材料,这主要是在4月28日到5月2日进行的。结果反应堆被一层能强吸收气溶胶粒子的松散材料所掩盖。到5月6日放射性排放不再成为一个主要问题,已降到每昼夜几百居里,到该月底降到每昼夜几十居里。同时解决了降低燃料温度的问题。为了降低温度和减少氧的浓度,由压缩机站用鼓风机往反应堆坑室下的空间送氮气。到5月6日反应堆坑室的温度停止上升,并随着通过堆芯到大气的恒定的空气对流而开始下降。
由于担心可能性极小的反应堆下部建筑结构的破坏(虽然在事故的最初几天它是可能的),采取了双保险性措施,决定了在厂房基础下部修建人工的排热通道。所采取的方法是在混凝土板上设臵一个平板式热交换器,至6月底计划工作已告结束。
经验证明,所采取的决定基本上是正确的。
从5月底以来,形势大体上已经稳定。反应堆厂房被毁灭部分处于稳定状态。经过短寿命同位素的衰变之后,辐射情况有所改善。从机组进入大气的放射性量主要取决于风带走的气溶胶数量。放射性排放量每昼夜不超过几十居里。反应堆坑室的温度状态已经稳定。反应堆各部分的最高温度为几百摄氏度,并以每昼夜大约0.5℃的速率稳定下降。反应堆室底部混凝土板是完整的,并且大部分(~96%)的燃料局限在反应堆内和蒸汽-水管线及下部水管的隔室内。
三、事故的教训
1、事后的最初努力
为消除核电站事故后果,对厂区实行去污,对30公里地区也采取了一系列污染清除措施,并且对4号机组进行长期埋藏的构筑物工程。事故时放射性物质扩散到厂区上空,落到汽轮机厂房和3号机组的屋顶上、管道的金属支架上。
由于放射性气溶胶和放射性尘埃的降落,整个厂区以及建筑物墙壁、屋顶也受到了严重污染。厂区沾污是不均匀的。为了减少放射性尘埃从厂区扩散,汽轮机厂房屋顶、路肩用不同聚合物的溶液进行处理。以便将土壤表层固定并防止尘埃扬起。事故后,人们对大气和地面放射性污染的主要特点和可能的生态学后果还作了估计。从事故的最初几天,对30公里以内和30公里范围以外的水体底部沉积物中放射性同位素含量组织了监测。在切尔诺贝利核电站冷却水池中,可以观察到对其生态系统有明显的辐射影响。在切尔诺贝利电站周围30公里区域以内,在个别受放射性沉降灰污染的区段,观测到相当高的辐射水平。这可以明显地改变这些区段对辐射敏感作物的状态。但在30公里以外地区的辐射水平,当时似乎未发现对植物和动物群体有明显的影响。
根据对切尔诺贝利核电站周围30公里地区环境放射性污染情况的分析,对城市、乡镇、村庄和其他居民点居民的实际的、预期的辐照剂量作了评价。根据这些评价,采取了疏散普里皮亚特和其他一些居民的决策。疏散人口计135,000人。
采取这些和其他措施的结果,可以使居民受到的照射不超过规定的极限。同时,还估计了居民在最近几十年内的辐射效应。
这次事故是发生在该机组计划停堆检修,做一个透平发电机运行状态试验的过程中,反应堆出现突然的功率波动导致反应堆毁坏和堆芯积累的一部分放射性物质释放到大气中。事故发生以后,引起的大火被扑灭,展开了限制和消除事故后果的紧张工作。撤离了核电站毗邻地区及电站周围30公里地带的居民。
为此,苏共中央政治局成立了一个由苏联部长会议主席为首的工作组,以协调各部和其他国家机关消除事故后果及援助居民的工作。还成立了一个政府工作委员会,着手调查事故的原因和执行必不可少的应急措施;从事恢复工作,其作用在能够动员全苏必要的科学、技术和经济方面的应变能力。
一项工业生产事故引起国家最高当局重视并亲手处理,这在苏联的历史上恐怕是少有的。可见核科技在当代社会生活中的地位及对人们心理的影响。他们动员了部队、地方及其他各产业部门的人力、物力和交通运输工具等,也动员人民献血和组织现场快速处理事故的志愿人员。
(核电采取的措施一般非常保守,无论是前苏联的核事故还是美国的核事故。)
2、国际谅解与合作
前苏联切尔诺贝利核电站事故发生以后,为取得国际舆论的谅解,苏联邀请了国际原子能机构的代表到事故地点进行观察,给他们机会了解事态的真实情况,让他们亲眼看一看为控制事故所采取的措施。代表们向全世界报告了他们的评价。一些国家的政府,许多机构、社会团体和民间组织,甚至个人,表示愿意向前苏联提供援助,以帮助消除这次事故的后果,并且有些援助已被苏联所接受。例如接受了国外机器人投入事故现场处理工作,邀请美国著名骨髓移植专家到苏联帮助医治受幅照严重的伤员等。
面对核事故的威胁,除了商业竞争者的幸灾乐祸之外,人们表现出了空前良好的合作关系,它已经不是一般中立的“红十字会”的作用,而是一种新型的国际关系。切尔诺贝利核事故以后出现的情况,充分说明,人类面对共同关心的问题时,彼此表现出的谅解、团结和合作是可以战胜互相猜疑和敌视的。
(核电各项工作必须追求“透明”,只有这样才能消除公众对核电的不信任,使他们感到核电是安全的。任何隐瞒事件做法和擅自处理事故都将被严厉禁止。)
3、跨越意识形态的讨论
第二次世界大战后,针对原子弹的出现,世界各地掀起过一阵广泛的公众教育活动,对核科学的普及起到了重要作用,由此而促进了对科学技术的全民重视。它为现代科学技术结构的形成,改变以文艺复兴以来的指数增长的科学规律,促使科学增长的模式逐渐转向“饱和增长”的模式,有着前导意义。那场活动在教育了人民的同时,更主要的是让各国当权者认识到了核能的威力。后来,核垄断的局面逐渐被打破了,跨世纪的大和平,虽然是亚稳态的,总算得到了维护。
现在,这场公众教育,正在向新的更广的深度继续,其目的旨在全面禁止和彻底销毁核武器,以争取世界持久的稳定的和平。其实,并不要像核科学本身那样需要深奥的道理,有关核大战后的现象,仅用早已具备的或现在已基本成熟的知识就可模拟,物理和化学的、生态环境的、气象学的,等等。只是近年来系统论的发展及科学综合的趋势,使科学家们能站在比过去更高的立场上来观察科学的社会功能及后果,因而看的也就更远了。
科学的本质在于号召人类团结,而不是促使人与人的分离和对立。目前,有一种很好的现象在出现,以共同的科学语言作为桥梁,国际间的联系和谅解逐渐多起来。1983年10月31日,在美国华盛顿召开了一次“核战争后的世界”的国际学术会议。在当时严重对立的美苏两个核大国之间,未有先例地发生前苏联专家到美国国会去宣传不能打核大战的事情。一直作为核战争主要假想敌国的专家,列举了核大战的恶果,不仅使美国科学家共鸣,还使美国的上层领导和政治家们惊慌不已,这足以说明科学理论惊人的逻辑力量是可以唤醒人们理智的。
前苏联专家的研究对象也正是美国专家长期所忧虑的问题。后来他们走到了一起互相交换研究的结果,同时还把那一两年中深思熟虑的结论用电视录像向两国人民播放。他们用客观的实事求是的真情实感向人们描绘了热核战争后的恐怖景象。学术会议常常会有争论,但这次会议上的13个发言人每个都从自己的专业出发提出了详细的材料,竟然与别人准备的材料大体上不谋而合,他们共同构划了核战争以后的一个想象中的无法生存的世界。
4、大势所趋
切尔诺贝利的事故是否对世界其他地区核能的发展产生了灾难性的影响呢?
1986年10月,总部均设在巴黎的国际能源局和经合组织属下的核能源局,分别发表报告,指出整个西欧今后仍会致力发展新能源,尤其是发展核电厂;如果停止发展石油以外的能源,可能在90年代再次陷入能源危机。从实际来看,前苏联核电厂发生事故,对欧洲震动最大,但并没有影响欧洲各国续建核电站的计划。例如,当时的联邦德国反对派要求在10年内取消核电站,但是政府并不放弃继续新建5个核电站的计划,到1990年,联邦德国核电站发电能力达2230万千瓦。
法国也有反核组织,但在民意测验中,支持兴建核电站的占65%,它将继续兴建17个新的核电站。
前苏联计划的核能曾以特别快的速度发展。根据苏联从1986年到2000年的经济和社会发展的基本方针,苏联到1990年生产14800~18800亿度电,其中3900亿度电来自核电站,约占20%。同1985年相比,到1990年通过发展核能节约了7500万~9000万吨标准燃料;苏联解体后,俄罗斯科学家还提出建造地下核电站的方案。
5、相对安全
美国、前苏联、日本及欧洲大部分地区的情况是如此,其他地方的个别国家,虽有点变化也就无关大局了。因此,国际原子能机构1987年2月公布的数字表明,世界核能发展总的趋势没有受切尔诺贝利事故太大的影响。1986年又有21座核反应堆联网发电,新增加核发电量2094万千瓦。
当切尔诺贝利事故煽起世界性的反核浪潮宁息以后,人们能够比较冷静地对事件作出公正的评价。1987年初,21国欧洲委员会议就核安全问题举行了听证会。他们拿1986年4月26日切尔诺贝利反应堆发生爆炸和起火,对人的健康造成的已知的和估计会产生的长期影响,与普通电厂同其他辐射源对人们的健康和环境带来的危险作比较。专家们得出了基本一致的看法,认为尽管发生了这次核事故,利用核燃料发电仍然比利用普通燃料发电要安全得多。
前苏联的国家原子能利用委员会副主席说,如果重新用煤和石油等有机燃料来发电,对人们的健康和环境带来的危险将会大大增加。
设在维也纳的国际原子能机构核安全部门的负责人也说:“人们现在已认识到,煤和石油燃烧后产生的物质,对我们的环境是一个重大的威胁”。他提到了一例子,一个发电能力为100万千瓦的普通电厂在城市居民中引起死亡的人数和生病的人数可以分别达到3~30人和2000~20000人,而一个发电力相仿的核电厂在正常运转的情况下引起死亡和生病的人数最多分别是一个。
第四篇:切尔诺贝利事故过程
事故过程
时间: 2006-04-24 字体:大 中 小
1.汽轮机“惰转试验”埋下了事故隐患
4月25日停堆前,就计划在停堆过程中进行惰转试验,以验证停堆后切断蒸汽供应情况下,利用汽轮机转子的惯性转动还能发出多大电量可供机组本身用电(厂用电),这是一种“挖潜”试验,但在全厂断电,失去外电源的情况,这也就是一种可用电源。在有充分的安全措施和周密的试验大纲的情况下,这种试验可以进行,而且此前该电站其他机组也做过这类试验。
试验决定在8号汽轮发电机组上进行,且编制了试验大纲。
2.试验大纲质量低劣
对试验中可能出现的安全问题没有仔细分析,没有准备安全措施,仅以一种纯粹公式化的方式草拟了有关安全措施的部分,该大纲没有附加安全措施的规定,严重的是大纲要求关掉反应堆应急堆芯冷却系统。这就意味着在预计的整个试验过程中(大约4个小时)实质上降低了堆安全性。
4月25日凌晨1点,堆开始降功率运行,13点5分堆热功率为1600兆瓦(功率50%),切断7号汽轮发电机组,4号核电机组自身所需电力(厂用电)全挂在8号汽轮发电机组供电母线上。
3.一系列误操作,导致堆运行处于危险状态
14点按大纲将应急堆芯冷却系统与主冷却回路断开,此时主控室却又让堆在此功率下再继续运行一段时间,此时应急堆芯冷却系统却被切除了,严重违反运行规程。
23点10分堆功率重新下降,按大纲要求惰转试验在700~1000兆瓦热功率下进行,但操纵人员未能控制住功率调节器,堆热功率掉到30兆瓦。
4月26日1时堆热功率才稳定在200兆瓦,这个功率低于规定的功率要求,堆处于不安全状态,尽管如此,仍决定继续试验工作。
1点3~7分主回路两侧各自一台的备用冷却泵投入,过多地加大了堆芯流量,违反了运行规程,此运行方式能使泵叶轮损坏和在主冷却剂管内形成空泡发生振荡。
1点23分堆参数接近稳定,试验开始。关闭了7、8号汽轮发电机组的全部应急调节伐,停止了蒸汽供应,但堆仍在热功率200兆瓦下运行,在此时事故保护信号应动作,反应堆应当停堆。但试验人员却为了在第一次试验不成功后,保留再次试验的可能性,闭锁了这一事故保护信号,这又是一个不计后果的危险操作。试验开始不久,堆功率就开始上升,说明低功率下空泡效应产生的正反应性系数造成反应性上升。
图10 4号堆加上“石棺”后的切尔诺贝利核电站
图11 切尔诺贝利核事故毁坏的4号反应堆
1点23分40秒,值长命令将所有控制棒(调节棒、补偿棒)和快速停堆棒全部插入堆芯,可惜的是此时除自动调节棒就在堆芯中之外,其他控制棒、停堆棒几乎都提到了堆顶,往里插停堆棒(吸收棒)时受阻,靠重力也掉不下去,堆芯此时开始全面的出现正反应性、反应堆功率猛增,第一个功率峰值4秒之内就达到额定功率的100倍,堆的瞬发超临界,导致功率激增,堆芯熔化和压力剧增,最终形成了蒸汽爆炸和化学爆炸。
化学爆炸造成堆芯大量放射性物质外抛
切尔诺贝利核事故不是核爆炸而是核事故引起化学爆炸造成了核灾难。
为了“挖掘潜力”,正在做着汽轮机惰转试验,反应堆在低于10%功率(堆热功率320万千瓦此时只在低功率20万千瓦下运行)运转的切尔诺贝利核电站4号机组,由于操作者的失误和设计上的缺陷,反应堆反应性过快地增长,功率急速上升,停堆系统失灵;失去了控制的核裂变反应,像脱缰的野马,使堆芯迅速溶化,被汽化的燃料浓缩的能混入水中,引起了蒸汽爆炸,这是第一次爆炸,释放的能量掀起了1000吨重的堆顶盖板,切断了盖板上两侧的冷却管道,浓聚的高温使得堆芯烧成许多碎块,紧接着,冷却水和汽包、冷却剂管道的水又与熔融的元件、包壳及大量的石墨发生了类似水煤气的反应,产生了大量的可燃的氢气、甲烷和一氧化碳,与水在高温下分解出的氧相结合而燃烧,产生了巨大而猛烈的化学爆炸,浓缩能量的气柱团夹杂着堆芯含有高放射性物质的碎片和石墨等结构材料冲开堆顶,又冲过没有设防的(没有安全壳)“密封厂房”,直冲天空高达1200 m,随着气流大量放射性物质扩散到周围的地区,甚至随高空气流漂到东欧、北欧、西欧等地,造成了乌克兰、白俄罗斯某些地区的严重生态污染或破坏。人类历史上最严重的一次核灾难就这样的发生了(见图
10、图11)。蒸汽爆炸破坏了堆体,而后的化学爆炸造成大量堆芯放射性物质的外溢。
第五篇:切尔诺贝利核电站爆炸事故
贴耳诺贝利核电站爆炸事故
事故事件
1986年4月26日当地时间1点24分,前苏联的乌克兰共和国切尔诺贝利(Чорнобиль,Chernobyl)核能发电厂(原本以列宁的名字来命名)发生严重泄漏及爆炸事故。事故导致31人当场死亡,上万人由于放射性物质远期影响而致命或重病,至今仍有被放射线影响而导致畸形胎儿的出生。这是有史以来最严重的核事故。外泄的辐射尘随著大气飘散到前苏联的西部地区、东欧地区、北欧的斯堪地维亚半岛。乌克兰、白俄罗斯、俄罗斯受污最为严重,由于风向的关系,据估计约有60%的放射性物质落在白俄罗斯的土地。但根据2006年的TORCH(The Other Report On Chernobyl)报告指出,半数的辐射尘都落在前述的三个前苏联国家以外。此事故引起大众对于前苏联的核电厂安全性的关注,事故也间接导致了苏联的瓦解。苏联瓦解后独立的国家包括俄罗斯、白俄罗斯及乌克兰等每年仍然投入经费与人力在事故的善后以及居民的健康保健方面。因事故而直接或间接死亡的人数难以估计,且事故后的长期影响到目前为止仍是个未知数。2005年一份国际原子能机构的报告认为直到当时有56人丧生—47名核电站工人及9名儿童患上甲状腺癌—并估计大约4000人最终将会因这次意外所带来的疾病而死亡。绿色和平组织及其他人都对研究结果作出争论。事件起因
关于事故的起因,官方有两个互相矛盾的理论。第一个是在1986年8月公布,有效地令事故的指责只归于核电站操作员。第二个则是发布于1991年,认为事故由于压力管式石墨慢化沸水反应堆(简称RMBK)的设计缺陷导致,尤其是控制棒的设计。双方的调查团都被多方面游说,包括反应堆设计者、切尔诺贝利核电站职员及政府。现在一些独立的专家相信两个理论都并非完全正确。
另一个促成事故发生的重要因素是职员并没有收到反应堆问题报告的事实。根据Anatoli·Dyatlov---一名职员所述,设计者知道反应堆在某些情况下会出现危险,但将其蓄意隐瞒。(造成这情况是因为厂房主管广泛地吹嘘未有RMBK资格员工:厂长V.P.Bryukhanov,具有燃煤发电厂的训练和经验。他的总工程师Nikolai Fomin亦是来自一个常规能源厂。Anatoli Dyatlov, 3号和4号反应堆的副总工程师只有“一些小反应堆的经验”,VVER反应堆的小版本即苏联海军的核潜艇的设计。)具体细节
⊕反应器有一个危险高正面空系数。简单地说,这意味著如果蒸汽气泡形成在反应器冷却剂中,核反应加速,如果没有其它干预,将会导致逃亡反应。更坏的话,在低功率输出,这个其它因素未补偿正面空系数,会使反应器不稳定和危险。反应器在低功率的危险对工作人员是与预计相反和未知数。
⊕反应器的一个更加重大的缺陷是在控制棒的设计。在一个核反应堆,控制棒被插入反应堆以减慢核反应。但是,在RBMK反应堆设计,控制棒部分是空心的;当控制标尺被插入时,最初的数秒钟冷却剂被控制棒的空心外壳偏移了。因为冷却剂(水)是中子吸收体,反应堆的输出功率实际上上升。这情况也是与预计相反,而反应堆操作员亦不知情。
⊕操作员粗心大意并违犯了规程,部分是由于他们未察觉反应堆的设计缺陷。一些程序的不规则促成了事故发生。另一原因是安全干事和负责该夜实验操作员之间的通讯不足。
重要注意的一点,是操作员关上了许多反应堆的安全系统,除非安全系统发生故障,否则这是技术指南所禁止的。1986年8月出版的政府调查委员会报告,操作员从反应堆核心至少拿去了204支控制棒(这类型的反应堆共需要211支),留下七支。同样指南(上文提及)是禁止RBMK-1000操作时在核心区域使用少于15支控制棒。事件经过 起因
1986年4月25日,4号反应器预定关闭以作定期维修。并决定利用这个场合,测试反应堆的涡轮发电机的能力,在电力损失情形下发充足的电供给反应堆的安全系统动力(特别是水泵)。像切尔诺贝利,反应堆有一对柴油发电器可利用作为待命,但并不能瞬间地起动—反应堆将因此被使用转动涡轮,到时涡轮会从反应堆分离和在自己的惯性之下力量转动,而测试的目标是确定当发电器起动时,涡轮是否在减少阶段能充足地供给泵浦动力。测试早先在其它单位执行成功(所有安全供应起动)而结果是失败的(那是涡轮产生了不足的力量在减少阶段供给泵浦动力),但另外的改进提示了对其它测试的需要。经过
为了在更安全、更低功率地进行测试,切尔诺贝利4号反应器的能量输出从正常功率的3.2千兆瓦特减少至700百万瓦特。但是,由于实验开始的延迟时,反应堆控制员太快地减低能量水平,实际功率输出落到只30百万瓦特。结果,中子吸引而成的裂变产品氙-135增加了(这产品典型地在更大的功率情况下,在一台反应堆中消耗)。力量下落的标度虽是接近由安全章程允许的最大限制,但员工组的管理者选择不关闭反应堆并继续实验。后来,实验决定“抄捷径”和只上升功率输出到200 百万瓦特。为了克服剩余氙-135的中子吸收,远多于安全章程数量的控制棒由反应堆拔出。在4月26日上午1点05分,作为实验一部分,被涡轮发电机推动的水泵起动了;水的流量由于这行动而超出了安全章程的指定。水流量在上午1点19分增加了—因为水也会吸收中子,在水流量的进一步增加需要手工撤除控制棒,导致一个极不稳定和危险操作条件。
凌晨1点23分04秒,实验开始了。反应堆的不稳定状态在控制板没有显示任何情况,并且看起来所有反应堆员工并未充分地意识到危险。水泵的电力关闭了,并且被涡轮发电机的惯性推动,水流的速度减低了。涡轮从反应堆分离,反应器核心的蒸汽水平增加。因为冷却剂被加热,个别的蒸汽在冷却剂管道形成。在切尔诺贝利的RBMK石墨缓和反应器的特殊设计有一个高正面空系数,意味著在没有水时的中子吸收的作用使反应堆的力量迅速地增加,并且在这种情况下,反应堆操作变得逐渐变得不稳定和更加危险。凌晨1点23分40秒操作员按下了命令“紧急停堆”的AZ-5(“迅速紧急防御5”)按钮—所有控制棒的充分的插入,包括之前不小心地拿走的控制棒。这是否作为紧急措施,或只是简单地在实验完成时作为关闭反应堆定期方法,并不清楚(反应堆预定被关闭作为定期维修)。这通常意味著紧急停堆的命令是因为意想不到的迅速力量增量的一个反应。另一方面,总工程师Anatoly·Dyatlov,在事故时身在切尔诺贝利核电站,他写在他的书上:
“在1点23分40秒,集中化控制系统之前„„没有登记能辩解紧急停堆的任何参量变动。依照陈述委任„„会集和分析很多材料,在它的报告,没确定原因为什么命令了紧急停堆。并没有需要寻找原因。反应堆简单地在实验完成时被关闭。” 结果
由于控制棒插入机制(18至20秒的慢速完成),棒的空心部分和冷却剂的临时移位,逃走导致反应率增加。增加的能量产品导致了控制棒管道的变形。棒在被插入以后被卡住,只能进入管道的三分之一,因此无法停止反应。在1点23分47秒,反应堆产量急升至大约30 千兆瓦特,是十倍正常操作的产品。燃料棒开始熔化而蒸汽压力迅速地增加,导致一场大蒸汽爆炸,使反应器顶部移位和受破坏,冷却剂管道爆裂并在屋顶炸开一个洞。为了减少费用,和它的体积太大,反应堆以单一保护层方式兴建。这令放射性污染物在主要压力容器发生蒸汽爆炸而破裂之后进入了大气。在一部分的屋顶炸毁了之后,氧气流入---与极端高温的反应堆燃料和石墨慢化剂被结合—引起了石墨火。这火灾令放射性物质扩散和污染更广的区域。
由于目击者的报告和站内纪录不一致,有一些争论认为确实的事件是发生在当地时间1点22分30。最后共同同意的版本被描述在上面。根据这种理论,第一次爆炸发生了在大约1点23分47秒,操作员在七秒以后命令了“紧急停堆”。事故伤害
事故共造成31名消防人员死亡,数千人受到强核辐射,数万人撤离。保守估计苏联共花费了180亿美元,以及50万军民处理此事件,但是现在看来事故对环境的负面影响无法估量!