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原因分析
关于事故的起因,官方有两个互相矛盾的解释。第一个于
1986
p>
年
8
月
公布,完全
把事故的责任推卸给核电站操纵员。第二个则发布于
1991
年
,
该解释认为事故是由于压力管式石墨慢化沸水反应堆(
RBM
K
)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在内。
< br>
另一个促成事故发生的
重要因素是职员并没有收到关于反应堆问题报
告。根据
Anat
oli
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,但蓄意将其隐瞒。这种情况是因为厂房主管基本由不具备
RBMK
资格的员工组成造成的:厂长
V.P
. Bryukhanov
,只具有燃煤发电厂
的训练经历和工
作经验,基本上是负责政战的主管,事发半夜演习时并不
在场,但主导演习的副厂长是核
能专业。他的总工程师
Nikolai Fomin
亦
是来自一个常规能源厂。
3
号和
4
号反应堆的副总工程师
Anatoli
Dyatlov
只有“一些小反应堆的经验”。
第二个“有缺陷的设计之解释”是由
Valeri Legas
ov
于
1991
所公布,
把事故的原因归咎于
RBMK
反应堆设计的缺陷,特
别是由于控制棒的缺陷。
反应堆有一个危险的空泡系数
(void coefficie
nt)
。空泡系数是一种
衡量反应堆安全程度的数据,用于测量
水冷却剂中蒸汽汽泡的形成与增加
对于反应堆的影响。大部分的反应堆设计会在水温升高
时产生较少的能量。
这是因为如果冷却剂含有蒸汽气泡,则能被减速的中子数量将会下降
。速
度快的中子一般不易造成铀原子的裂变,所以反应堆会产生较少的能量。
然而,切尔诺贝利的
RBMK
反应堆,使用固体石
墨当作中子慢化剂来降低中
子的速度
[8]
,且用吸收中子的轻水来冷却核心。因此尽管水中有蒸汽汽泡
产生,仍有大量中子被
慢化。此外,因为蒸汽吸收中子不像水那样的容易,
因而增加
R
BMK
反应堆的温度,就会有更多的中子能够铀原子裂变,增加反
应堆的能量输出。这种设计导致
RBMK
在低功率时非常不稳
定,在温度上升
时存在输出能量在短时间内达到危险水平的倾向。这对于工作人员而言是
难以理解和预见的。
在这个系统中更重大的缺陷是控制棒的设计。在控制反应堆时
,操纵
员通过将控制棒插入反应堆来降低反应速度。在
RBMK
反应堆的设计中,控
制棒的尾端是由石墨组成,延伸部份(在尾
端区域超出尾端的部份,大约
是一米或三英呎长度)中空且充满水;而控制棒的其他部份
由碳化硼制成,
是真正具有吸收中子能力的部分。因为这种设计,当控制棒一开始插入反
应堆的时候,石墨端会取代冷却剂,反而大大地增加了核分裂的反应速度,
因为石墨能够吸收的中子比沸腾的轻水少。因此一开始插入控制棒的前几
秒钟
,反应堆的输出功率反而会增加,而不是预期的降低功率。反应堆操
纵员对于这一特点也
不知晓,且无法预见。
水的管道垂直地穿过堆芯,当水温增加时水位将会上升,在核心之中
产
生温度的梯度效应。如果在顶端的部份已经完全地变为蒸汽,则效应会
更恶化。因为顶端
部份此时已无法被足够冷却,且反应会明显增强(相反
地,
CA
NDU
反应堆设计中,水的管道水平地穿过核心,相邻的管道则是相反
< br>方向的流向,因此核心部分的水温变化较小)。
因为反应堆有巨大的体积,所以,为了降低成本,建造电厂时
反应堆
周围并没有建筑任何作为屏障用的安全壳。这使得蒸汽爆炸造成反应堆破
损后,放射性污染物得以直接进入环境之中。
反应堆已经持续运转超过一年以上
,储存了核裂变的副产物。这些副
产物增强了不受控制的反应,使事故更难以控制。
p>
当反应堆
温度过热,设计的缺陷使得反应堆容器变形、扭曲和破裂,
使得插入更多的控制棒变得不
可能。
值得注意的一点是操纵员闭锁了许多反应堆的安全保护系统——除非
安全保护系统发生
故障,否则是技术规范所禁止的。
1986
年
8
月出版的政府调查委员会报告指出,操纵员从反应
堆堆芯抽
出了至少
204
枝控制棒(这
类型的反应堆共需要
211
枝),留下了七枝,
而技术规范是禁止
RBMK-1000
操作时在核心区
域使用少于
15
枝控制棒的。
后续处理
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
发生爆炸的四号反应堆及覆盖在上面的石棺
< br>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
于明白事情远比他们想的严重。
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。
苏联政府把爆炸反
应堆周围
30
公里半径范围划为隔离区,撤走所有居
民,用铁丝网围了起来,入口设有检查站,隔离区内只有定期换班的监测
人
员与切尔诺贝利核电站其它三个还在发电的核反应堆
在切尔诺贝利附近被遗弃村庄普里皮亚特
工作人员。特别是与爆炸的四号反应堆在同一主厂房建筑物内,两座反应
堆中间共用
排放放射性废气高烟囱的三号反应堆,又正常工作了
19
年。事
故二十周年后,四号反应堆的石棺外表面的照射度仍有
750<
/p>
毫伦琴,远高
于
20
毫伦琴的安全值,加固石棺的焊接工人工作两个小时就要轮换。隔离
区内的平均照射
度仍大于
100
毫伦琴。
隔离区以外是较重污染的撤离区,
平均照射度在
60
毫伦琴左右,
个别地
方可达
150-200
毫伦琴。再往外是轻度污染的准撤离区,
平均照射
度在
30
毫伦琴。
主要影响
国家影响
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
< br>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
、
< br>丹麦
、
挪威
、
< br>瑞典、
奥地利
、
匈牙利
、
捷克
、
斯洛伐克
p>
、
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
< br>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
p>
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
< br>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
(
Bryans
k
)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。
苏联当局在事件发生之后
36
小时,就
开始疏散住在切尔诺贝利反应堆周围的居
民。
在
1986
年
5
月,
即事件发生后一个月,
约
116,000
名住在核子厂方圆
30
公里
(相
当于
18
英里)内的居民都被
疏散至其他地区。因此,这个地区经常会被称为疏散区
域(
Zo
ne
of
alienation
)
。然而辐射所影响的范围其实能散播至超过方圆
30
公里外的
地方。
核
电
p>
厂
爆
炸
事
故
对
切
尔
诺
贝
利
居
< br>民
造
成
的
长
期
影
响
一
直
备
受
争
p>
议
,
有
超
过
300,000
人脱离了灾难的威胁,但仍然
有数百万人继续居住在污染区内。然而,那些
受到低剂量辐射所影响的人,几乎没有死亡
率增加、癌症或先天缺陷的症状。但是仍
不能够确定其原因与放射性污染的关联。同时,
前苏联当局在灾难中设置了障碍:科
学研究也许因为缺乏民主的透彻性而受到限制。在白
俄罗斯、一个受官方质疑的科学
家
Yuri
< br>Bandazhevsky,
,因为错误评估切尔诺贝利核电厂的马力(
1000
Bq/kg
)
,而
被国家监控组织所拘留。
食物限
制
1986
年
4
月,一些欧洲国家(除法国以外)已经强制实行食物限制,
特别是菌类和牛奶。在灾难
过后
20
年,主要限制制造、运输、消费过程中来自切尔
诺贝利放射性尘埃的的食物污染、尤其是对铯
-137
指标的控制,以防止它们进入人类
的
食物链
。在瑞典和芬兰的部分地区,部分肉类产品受到监控,包括在自然和接近自
然环境下生活的羚羊等等。在德国,奥地利,意大利,瑞典,芬兰,立陶宛和波兰的
某些
地区,野味〔包括野猪、鹿等〕
,野生蘑菇,浆果以及从湖里打捞的食肉鱼类的
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