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  • 1 # 核先生科普

    在人類和平利用核能的幾十年中,踩了三次“急剎車”,分別是前蘇聯切爾諾貝利核事故、美國三里島核事故以及日本福島核事故。這三次核事故不僅是對於本國核工業重大的經驗教訓,也為世界核工業敲響了警鐘。

    1986年4月26日凌晨1點23分,位於烏克蘭普里皮亞季鄰近的切爾諾貝利核電廠的第四號反應堆發生了爆炸,這次爆炸不是核爆炸,而是壓力高導致的物理爆炸,就像家裡的高壓鍋安全閥壞道後還一直加熱,最終壓力高爆炸是一個原理。

    強大的衝擊波衝開反應堆廠房頂部,包括核燃料和石墨慢化劑等高放射性物質隨著爆炸波衝出,造成大量放射性物質外洩,直接死亡人數53人,切爾諾貝利 2000億美元。

    事故回顧:

    當時要進行的一個實驗:在停堆情況下,依靠汽輪機惰轉帶動發電機來供應廠用電必要負荷運轉的實驗,如果實驗成功,就準備在新機組中使用。在停堆前需要將反應堆功率降低,為了做這個實驗實驗人員違反規程閉鎖了一系列保護,如閉鎖主汽門全關後反應堆停堆,將餘熱匯出系統退出熱備,由於電網方面的原因,推遲了實驗,低功率下運行了更長的時間,在總工的指揮下又出現了一些人為失誤,導致反應堆功率進一步下降,功率下降,碘積累,進入“碘坑”,功率不受控繼續下降,為了維持功率,操縱員違反規程解除了控制棒聯鎖保護,強行將堆內剩餘的控制棒提升以維持實驗所需功率,這種堆型規程要求至少要保留30根控制棒,然而最後提的只剩下6根控制棒在堆芯。這為後續的安全停堆留下了極大隱患。

    事故原因:

    三不放過中強調沒有查清原因,事故堅決不放過,縱觀本次事件,有以下幾個原因:

    人員資質:實驗人員並不具備操作大型反應堆的資格,總工也是來自常規電站,並不熟悉反應堆操作。

    違反技術規格書:反應堆執行過程中並不是憑著操縱員的經驗在操作,每一步操作都要有依據,這個依據在設計初期或者實驗得出,尤其設計安全問題,需要嚴格限定。

    低功率下出現正的空泡係數。反應堆失去固有的穩定性,本來如果冷卻劑溫度偏高,正常是負的空泡係數,當溫度高時,會自動降低功率,使得反應堆引數穩定。

    設計缺陷:這條剛開始公佈事故原因時,前蘇聯並沒有承認,後續事故報告分析如下:

    切爾諾貝利核電站4號反應堆裝有211組控制棒。其中199組控制棒由碳化硼吸收棒和石墨擠水棒兩部分組成。當棒處於最高位置時,這些棒就全部抽離了堆芯,並距堆芯頂部200mm。控制棒的最大插入速度是0.4m/s,控制棒完全插入堆芯約需18秒鐘,這種插棒速度難以跟蹤反應性瞬變。 控制棒下端是石墨棒(石墨是慢化劑),當控制棒提到上限時,石墨棒對稱地處於堆芯中間,上下各有1.2m高的水。在動力驅動插棒過程中,石墨擠走堆芯底部的冷卻水,急劇增大堆下部正反應性,堆芯下部功率快速上升而不是下降,此即正剎車效應,即由控制棒設計缺陷所致。

    切爾諾貝利使用的是RBMK-1000型石墨慢化清水堆,之後將在建的同類型9臺機組都做了設計變更,消除了設計缺陷。

  • 2 # FriedrichWang

    關於事故的起因,官方有兩個互相矛盾的解釋。第一個於1986年8月公佈,完全把事故的責任推卸給核電廠操作員。第二個則發布於1991年,該解釋認為事故是由於壓力管式石墨慢化沸水反應爐(RBMK)的設計缺陷導致,尤其是控制棒的設計。雙方的調查團都被多方面遊說,包括反應爐設計者、車諾比核電廠職員及政府在內。

    另一個促成事故發生的重要因素是職員並沒有收到關於反應爐問題報告。根據四號機總工程師阿那託利·迪亞洛夫所述,設計者知道反應爐在某些情況下會出現危險,但蓄意將其隱瞞。這種情況是因為廠房主管基本由不具備RBMK資格的員工組成造成的:廠長V.P. Bryukhanov,只具有燃煤發電廠的訓練經歷和工作經驗,基本上是負責政戰的主管,事發半夜演習時並不在場,但主導演習的副廠長是核能專業。他的總工程師尼可萊·佛民亦是來自一個常規能源廠。4號機的代理總工程師阿那託利·迪亞洛夫只有「一些小反應爐的經驗」。

    第二個「有缺陷的設計之解釋」是由Valeri Legasov於1991所公佈,把事故的原因歸咎於RBMK反應器設計的缺陷,特別是由於控制棒的缺陷。

    反應器有一個危險的空泡係數(void coefficient)。空泡係數是一種衡量反應器安全程度的資料,用於測量水冷卻劑中蒸氣汽泡的形成與增加對於反應器的影響。大部分的反應器設計會在水溫升高時產生較少的能量。這是因為如果冷卻劑含有蒸汽氣泡,則能被減速的中子數量將會下降。速度快的中子一般不易造成鈾原子的分裂,所以反應器會產生較少的能量。然而,車諾比的RBMK反應器,使用固體石墨當作中子緩和劑來降低中子的速度[9],且用吸收中子的輕水來冷卻核心。因此儘管水中有蒸氣汽泡產生,仍有大量中子被減速。此外,因為蒸氣吸收中子不像水那樣的容易,因而增加RBMK反應器的溫度,就會有更多的中子能夠分裂鈾原子,增加反應器的能量輸出。這導致RBMK的設計在低水位時非常不穩定,在溫度上升時存在輸出能量在短時間內達到危險水平的傾向。這對於工作人員而言是難以理解和預見的。在這個系統中更重大的缺陷是控制棒的設計。在反應時,控制員透過將控制棒插入反應爐的動作來減慢反應速度。在RBMK反應器的設計中,控制棒的尾端是由石墨組成,延伸部份(在尾端區域超出尾端的部份,大約是一公尺或三英呎長度)中空且注滿水。而控制棒的其他部份由碳化硼製成,是真正具有吸收中子能力的部分。因為這種設計,當控制棒一開始插入反應器時候,石墨端會取代冷卻劑,反而大大地增加了核分裂的反應速度,因為石墨能夠吸收的中子比沸騰的輕水少。因此一開始插入控制棒的前幾秒鐘,反應器的輸出功率反而會增加幾百以至幾千倍,而不是預期的降低功率。反應爐操作員對於該點也不知曉,且無法預見。水的管道垂直地穿過爐心,當水溫增加時水位將會上升,在核心之中產生溫度的梯度效應。如果在頂端的部份已經完全地變為蒸氣,則效應會更惡化。因為頂端部份此時已無法被足夠冷卻,且反應會明顯增強。(相反地,CANDU反應器設計中,水的管道水平地穿過核心,相鄰的管道則是相反方向的流向,因此核心部分的水溫變化較小)因為反應器有巨大容積,所以為了降低成本,建造電廠時反應爐周圍並沒有建構任何圍阻體。這使得蒸氣爆炸使主要的反應爐壓力槽破損後,輻射性汙染物得以直接進入地球大氣層之中。反應爐已經持續運轉超過一年以上,儲存核分裂的副產物。這些副產物增強不受控制的反應,使事故更難以控制。當反應器過熱時,設計上的缺陷導致反應器容器變形、扭曲和破裂,最終導致不可能插入控制棒。

    值得注意的一點是操作員關上許多反應爐的安全系統——除非安全系統發生故障,否則這是技術指南所禁止的。

    1986年8月出版的政府調查委員會報告指出,操作員從反應爐核心拿去至少204枝控制棒(這型別的反應爐共需要211枝),留下7枝,而指南(上文提及)是禁止RBMK-1000操作時在核心區域使用少於15枝控制棒的。

  • 3 # 核電搬磚客

    發生時間:1986年4月26日發生地點:前蘇聯切爾諾貝利核電站(RMBK)概述:

    1986年4月26日,前蘇聯切爾諾貝利核電站發生了核工業屍上最嚴重的核事故。這次核事故不僅造成了大範圍的放射性汙染及較多的人員受到超劑量限制的照射,而且在政治、經濟和社會等方面,也造成了很大的影響和不良後果。前蘇聯及蘇聯解體後的俄羅斯聯邦、白俄羅斯、烏克蘭等國,在核事故應急救援及核事故後果恢復等方面,付出了巨大努力和代價,也取得了許多寶貴經驗和深刻教訓,這是人類在開發和利用核能過程中,值得認真總結和借鑑的。

    (一)事故原因及簡要經過

    引發這次事故的主要原因及簡要經過是:當時4號機組執行人員試驗在全廠斷電條件下,發電機轉子靠轉動慣效能繼續發電多久,但因違反操作規程,切斷了所有安全控制系統,加上該堆型在安全設計方面的缺陷,引起了無法控制的功率波動和失去堆芯冷卻水,造成溫度急劇升高,部分核燃料汽化,蒸汽也急速膨脹,水蒸氣與燃料元件金屬及石墨反應,產生氫氣和一氧化碳,燃燒起火,高溫又使金屬和非金屬材料汽化,釀成多次爆炸和多處起火,摧毀了整個堆芯及反應堆廠房的大部分建築物,核燃料、堆芯構件及相關結構零部件被爆炸氣浪拋至空中及反應堆周圍,並釋放出大量放射性物質,造成大面積汙染。

    (二)放射性物質的釋放及對環境的汙染

    據估算,這次事故釋放出6~8噸放射性物質,佔堆芯核燃料總量的3.5%左右,釋放出的放射性物質總活度(除去惰性氣體)約5300PBq(1PBq=1015Bq),其中主要是放射性碘和銫,其中I-131的釋放量約佔堆芯總儲量的50%,並且大部分都在事故當天釋放了,Cs-137佔30%。從對人體的危害的角度考慮,事故早期主要是放射性碘,晚期主要是Cs-137和Sr-90。各種放射性核素中,鍶、鈽及其它超鈾元素大部分沉積於事故反應堆周圍30km範圍內;碘和銫隨煙羽按氣流方向構成距事故堆200km和500km的兩條汙染帶。除前蘇聯外受汙染的主要國家包括瑞典、芬蘭、挪威、奧地利、保加利亞、瑞士及希臘等。

    (三)不同人群組的受照劑量

    事故初期參加事故現場應急救災的人員共820人,約713人的受照劑量大於500mSv;確診為急性放射性病者134人,全身外照射劑量0.8~16Gy。

    參加消除事故災害的人員(簡稱消災人員)共約60萬。其中1125名為直升飛機空勤人員,接受的平均外照射有效劑量為140~260mSv。另一組在反應堆封閉殼內執行任務的762名專業人員,其中約381人的外照射劑量大於250mSv,受照最大的10人達500~1720mSv。其他一般消災人員的劑量約32~135mSv。

    早期撤離人員約11.6萬人,其外照射劑量平均17~31mSv,甲狀腺劑量平均90~4300mGy。

    在汙染區生活的居民約20~27萬人估算了其70年壽期內個人的受照劑量,外照射為60~130mSv,內照射為20~30mSv,總計80~160mSv;集體劑量外照射為24200人.Sv,內照射是18400人.Sv。

    (四)核事故對人體健康的影響

    除反應堆爆炸當場死亡2人及因直升飛機事故死亡4人外,由於電離輻射引起的急性放射性病人最後確診為134人,其中28人不治而亡。除全身照射外還有56名病人的皮膚髮生了放射性損傷(主要由β照射引起)。這些急性放射性損傷都發生於反應堆執行人員及現場搶救人員中。

    由於核事故引起的晚期效應中,經事故後14年的觀察,可歸因於輻射的唯一健康效應是受照後4~10年內甲狀腺癌的發生率明顯增加(5~10倍);白血病及其它實體癌症的總髮病率和死亡率未見明顯增加。

    雖有一些調查資料認為事故後可見到其它一般性疾病(內分泌疾病和代謝紊亂,精神障礙,神經系統與感覺器官疾病,消化系統疾病,腦血管疾病和突發性高血壓)的發病率有所增加,然而尚無充分的科學依據證明這些疾病的增加與電離輻射的作用有關。

    實踐證明,核事故引起的公眾社會心理影響和效應非常顯著。這也可能是導致上述疾病的原因。

    (五)對核事故的緊急處理和善後處理措施

    1. 建立應急組織

    2. 滅火和封閉被毀反應堆

    3. 進行輻射監測

    4. 規定安全劑量限值,劃定不同汙染區域

    5. 撤離居民和保護水源

    實施此項措施使撤離的11.6萬居民中,預期受照劑量超過400mSv的人數由不撤離時的1204人減少至28人以下;總體上避免了75%的集體劑量。

    6. 消除放射性汙染

    7. 進行醫療衛生和保健工作

    8. 採取農業及其它方面的防護措施

    (六)核事故對經濟和社會的影響

    1. 切爾諾貝利核事故給經濟帶來的損失是巨大的。

    處理事故動用人力總計60萬人,1986~1989年因事故處理的直接損失和事故處理開支約92億盧布(按當時盧布值計),到1991年前蘇聯解體時已花費了238.4億盧布。直接經濟損失還包括14.4萬公頃農田停止生產,49.2萬公頃森林土地禁用。受影響較大的白俄羅斯為處理事故,每年(由1992年起)需動用的財力佔國家總預算額的7~10%左右。

    2. 這次核事故對社會及政治等多方面均造成了很大的影響。

    比經濟損失更嚴重的是,廣大公眾與當時政府離心離德,普遍不信任政府和專家的意見,盲目聽信大眾媒體(包括國外媒體)錯誤的無科學依據的輿論甚至謊言,長期處於恐懼、抑鬱、絕望和宿命論的心理緊張狀態下,造成了巨大的不良社會心理效應。

  • 4 # 壹點科譜

    切爾諾貝利核事故,是人類歷史上最嚴重的核洩漏事故。1986年4月26日,位於烏克蘭首都基輔以北130公里的切爾諾貝利核電站4號機組反應堆爆炸。逾8噸強輻射物質洩漏,6萬多平方公里的土地遭到直接汙染,320多萬人不同程度受核輻射侵害。因輻射汙染直接或間接死亡的人前後超過12萬人。

    那麼,為何會發生如此嚴重的事故呢,這起事故可不像日本福島核電站事故是由於地震造成,完全是由於操作不當導致。

    爆炸的4號反應堆原本是正常的關閉作定期維護和一些相關實驗測試,這本來是應該不出出大問題的,因為此前也做過。

    為了安全、低功率地進行測試,原計劃是讓4號反應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。也就是正常功率的四分之一水平。但是,由於實驗開始的延遲時,反應堆控制員太快地減低能量水平,實際功率輸出落到只有300百萬瓦特。但實際數值只有200百萬瓦特。達到最低安全指標。能量的減小使核裂變產品氙-135增加。這是一種裂變毒物,能使大量中子在產生裂變前被吸收,致使鏈式反應不能正常進行。唯一解決的辦法是加大功率消耗。但工作組並沒有選擇關閉反應堆或者其它措施,仍然繼續實驗。

    為了克服剩餘氙-135的對中子的吸收,他們選擇拔出控制棒,為了達到他們心中的安全水平,遠多於安全章程數量的控制棒由反應堆拔出。

    實驗中有一部分,是測試水泵,渦輪發電機在經濟情況下的工作情況,由於是實驗一部分,水泵起動了。但水的流量也超出了安全章程的指定。工程師選擇透過拆除反應堆的控制桿來控制核反應,211個控制桿,最少要保留30個,但經驗極其豐富的操作人員深信6個控制桿就夠用了。兩次的違章操作讓事故發生埋下了巨大安全隱患。

    工程師們認為已經控制住了局面,關閉了水泵電源。水泵的關閉導致前面的兩個安全隱患顯露了。當他們意識到反應堆能量極具膨脹,下令緊急停堆時,為時已晚。

    原先拔出的控制棒由於增加的能量產品導致了控制棒管道的變形。棒在被插入以後被卡住,只能進入管道的三分之一,無法停止反應。高溫使燃料棒開始熔化,蒸汽壓力迅速地增加,爆炸發生了。

    這屬於典型的操作失誤。這其中有人的原因,也有設計的缺陷。如今,切爾諾地區仍然是人類禁區。

  • 5 # 李艾銘

    首先是演練過程中反應堆控制棒被至少由12根組成減少到只有6根組成,而當演練失敗,停止反應堆工作時,由於管道變形,反應堆只進入三分之一,反應堆繼續產能,導致溫度過高,燃料棒開始融毀,首先導致一場蒸汽大爆炸,掀開了屋頂和反應堆,最後氧氣進入反應堆和高溫反應堆核燃料以及石墨接觸爆發一場石墨大火,這場大夥才是最要命的。

  • 6 # 君子點兵

    切爾諾貝利事件是人類歷史上最為嚴重的核事故,也是第一個被國際核事件分級表評為第七級事件的特大事故。

    時至今日,切爾諾貝利核事故造成的災難性後果,依然影響著烏克蘭普里皮亞季市及其周邊地區的人民。

    那麼是什麼原因造成這麼嚴重的核事故呢?原因很多,就隨便說幾個

    1.核反應堆的收容結構不合理為後來的事故埋下了安全隱患,它完全用混凝土製成,實際上應該用鋼筋加固。

    2切爾諾貝利核電站爆炸的直接原因是電氣工程實驗管理非常糟糕,工程師錯誤操作是問題的根本原因

    因此與其說這次核洩漏是天災,更不如說是人禍。

    說句題外話也就是幸虧在蘇聯,要是在日本。呵呵,日本現在能不能存在還兩說呢。

  • 7 # 航空之家

    安全文化的缺乏導致了此次事故(切爾諾貝利核事故),這不僅是切爾諾貝利電廠,更是蘇聯核電設計,營運,監管的整體結構性問題。 ——國際核能安全諮詢小組

    切爾諾貝利核事故後國際核能安全諮詢小組曾釋出兩份調查報告,綜合其中的觀點而言,主要是人為因素的導致事故發生。例如核電站從設計、建造、發電到監管,基本各個環節都對安全意識非常淡薄。

    從1971年到1988年,切爾諾貝利核電站發生多達29起緊急事故!其中8起屬於人為因素,其中施工階段就導致結構損傷,廠房也沒有引起足夠重視並予以改善。

    圖、事故發生後由不同的同位素在附近地區空氣中造成的汙染的比例。

    這起發生在1986年4月26日凌晨的災難,是徹頭徹尾的人為因素災難。切爾諾貝利核電站的第四號反應堆發生爆炸,連續的爆炸引發沖天大火,並釋放出大量高能輻射物質到大氣層,而這些放射性塵埃更是覆蓋了大面積區域。其所釋放出來的輻射線劑量是廣島原子彈爆炸時期的400倍以上!這也導致烏克蘭、白俄羅斯等區域遭受嚴重核汙染,超過33.6萬名居民流離失所。災難造成的損失超過2000億美元,這也是近代史中代價最為慘痛的災難。

    圖、普里皮亞季附近被廢棄的學校

    報告指出災難發生後,切爾諾貝利4號機反應堆釋放出180至190噸的二氧化鈾以及核反應產生的核廢料。最初有203人被送往醫院,其中31人遇難,有28人死於過量的輻射,大部分都是消防員和救護人員。此次意外亦引起了世界對蘇聯核電工業安全的顧慮,並減緩了核電站的建設。此次事故也倒逼蘇聯政府的資訊透明化成都。可以說並不是單方面原因導致切爾諾貝利核事故,它的發生也許只是時間問題。

  • 8 # 科羅廖夫

    今天的切爾諾貝利是一片噩夢般的禁區,這不僅是許多親歷者不願觸碰的傷痕,也是人類社會不能再次上演的悲劇。如今33年過去了,當年深受事故影響的烏克蘭、俄羅斯以及白俄羅斯三個國家中依舊有數百萬人生活在陰影之中。那次切爾諾貝利核洩漏事件,註定是人類歷史上影響最深遠,代價最為昂貴的一次核洩漏事故。

    當地時間1986年4月26日凌晨1點23分40秒,由於操作失誤,四號反應堆的反應爐爆炸,頂部隔離曾甚至被直接炸的衝出了天花板,大量核原料和碎片被爆露在外邊。為何發生爆炸事件,一直以來眾說紛紜,比較靠譜的一種說法是切爾諾貝利代理總工程師迪亞特洛夫的指揮錯誤。據說,當時的迪亞特洛夫正在進行一次事關自己仕途的測驗考試,為了達到測驗考試成功的目的,他甚至不惜違反操作手冊直接把發動機功率關到最小。結果導致反應堆內部在沒有供水的情況下持續“乾燒”,溫度迅速升高到臨界值。發現危險後,迪亞特洛夫迅速指揮注入降溫水,但為時已晚,最後還是爆炸了。

    為了儘量減少影響,迪亞特洛夫向蘇聯最高領導人隱瞞了爆炸的真是情況,只是說反應堆旁邊的一個發電裝置發生了爆炸,戈爾巴喬夫也沒有多想。這也就是為什麼遙遠的瑞典都已經檢測到蘇聯方面漂來的核物質時,蘇聯政府依舊矇在鼓裡的原因。

    紙是保不住火的,第二天各種謠言就開始在普里皮亞季傳開(切爾諾貝利核電站位於前蘇聯烏克蘭境內北部的普里皮亞季市附近、距基輔以北130公里處,靠近與白俄羅斯的邊界地帶。),當地政府為了控制謠言則立刻封鎖了普里皮亞季市。

    蘇聯當局意識到事態嚴重性後,立刻組織力量進行救援,儘可能補救。據統計,整個過程當局持續投入了60多萬人,而這60多萬人之後也都遭受到了不同程度的核輻射。最開始到達切爾諾貝利事故現場的一批消防員在絲毫不知情的情況下穿著普通的防護服撲救爆炸產生的大火。實際上,在核洩漏的核心區域,這種幾乎沒有任何防護的裝置就相當於是在裸奔,即使有防護服也無濟於事。為了清理核廢料,蘇聯軍方動用大量軍隊進行手動操作,每個人只能工作不到兩分鐘就必須被換回,因為巨大的核輻射根本頂不住。當然蘇聯也是有想著用機器人的,德華人出於人道主義送來了機器人清理核廢料,沒想到還沒工作多久就被強大的核輻射給搞廢了。

    現在三十多年已經過去了,如何評價這場核洩漏事故。人為操作失誤應該負主要責任,那個工程師之後也被判了刑,但這並不能挽回什麼。為了自己一己私慾,竟然能夠完全不顧操作安全手冊規定,這種奇葩也真的是讓人很無語。另外,蘇聯政府在這次事故中表現出的低能和後知後覺也頗受批判。

  • 9 # 一無二s

    爆炸原因是因為當時測試一個應急預案,啟動了緊急停機系統,啟動後7秒,反應爐石墨部分功率上升,核心溫度過高,蒸汽壓力增加,瞬間將反應器的上蓋炸飛,同時炸燬了很對燃料管道,第二次爆炸則直接將核心炸燬,產生大量輻射落塵。當時輻射高達3萬倫琴。重點是,爆炸沒有引起蘇聯政府的高度重視,一系列的人性弱點在作祟,當局沒有公佈真正原因,想試圖封鎖訊息,導致事件開始沒能及時疏散人群,造成極大危害,據說此次核洩漏的有害物質,需要800年,地球才能自行淨化。可以看一下電影《切爾諾貝利》,評分9.7。

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