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切尔诺贝利核电站是怎么爆炸的

摘要: 值此切尔诺贝利核电站事故25周年纪念日之时,全球悼念切尔诺贝利核事故遇难者的同时,密切关注同为7级、尚未完全控制的日本福岛核事故,并反思核电该何去何从。特转载此文。 切尔诺贝利核电站是怎么爆炸的又是怎么 ...

值此切尔诺贝利核电站事故25周年纪念日之时,全球悼念切尔诺贝利核事故遇难者的同时,密切关注同为7级、尚未完全控制的日本福岛核事故,并反思核电该何去何从。特转载此文。

人们点燃蜡烛纪念在切尔诺贝利核事故中英勇献身的消防员

切尔诺贝利核电站是怎么爆炸的又是怎么善后的

    现在来预测福岛核电站事故的最终影响,还为时过早。让我们暂时回到20年前,来看看前苏联切尔诺贝利核电站事故发生后的情况。

  切尔诺贝利核电站是前苏联的第一座核电站,它是前苏联技术和工业的象征,离基辅市区104公里,所发的电供基辅市200多万居民使用。它有4个核反应堆,4号反应堆最新,运行仅有3年。

  核电站发电的原理(略)

  核电站最主要的设备有4个:核反应堆、汽包、水泵和汽轮机。

  核反应堆就好比一个大高压锅,里面盛了很多水。水里竖着一束束的燃料棒,即铀棒。铀棒每时每刻都在发生核裂变,产生大量的热,将周围的水烧开,变成蒸汽。

  蒸汽通过汽包,最后带动汽轮机运转发电。而汽轮机发的电,带动主水泵,主水泵往核反应堆注水,防止核反应堆过热,同时产生蒸汽……如此循环,这是核电站发电的原理。

  原理听起来很简单,其实这需要一种非常精巧的平衡:铀棒在不断产生热量,如果进入反应堆的水太多,水来不及汽化,产生的蒸汽太少,汽轮机就不能正常运转。进入的水太少,反应堆会过热,有爆炸危险。

  水量的控制,由水泵完成。而铀棒裂变的速度,由控制棒来控制。

  控制棒吊在核反应堆的水面上方,可以提升和放下。当控制棒插入水里与铀棒接触时,控制棒吸收铀棒放射出的中子,从而控制铀棒核反应的速度。

  插得越深,铀棒核反应的速度越慢,产生的蒸汽也越少。

  同样的,当控制棒提得越高,铀棒核反应的速度越快,产生的蒸汽量也越大,汽轮机运转得也越快,表现出来,就是发电量越大。

  切尔诺贝利核电站是怎么爆炸的?

  1986年4月26日凌晨,在切尔诺贝利核电站上夜班的年轻工程师们接到一项任务,对4号反应堆进行安全测试:模拟一旦汽轮机出现故障停止运转,核电站是否还有足够的电能控制铀棒的核反应速度,以及在主水泵无法使用的情况下,备用水泵能否将足够的冷却水,引入到核反应堆,防止核反应堆过热。

  这是一项难度并不很高的测试,1号、2号、3号反应堆已进行过多次这样的测试,但4号反应堆还没做过。

  这项测试主要由三个年轻工程师担任,控制核反应堆的列昂尼德、控制水泵的鲍里斯和控制汽轮机的尤里卡尼,他们分别在不同的控制室。

  这项测试原本放在白天进行,白天有更多的高级工程师在场,但白天测试会影响基辅的用电,所以临时改到了半夜。

  测试开始后,控制核反应堆的列昂尼德,首先将一些控制棒插入水里,以减少蒸汽量,从而减少功率。

  开始一切正常,但20分钟后,核反应堆的功率突然快速下降,产生的蒸汽远远少于正常量,列昂尼德连忙将一些控制棒从水里拔出。

  控制水泵的鲍里斯也开始了测试,他关闭了主水泵,启动了两个备用水泵。

  他也遇到了同样的问题:水泵开得太大了,进入反应堆的水太快太多了,这使得经过铀棒的水来不及汽化,核反应堆产生的蒸汽更少了。

  为了让汽轮机获得足够多的蒸汽,鲍里斯决定把水注入汽包。汽包内水量的多少,可以调节蒸汽的压力,从而影响汽轮机的正常工作。

  但他送入汽包的水同样太多了,多余的水进入了反应堆,使得反应堆产生的蒸汽量进一步减少。

  温度飙升了100倍

  此时,控制核反应堆的列昂尼德发现了异常,为了让蒸汽量恢复到正常水平,他继续从水里拔出控制棒。

  4号反应堆总共有211根控制棒,核安全操作准则规定,控制棒在水里的数量绝对不能少于26根,但列昂尼德认为别无选择,他只保留了6根,其余的全部拔出。

  205根铀棒同时发生核裂变,反应堆内的温度迅速上升。

  这时,进入反应堆的水量就非常关键,必须要有足够的水,才能冷却铀棒,让反应堆内的温度维持在正常水平。

  糟糕的是,控制水泵的鲍里斯和控制反应堆的列昂尼德之间的联系中断了,鲍里斯并不知道列昂尼德将几乎所有的控制棒都拔了出来,他切断了水源。

  仅几分钟,没有足够冷却水的核反应堆内的温度就超出了正常的100倍,局面变得无法控制。

  1986年4月26日凌晨1点多,切尔诺贝利核电站的4号反应堆发生爆炸,爆炸产生的冲击力将反应堆上面重达2000吨的钢顶掀开,80吨重的高放射性燃料被抛向空中。

  消防员死伤大半

  4分钟后,核电站的消防员赶到现场。经过4个小时战斗,大火在凌晨5点多被扑灭,参与灭火的69名消防员,其中31人直接死于核辐射,其他的也都得了急性放射性综合征。

  据后来接受采访的消防队长说,开始他们并不知道这是一起严重的核泄漏事故,还以为是一起普通的火灾。

  爆炸一天后,旁边小镇居民撤离

  切尔诺贝利核电站的员工和家属共数万人,都住在离核电站仅3公里远的一个小镇上,刚开始,他们并不知道事态的严重性。

  36个小时后,他们接到通知,全部撤离。下午2点通知下来,到下午5点,小镇就变成了一座空城。由公共汽车和卡车组成的车队绵延15公里。

  直到现在,这座小镇仍是一座空城。

  为防止核燃料进入地下水

  反应堆下面临时铺上混凝土板

  爆炸发生两天后,切尔诺贝利核电站的放射性尘埃落到了欧洲境内,10天后,放射性浮云扩散到了美国和日本等国家,当时各国一片恐慌。

  为了阻止放射性物质进一步扩散,前苏联出动了1800架次直升机,往4号反应堆里空降了5000吨化学物质,用来吸收辐射物质。

  不过当时苏联当局最担心的还不是尘埃,而是担心核燃料烧穿核反应堆的底壳,进入地下水,那将是灾难性的——104公里远、200万人口的基辅也将不保。

  为了搞清楚底壳到底有没有被烧穿,核电站派人冒死进入爆炸后的核反应堆底部查看情况,结果情况还好,底壳没有烧穿。

  多年以后,这名勇士接受采访时说,当时他真的不愿意下去,但没办法。

  不过当局还是不放心,担心以后会烧穿,他们决定在反应堆下面铺一层厚厚的混凝土板,将4号反应堆与地下水彻底隔开。

  400名矿工24小时轮班作业,用了半个月,在反应堆下面,挖出了一条168米长的隧道,混凝土板安装到位。

  4号反应堆最终被埋了起来

  在反应堆残骸里,还有200吨铀和1吨更致命的钚在混凝土板上方,自然情况下,它的辐射危害会持续很多年。

  当局认为,夜长梦多,最好的办法是围绕整个4号反应堆建造一个巨大的混凝土墓,将这些残渣永远埋在下面。

  这项工作交给了军队。

  士兵们穿着重达30公斤重的防辐射铅服,先将地面上的爆炸残骸扔回到4号反应堆坑里。每个人只工作三分钟,但这也已经让他们受了很强的核辐射。据说,这次行动大大缩短了数千名士兵的生命。

  206天后,4号核反应堆的屏蔽罩工程才完工,200吨的铀和1吨的钚,被永远埋在了混凝土墓下面。

  切尔诺贝利核电站

  此后又运行了15年

  4号核反应堆爆炸事故发生后,周围30公里的无人区被设为管制区,禁止普通民众前往,至今还没有开放。

  尽管这里太危险,不能居住,但考虑到当时全国用电紧张,而1号、2号、3号反应堆都是安全的,所以在4号核反应堆的屏蔽罩工程完工后,核电站的工作人员,又回到了原来的工作岗位,每天坐车进入管制区,这些人中也包括当时控制4号核反应堆的列昂尼德、控制水泵的鲍里斯和控制汽轮机的尤里卡尼。

  因为事故调查委员会认为,这起事故的主要原因是核电站的管理混乱造成的,与工程师的操作没有直接关系,所以3人没有吃官司。

  此后,切尔诺贝利核电站又继续运行了15年,直到2000年12月,才终于永久性地被关闭。

  为了确保灾难不会重演,前苏联修改了与切尔诺贝利核电站设计相近的核反应堆。各个国家后来新建的核反应堆,也吸取了切尔诺贝利核电站事故的教训,减少了操作工犯错的可能性,安全性也变得更高。

  日本福岛核电站会不会是第2个切尔诺贝利核电站?

  按照国际原子能机构“国际核事件分级表”的规定,核安全事件从低到高,分为7级,其中1级至3级为事件,4级至7级为事故。级别每提高一级,代表影响扩大10倍。

  切尔诺贝利核电站的事故等级为最高级的“7级”。

  截至昨晚,日本原子能安全保安院仍将福岛核电站的事故等级定为4级,即有局部危害。但法国、美国一些机构则认为,情况可能要糟得多。

  据日本共同社称,负责监控世界核相关活动的美国智库“科学与国际安全研究所(ISIS)”15日就福岛第一核电站事故发表观点,称“情况已相当严重”,指出此次事故已接近“6级”,甚至可能会上升至与切尔诺贝利核电站事故相同的“7级”。

  不过哪怕真到了7级,我们也不用太恐慌,距离是对核辐射最有效的防护伞。日本离我们有1000多公里远呢。想当年,切尔诺贝利核电站爆炸后,仅把周围30公里设为管制区,对104公里外的基辅人民的生活基本没影响,甚至在苏联解体后(1991年),基辅还成为了乌克兰的首都。想想看,如果辐射真的那么可怕,哪个敢把首都设在那里呀。
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本文作者
2011-11-15 20:57
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