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切爾諾貝利事件隱藏了什麼?

2022-03-29由 環球旅行TOM 發表于 歷史

切爾諾貝利

切爾諾貝利事件 是一件發生在蘇聯統治下烏克蘭境內切爾諾貝利核電站 的核子反應堆事故。該事故被認為是歷史上最嚴重的核電 事故。

切爾諾貝利事件隱藏了什麼?

這也是首例被國際核事件分級表評為第七級事件的特大事故(第二例是2011年3月11日發生在日本福島縣的福島第一核電站 事故)。普里皮亞季城因此被廢棄。

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追溯起因

1986年4月26日凌晨1點23分(UTC+3),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。

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連續的爆炸引發了大火併散發出大量高能輻射物質到大氣層中,這些輻射塵涵蓋了大面積區域。這次災難所釋放出的輻射線劑量是二戰時期爆炸於廣島的原子彈 的400倍以上。

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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站操縱員。第二個則釋出於1991年,該解釋認為事故是由於壓力管式石墨慢化沸水反應堆(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,包括反應堆設計者、切爾諾貝利核電站職員及政府在內。

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猜測起因1

促成事故發生的重要因素是職員並沒有收到關於反應堆問題報告。根據Anatoli Dyatlov—一名職員所述,設計者知道反應堆在某些情況下會出現危險,但蓄意將其隱瞞。

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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Nikolai Fomin亦是來自一個常規能源廠。3號和4號反應堆的副總工程師Anatoli Dyatlov只有“一些小反應堆的經驗”。

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猜測起因2

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反應堆設計的缺陷,特別是由於控制棒的缺陷。

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反應堆有一個危險的空泡係數(void coefficient)。空泡係數是一種衡量反應堆安全程度的資料,用於測量水冷卻劑中蒸汽氣泡的形成與增加對於反應堆的影響。大部分的反應堆設計會在水溫升高時產生較少的能量。

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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裂變,所以反應堆會產生較少的能量。然而,切爾諾貝利的RBMK反應堆,使用固體石墨當作中子慢化劑來降低中子的速度[8],且用吸收中子的輕水來冷卻核心。因此儘管水中有蒸汽氣泡產生,仍有大量中子被慢化。

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此外,因為蒸汽吸收中子不像水那樣的容易,因而增加RBMK反應堆的溫度,就會有更多的中子能夠鈾原子裂變,增加反應堆的能量輸出。這種設計導致RBMK在低功率時非常不穩定,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。

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在這個系統中更重大的缺陷是控制棒的設計。在控制反應堆時,操縱員透過將控制棒插入反應堆來降低反應速度。在RBMK反應堆的設計中,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,大約是一米或三英呎長度)中空且充滿水;

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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堆的時候,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,反應堆的輸出功率反而會增加,而不是預期的降低功率。反應堆操縱員對於這一特點也不知曉,且無法預見。

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水的管道垂直地穿過堆芯,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汽,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反應堆設計中,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)。

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因為反應堆有巨大的體積,所以,為了降低成本,建造電廠時反應堆周圍並沒有建築任何作為屏障用的安全殼。這使得蒸汽爆炸造成反應堆破損後,放射性汙染物得以直接進入環境之中。

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反應堆已經持續運轉超過一年以上,儲存了核裂變的副產物。這些副產物增強了不受控制的反應,使事故更難以控制。當反應堆溫度過熱,設計的缺陷使得反應堆容器變形、扭曲和破裂,使得插入更多的控制棒變得不可能。

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值得注意的一點是操縱員閉鎖了許多反應堆的安全保護系統——除非安全保護系統發生故障,否則是技術規範所禁止的。

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1986年8月出版的政府調查委員會報告指出,操縱員從反應堆堆芯抽出了至少205枝控制棒(這型別的反應堆共需要211枝),留下了六枝,而技術規範是禁止RBMK-1000操作時在核心區域使用少於15枝控制棒的。

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主要影響

由原子爐熔燬而漏出的輻射塵飄過俄羅斯、白俄羅斯和烏克蘭,也飄過歐洲的部分地區,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、斯洛維尼亞、波蘭、瑞士、德國、義大利、愛爾蘭、法國(包含科西嘉)和英國。在最早發生意外的時候,有人認為切爾諾貝利的核洩漏是來自瑞典而不是俄國。

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1986年4月27日,瑞典Forsmark核電廠工作人員發現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。根據瑞典的研究,發現該輻射物並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。當時瑞典曾透過外交渠道向蘇聯詢問,但未獲證實。

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另外,法國政府宣稱輻射塵只飄到德國及義大利的邊界。因為輻射塵的關係,義大利規定部分農作物禁止人們食用,例如蘑菇。法國政府為了避免引發民眾的恐懼,所以沒有作出類似的測量。

切爾諾貝利事件隱藏了什麼?

切爾諾貝利災難不只汙染了周圍的鄉鎮,它還藉由氣流的幫助,因此能夠沒有規律地往外面散開。根據俄國及西方科學家的報告指出:掉落在俄國的輻射塵有60%在白俄羅斯。

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而由TORCH 2006的報告指出有一半的易揮發粒子掉落在烏克蘭、白俄羅斯、及俄羅斯以外的地方。在俄羅斯聯邦布良斯克(Bryansk)的南方極大的區域和烏克蘭北方的部份地區,都被輻射物質汙染。

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