切尔诺贝利核泄漏事件原因(史上最严重的核污染事件)

1986年4月26日,切尔诺贝利的第四号反应堆发生了爆炸,整个世界都笼罩在一片阴云之中。如果灾难没有被及时制止,欧洲很有可能就会变成一片不毛之地。切尔诺贝利为何会发生爆炸?这到底是天灾还是人祸?

切尔诺贝利核电站采用的,是一种叫做石墨慢化沸水反应堆,关于核反应的原理这里不再赘述,感兴趣的观众可以自行在网上查找。那天凌晨工作人员正在进行一个测试,在核电站缺乏足够电力的情况下,应急供电系统是否能够保证反应堆的安全。而这个检查的重点则是,用来控制冷却水进入反应堆的水泵,能否在控制棒完全插入反应堆的前后,将里面源源不断产生的热量带走。

切尔诺贝利核泄漏事件原因(史上最严重的核污染事件)

但是用作发电的柴油机仍有一分钟的启动时间,在这段时间里如果不能及时处理产生的高温,那么对于整个核电站来说依旧非常危险。于是当时有人提出了一个方案,在柴油发电机启动的这段时间里,反应堆将使用涡轮转动的惯性提供能源,以达到弥补这一分钟的时间空挡。虽然这方法看上去是有效的,并且在当时的其他三个反应堆都已经试验成功,但是在第四号反应堆上的试验已经失败了三次,而4月26日即将进行第四次试验。

切尔诺贝利核泄漏事件原因(史上最严重的核污染事件)

1986年4月25日,工作人员为了试验可以更加安全地进行,他们首先把反应堆的运行功率持续下调,用来模拟核电站断电的状态,从而检测涡轮是否可以弥补那一分钟的时间空档。但这时基辅的一个小型发电站突然故障,导致城市出现了供电紧张的局面。所以当地就紧急通知切尔诺贝利先暂停试验,等26号凌晨用电量减少时再进行测试。虽然当时的厂长布卡诺夫答应了这个要求,但反应堆这时却只维持了一半的反应功率,这也导致了两个比较重要的问题。一是切尔诺贝利晚上的时候,只有一些经验不是很丰富的员工值班,虽然也会有一两个技术骨干进行监督,但总的来说还是要年轻人进行操作。二是在反应堆在半功率的工作状态下,其中会产生巨量的氙135,从而给反应堆带来氙中毒的巨大影响。

切尔诺贝利核泄漏事件原因(史上最严重的核污染事件)

4月26日凌晨1点钟,在代理总工迪亚特洛夫的指挥下,反应堆正式开始了关停试验。操作员也开始大幅降低反应功率,但这也让反应堆内部的氙135浓度大幅上升,核电站的功率随后下降到了完全范围之外。这个时候正确的处理办法是关停整个反应堆,直到里面的氙135彻底衰变消失。但是总指挥迪亚特洛夫并不接受这个建议,他让操作人员拔出所有的控制棒恢复功率。为了防止安全系统影响实验效果,他还直接将警报系统全部关闭,将之后的操作完全变为人工控制。由于反应堆中的氙浓度实在太高,导致功率恢复的速度极为缓慢,最终也只是恢复到了2亿瓦。迪亚特洛夫见反应堆迟迟没有恢复,他便决定就在此功率下继续试验。

这时反应堆中的水因为高温产生了大量气泡,这反而加剧了里面的核反应。再加上此时氙135的浓度开始下降,这让核电站的功率开始急剧上升。反应堆里面产生的反应已经不受控制,这时工作人员按下了紧急按钮,所有的控制棒一同插入了整个反应堆中,希望以此来控制核反应的继续。这本来是一个十分正常的操作,却不料变成了整个灾难的开始。

切尔诺贝利核泄漏事件原因(史上最严重的核污染事件)

因为控制棒的底端有一段很长的石墨,石墨在反应中被是一种慢化剂,但并不是我们认为的慢化各种反应。由于主要物质铀235更容易俘获慢速中子,但其发生裂变后发射出来的中子速度过快,大部分都会被周围的铀238俘获,从而影响整个裂变反应。但是通过石墨的中子将会被减速,成为铀235容易俘获的慢速中子,所以它虽然被称为慢化剂,但实则是用来加速反应的一种物质。但可惜的是当时没人意识到这一点,直接就将所有的控制棒全部插入反应堆。由于顶部石墨进行的慢化反应,使得铀235产生了巨量的裂变反应,反应堆的运行功率一下上升了百亿瓦。大量汽化的水将反应堆挤压变形,控制棒就这样被卡在了中间无法继续插入,而顶端的石墨与反应堆急剧反应,产生的超高温度将整个堆芯瞬间融化,堆顶被产生的大量蒸汽冲破。接触到氧气的反应堆产生了巨大的爆炸,带有放射性的石墨被释放进了大气中,整个世界将面对一次前所未有的灾难。

切尔诺贝利核泄漏事件原因(史上最严重的核污染事件)

切尔诺贝利核泄漏事件原因(史上最严重的核污染事件)

现在看来这个灾难主要是人为因素,但是控制棒和核电站应急系统的设计,同样也要为此负责。在切尔诺贝利发生了爆炸之后,苏联又是如何进行干预和处理的?这些内容我么下期为您一一揭晓。

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