切爾諾貝利核電站位于烏克蘭北部.doc

切爾諾貝利核電站位于烏克蘭北部，距首都基輔只有140公里，它是原蘇聯(lián)時期在烏克蘭境內(nèi)修建的第一座核電站。曾幾何時，切爾諾貝利是蘇聯(lián)人民的驕傲，被認(rèn)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(yīng)堆在進(jìn)行半烘烤實驗中突然發(fā)生失火，引起爆炸，據(jù)估算，核泄漏事故后產(chǎn)生的放射污染相當(dāng)于日本廣島原子彈爆炸產(chǎn)生的放射污染的100倍。爆炸使機組被完全損壞，8噸多強輻射物質(zhì)泄露，塵埃隨風(fēng)飄散，致使俄羅斯、白俄羅斯和烏克蘭許多地區(qū)遭到核輻射的污染。目錄事件回放 切爾諾貝利核電站簡介 事件經(jīng)過 后事 即時的影響 事故之后 1. 未來所需要的維修 2. 進(jìn)一步倒塌的后果永遠(yuǎn)的噩夢事件回放 切爾諾貝利核電站簡介 事件經(jīng)過 后事 即時的影響 事故之后 1. 未來所需要的維修 2. 進(jìn)一步倒塌的后果永遠(yuǎn)的噩夢 右圖為燃燒著的切爾諾貝利核電站四號機組 事件回放1986年4月26日當(dāng)?shù)貢r間1點24分，蘇聯(lián)的烏克蘭共和國切爾諾貝利（，Chernobyl）核能發(fā)電廠（原本以列寧的名字來命名）發(fā)生嚴(yán)重泄漏及爆炸事故。事故導(dǎo)致31人當(dāng)場死亡，上萬人由于放射性物質(zhì)遠(yuǎn)期影響而致命或重病，至今仍有被放射線影響而導(dǎo)致畸形胎兒的出生。這是有史以來最嚴(yán)重的核事故。外泄的輻射塵隨著大氣飄散到前蘇聯(lián)的西部地區(qū)、東歐地區(qū)、北歐的斯堪地維亞半島。烏克蘭、白俄羅斯、俄羅斯受污染最為嚴(yán)重，由于風(fēng)向的關(guān)系，據(jù)估計約有60%的放射性物質(zhì)落在白俄羅斯的土地。此事故引起大眾對于前蘇聯(lián)的核電廠安全性的關(guān)注，事故也間接導(dǎo)致了蘇聯(lián)的瓦解。蘇聯(lián)瓦解后獨立的國家包括俄羅斯、白俄羅斯及烏克蘭等每年仍然投入經(jīng)費與人力致力于災(zāi)難的善后以及居民健康保健。因事故而直接或間接死亡的人數(shù)難以估算，且事故后的長期影響到目前為止仍是個未知數(shù)。 到2006年，官方的統(tǒng)計結(jié)果是，從事發(fā)到目前共有4000多人死亡。但是綠色和平組織，基于白俄羅斯國家科學(xué)院的數(shù)據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，在過去20年間，切爾諾貝利核事故受害者總計達(dá)900多萬人，隨時可能死亡。因此，綠色和平組織認(rèn)為，切爾諾貝利核泄漏造成的死亡人數(shù)比官方統(tǒng)計的結(jié)果多了至少9萬人，這個數(shù)字是官方統(tǒng)計數(shù)字的20倍！ 死亡人數(shù)：9.3萬人 致癌人數(shù)：27萬人 經(jīng)濟(jì)損失：數(shù)千億美元 切爾諾貝利核電站簡介切爾諾貝利核電站(北緯51度23分14秒 東經(jīng)30度6分41秒)是位于烏克蘭普里皮亞季（，Pripyat），切爾諾貝利市西北11英里(18千米)，離烏克蘭與白俄羅斯邊界10英里(16千米)，及烏克蘭首都基輔（，Kiev）以北70英里(110千米)。核電站由四個反應(yīng)堆組成，每個能產(chǎn)生1千兆瓦特的電能(3千2百兆瓦特的熱功率)，核事故時四個反應(yīng)堆共提供了烏克蘭10%的電力。廠房的工程始于1970年代，1號反應(yīng)堆于1977年啟用，接著2號(1978年)、3號(1981年)、4號(1983年)亦相繼啟用。還有兩個反應(yīng)堆(5號及6號，每個能產(chǎn)生10億瓦特)在事故發(fā)生時仍在建造中。 廠房的四個反應(yīng)堆都是屬于同一類型，稱為RBMK-1000。 事件起因 關(guān)于事故的起因，官方有兩個互相矛盾的理論。第一個是在1986年8月公布，有效地令事故的指責(zé)只歸于核電站操作員。第二個則是發(fā)布于1991年，認(rèn)為事故由于壓力管式石墨慢化沸水反應(yīng)堆（簡稱RMBK）的設(shè)計缺陷引致，尤其是控制棒的設(shè)計。雙方的調(diào)查團(tuán)都被多方面游說，包括反應(yīng)堆設(shè)計者、切爾諾貝利核電站職員及政府?，F(xiàn)在一些獨立的專家相信兩個理論都并非完全正確。 另一個促成事故發(fā)生的重要因素是職員并沒有收到反應(yīng)堆問題報告的事實。根據(jù)AnatoliDyatlov-一名職員所述，設(shè)計者知道反應(yīng)堆在某些情況下會出現(xiàn)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(fā)電廠的訓(xùn)練和經(jīng)驗。他的總工程師Nikolai Fomin亦是來自一個常規(guī)能源廠。Anatoli Dyatlov, 3號和4號反應(yīng)堆的副總工程師只有“一些小反應(yīng)堆的經(jīng)驗”，VVER反應(yīng)堆的小版本即蘇聯(lián)海軍的核潛艇的設(shè)計。） 在細(xì)節(jié)中， 反應(yīng)器有一個危險高正面空系數(shù)。簡單地說，這意味著如果蒸汽氣泡形成在反應(yīng)器冷卻劑中，核反應(yīng)加速，如果沒有其它干預(yù)，將會導(dǎo)致逃亡反應(yīng)。更壞的話，在低功率輸出，這個其它因素未補償正面空系數(shù)，會使反應(yīng)器不穩(wěn)定和危險。反應(yīng)器在低功率的危險對工作人員是與預(yù)計相反和未知數(shù)。 反應(yīng)器的一個更加重大的缺陷是在控制棒的設(shè)計。在一個核反應(yīng)堆，控制棒被插入反應(yīng)堆以減慢核反應(yīng)。但是，在RBMK反應(yīng)堆設(shè)計，控制棒部分是空心的；當(dāng)控制標(biāo)尺被插入時，最初的數(shù)秒鐘冷卻劑被控制棒的空心外殼偏移了。因為冷卻劑（水）是中子吸收體，反應(yīng)堆的輸出功率實際上上升。這情況也是與預(yù)計相反，而反應(yīng)堆操作員亦不知情。 操作員粗心大意并違犯了規(guī)程，部分是由于他們未察覺反應(yīng)堆的設(shè)計缺陷。一些程序的不規(guī)則促成了事故發(fā)生。另一原因是安全干事和負(fù)責(zé)該夜實驗操作員之間的通訊不足。 重要注意的一點，是操作員關(guān)上了許多反應(yīng)堆的安全系統(tǒng)，除非安全系統(tǒng)發(fā)生故障，否則這是技術(shù)指南所禁止的。1986年8月出版的政府調(diào)查委員會報告，操作員從反應(yīng)堆核心至少拿去了204支控制棒（這類型的反應(yīng)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(qū)域使用少于15支控制棒。 事件經(jīng)過1986年4月25日，4號反應(yīng)器預(yù)定關(guān)閉以作定期維修。并決定在這場合作為測試反應(yīng)堆的渦輪發(fā)電機能力的機會，在電力損失情形下發(fā)充足的電供給反應(yīng)堆的安全系統(tǒng)動力（特別是水泵）。像切爾諾貝利，反應(yīng)堆有一對柴油發(fā)電鱗/url可利用作為待命，但并不能瞬間地起動反應(yīng)堆將因此被使用轉(zhuǎn)動渦輪，到時渦輪會從反應(yīng)堆分離和在自己的慣性之下力量轉(zhuǎn)動，而測試的目標(biāo)是確定當(dāng)發(fā)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(zhí)行成功（所有安全供應(yīng)起動）而結(jié)果是失敗的（那是渦輪產(chǎn)生了不足的力量在減少階段供給泵浦動力），但另外的改進(jìn)提示了對其它測試的需要。 為了在更安全、更低功率地進(jìn)行測試，切爾諾貝利4號反應(yīng)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，由于實驗開始的延遲時，反應(yīng)堆控制員太快地減低能量水平，實際功率輸出落到只有30百萬瓦特。結(jié)果，中子吸引而成的裂變產(chǎn)品氙-135增加了（這產(chǎn)品典型地在更大的功率情況下，在一臺反應(yīng)堆中消耗）。力量下落的標(biāo)度雖是接近由安全章程允許的最大限制，但員工組的管理者選擇不關(guān)閉反應(yīng)堆并繼續(xù)實驗。后來，實驗決定“抄捷徑”和只上升功率輸出到200 百萬瓦特。為了克服剩余氙-135的中子吸收，遠(yuǎn)多于安全章程數(shù)量的控制棒由反應(yīng)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(fā)電機推動的水泵起動了；水的流量由于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(jìn)一步增加需要手工撤除控制棒，導(dǎo)致一個極不穩(wěn)定和危險操作條件。 上午1點23分04秒，實驗開始了。反應(yīng)堆的不穩(wěn)定狀態(tài)在控制板沒有顯示任何情況，并且看起來所有反應(yīng)堆員工并未充分地意識到危險。水泵的電力關(guān)閉了，并且被渦輪發(fā)電機的慣性推動，水流的速度減低了。渦輪從反應(yīng)堆分離，反應(yīng)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(yīng)器的特殊設(shè)計有一個高正面空系數(shù)，意味著在沒有水時的中子吸收的作用使反應(yīng)堆的力量迅速地增加，并且在這種情況下，反應(yīng)堆操作變得逐漸變得不穩(wěn)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（“迅速緊急防御5”）按鈕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。這是否作為緊急措施，或只是簡單地在實驗完成時作為關(guān)閉反應(yīng)堆定期方法，并不清楚（反應(yīng)堆預(yù)定被關(guān)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(yīng)。另一方面，總工程師AnatolyDyatlov，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，集中化控制系統(tǒng)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，沒確定原因為什么命令了緊急停堆。并沒有需要尋找原因。反應(yīng)堆簡單地在實驗完成時被關(guān)閉?！?由于控制棒插入機制（18至20秒的慢速完成），棒的空心部份和冷卻劑的臨時移位，逃走導(dǎo)致反應(yīng)率增加。增加的能量產(chǎn)品導(dǎo)致了控制棒管道的變形。棒在被插入以后被卡住，只能進(jìn)入管道的三分之一，因此無法停止反應(yīng)。在1點23分47秒，反應(yīng)堆產(chǎn)量急升至大約30 千兆瓦特，是十倍正常操作的產(chǎn)品。燃料棒開始熔化而蒸汽壓力迅速地增加，導(dǎo)致一場大蒸汽爆炸，使反應(yīng)器頂部移位和受破壞，冷卻劑管道爆裂并在屋頂炸開一個洞。為了減少費用，和它的體積太大，反應(yīng)堆以單一保護(hù)層方式興建。這令放射性污染物在主要壓力容器發(fā)生蒸汽爆炸而破裂之后進(jìn)入了大氣。在一部分的屋頂炸毀了之后，氧氣流入-與極端高溫的反應(yīng)堆燃料和石墨慢化劑被結(jié)合引起了石墨火。這火災(zāi)令放射性物質(zhì)擴(kuò)散和污染更廣的區(qū)域。 由于目擊者的報告和站內(nèi)紀(jì)錄不一致，有一些爭論認(rèn)為確實的事件是發(fā)生在當(dāng)?shù)貢r間1點22分30。最后共同同意的版本被描述在上面。根據(jù)這種理論，第一次爆炸發(fā)生了在大約1點23分47秒，操作員在七秒以后命令了“緊急停堆”。 后事爆炸發(fā)生后，并沒有引起蘇聯(lián)官方的重視。在莫斯科的核專家和蘇聯(lián)領(lǐng)導(dǎo)人得到的信息只是“反應(yīng)堆發(fā)生火災(zāi)，但并沒有爆炸”，因此蘇聯(lián)官方反應(yīng)遲緩。在事故后48小時，一些距離核電站很近的村莊才開始疏散，政府也派出軍隊強制人們撤離。當(dāng)時在現(xiàn)場附近村莊測出了是致命量幾百倍的核輻射，而且輻射值還在不停地升高。但這還是沒有引起重視。專家寧愿相信是測量輻射的機器故障也不相信會有那么高的輻射?？墒蔷用癫]有被告知事情的全部真相，這是因為官方擔(dān)心會引起人民恐慌。許多人在撤離前就已經(jīng)吸收了致命量的輻射（若能立即撤離，則可大幅減少受害者數(shù)量及程度）。 事故后3天，莫斯科派出的一個調(diào)查小組到達(dá)現(xiàn)場，可是他們遲遲無法提交報告，蘇聯(lián)政府還不知道事情真相。終于在事件過了差不多一周后，莫斯科接到從瑞典政府發(fā)來的信息。此時輻射云已經(jīng)飄散到瑞典。蘇聯(lián)終于明白事情遠(yuǎn)沒有他們想的那么簡單。 之后數(shù)個月，蘇聯(lián)政府派出了無數(shù)人力物力，終于將反應(yīng)堆的大火撲滅，同時也控制住了輻射。但是這些負(fù)責(zé)清理的人員也受到嚴(yán)重的輻射傷害；原因之一為遙控機器人的技術(shù)限制，加上嚴(yán)重輻射線造成遙控機器人電子回路失效，因此許多最高污染場所的清理仍依賴人力。 即時的影響由原子爐熔毀而漏出的輻射塵飄過俄羅斯、白俄羅斯和烏克蘭，也飄過歐洲的部份地區(qū)，例如：土耳其、希臘、摩爾多瓦、羅馬尼亞、立陶宛、芬蘭、丹麥、挪威、瑞典、奧地利、匈牙利、捷克、斯洛伐克、斯洛文尼亞、波蘭、瑞士、德國、意大利、愛爾蘭、法國(包含科西嘉)和英國。在最早發(fā)生意外的時候，有人認(rèn)為切爾諾貝利的核泄漏是來自瑞典而不是俄國， 事故后，全歐洲受到核輻射的劑量示意圖1986年4月27日，瑞典Forsmark核電廠工作人員發(fā)現(xiàn)異常的輻射粒子粘在他們的衣服上，該電廠距離切爾諾貝利大約1100公里。根據(jù)瑞典的研究，內(nèi)容發(fā)現(xiàn)該輻射物并不是來自本地的核能電廠，他們懷疑是俄國核電廠出了的問題。當(dāng)時瑞典曾透過外交管道向蘇聯(lián)詢問，但未獲證實。另外，法國政府宣稱輻射塵只飄到德國及意大利的邊界。因為輻射塵的關(guān)系，意大利規(guī)定部份農(nóng)作物禁止人們食用，例如蘑菇。法國政府為了避免引發(fā)民眾的恐懼，所以沒有作出類似的測量。 切爾諾貝利災(zāi)難不只污染了周圍的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，它還借由氣流的幫助，因此能夠沒有規(guī)律地往外面散開。根據(jù)俄國及西方科學(xué)家的報告指出：掉落在俄國的輻射塵有60%在白俄羅斯。而由TORCH 2006的報告指出有一半的易揮發(fā)粒子掉落在烏克蘭、白俄羅斯、及俄羅斯以外的地方。在俄羅斯聯(lián)邦布良斯克（Bryansk）的南方極大的區(qū)域和烏克蘭北方的部份地區(qū)，都被輻射物質(zhì)污染。 意外發(fā)生后，馬上有203人立即被送往醫(yī)院治療，其中31人死亡，當(dāng)中更有28人死于過量的輻射。死亡的人大部份是消防隊員和救護(hù)員，因為他們并不知道意外中含有輻射的危險。為了控制核電輻射塵的擴(kuò)散，當(dāng)局立刻派人將135,000人撤離家園，其中約有50,000人是居住在切爾諾貝利附近的普里皮亞特鎮(zhèn)居民。衛(wèi)生單位預(yù)測在未來的70年間，受到512艾貝克輻射而導(dǎo)致癌癥的人，比例將會上升2%。另外，已經(jīng)有10人因為此次意外而受到輻射，并死于癌癥。 俄國科學(xué)家報告指出，切爾諾貝利4號機反應(yīng)爐總共有180至190噸的二氧化鈾以及核反應(yīng)產(chǎn)生的核廢料。他們也估計這些物質(zhì)大約有5%-30%流到外面。但根據(jù)曾經(jīng)到過石棺反應(yīng)爐做后續(xù)處理的清理人（例如Usatenko和Karpan博士）說反應(yīng)爐內(nèi)只剩大約5%-10%的物質(zhì)。反應(yīng)爐的照片里顯示了反應(yīng)爐完全是空的。因為大火引發(fā)的高溫，讓許多輻射物質(zhì)沖向大氣層高空，并向外四面八方擴(kuò)散。 在災(zāi)難中，負(fù)責(zé)復(fù)原及整理的工作人員，我們將他們稱為“清理人”。清理人在清理的過程中接受到非常高劑量的輻射。根據(jù)俄羅斯的估計，大約有300,000到600,000的清理人在災(zāi)變后的兩年內(nèi)，進(jìn)入離反應(yīng)爐30公里的范圍內(nèi)清除輻射污染物。 獎勵災(zāi)難調(diào)查員的蘇聯(lián)紀(jì)念章在被輻射污染的地區(qū)里，有許多小孩的輻射劑量高達(dá)50 戈雷（Gy）。這是因為他們在喝牛奶的過程中吸收了當(dāng)?shù)厣a(chǎn)而被輻射污染的牛奶，當(dāng)?shù)嘏Ｄ淌潜坏?131所污染，碘-131的半衰期為8天。許多研究發(fā)現(xiàn)白俄羅斯、烏克蘭及俄羅斯的小孩也罹患甲狀腺癌比例快速增加。根據(jù)日本原子彈爆炸的事后調(diào)查統(tǒng)計預(yù)期，在切爾諾貝利地區(qū)的白血病在未來的幾年內(nèi)將會增加。但直到目前為止，白血病病例的增加數(shù)量還不足以在統(tǒng)計學(xué)上推斷，并和輻射外泄有關(guān)。但是，事實證明了在切爾諾貝利地區(qū)里，畸形嬰兒的出生率的確是升高了，有調(diào)察顯示證實是由輻射災(zāi)難余后的輻射塵，所導(dǎo)致的結(jié)果。 事故之后切爾諾貝利電廠并沒有因為4號機組出問題而停止運作，只是封閉了電廠的4號機，并且用200米長的水泥與其他機組隔開，但由于缺乏能源，所以烏克蘭政府讓其他三個機組繼續(xù)運作。1991年在2號機組發(fā)生一場火警，烏克蘭政府當(dāng)局隨后宣布2號機組無法修復(fù)，并須終止運作。1996年11月，在烏克蘭政府與國際原子能總署的協(xié)議下，1號機組停止運作。2000年11月烏克蘭政府總統(tǒng)列昂尼德丹尼洛維奇庫奇馬，在一個正式典禮上關(guān)閉了3號機組的運作。至此，整個切爾諾貝利發(fā)電廠就停止發(fā)電，永遠(yuǎn)不再運作。 未來所需要的維修損毀的4號機組現(xiàn)正使用石棺水泥圍墻保護(hù)著以阻止輻射擴(kuò)散，但這并非是一個永遠(yuǎn)安全的做法。原因是在于當(dāng)時以工業(yè)遙控機器人搭建的石棺正在嚴(yán)重地變舊。如果石棺倒塌的話，有可能會導(dǎo)致機組釋放出有輻射性的塵埃。這些石棺脆弱程度連一陣小型的地震，或一陣強烈的大風(fēng)，都也可能引至其屋頂?shù)顾?。因此，?dāng)局曾經(jīng)研究出好幾種幫助圍墻的方案。 根據(jù)官方估計，發(fā)生事故后的反應(yīng)爐內(nèi)大約還有95%的燃料（180公噸），該批燃料的總放射性達(dá)約1800萬Ci（670 PBq）. 現(xiàn)時殘留在內(nèi)的放射性物質(zhì)已經(jīng)硬化成陶瓷狀物質(zhì)。它們主要在事故發(fā)生初期時，反應(yīng)堆的核心碎片能在反應(yīng)爐內(nèi)四處流竄，并且和其他灰塵和熔巖狀的“燃料覆蓋物質(zhì)”（fuel-containing materials, FCM）構(gòu)成?，F(xiàn)時仍不能夠確定這些陶瓷狀物質(zhì)何時會延緩釋放放射性物質(zhì)。 透過秘密的估計，在該核電廠里有至少有4公頓的放射性塵埃。不過，最新的估計已經(jīng)調(diào)查了關(guān)于燃料的數(shù)量，并保持在反應(yīng)堆中的份量。一些估計指出，現(xiàn)在安置在燃料反應(yīng)堆內(nèi)的總數(shù)量，大約只有原先燃料的70%。由于爆炸，國際原子能機構(gòu)因此失去了那5%的燃料。而且，一些清算人估計原先的燃料5 V10%，只裝在這個石棺里面。 至于其他方面，水繼續(xù)漏入反應(yīng)爐。在整個反應(yīng)堆大樓內(nèi)，被淹沒的環(huán)境散播出放射性物質(zhì)。而反應(yīng)堆大樓的地下室，同時也緩慢地充滿被核燃料所污染的物質(zhì)，并且釋放出有放射性的廢物水。雖然已經(jīng)修補了在屋頂上形成的洞口，但是該洞口也只能夠