車諾比核事故

事故

切爾諾貝爾核電站事故後，全歐洲受到核輻射的劑量示意圖
1986年4月26日星期六，當地時間早上1點23分58秒，切爾諾貝爾核電站的第四個核反應爐即切爾諾貝爾4號發生了一次突如其來的蒸汽爆炸，引發了火警、一連串的爆炸和核熔毀。

起因
關於事故的起因，官方有兩個互相矛盾的理論。第一個是在1986年8月公佈，完全把事故的責任推卸到核電站操作員。第二個則是發佈於1991年，認為事故由於壓力管式石墨慢化沸水反應爐（簡稱RBMK）的設計缺陷引致，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、切爾諾貝爾核電站職員及政府。現在一些獨立的專家相信兩個理論都並非完全正確。
另一個促成事故發生的重要因素是職員並沒有收到反應爐問題報告的事實。根據Anatoli Dyatlov—一名職員所述，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。造成這情況是因為廠房主管基本由不具備RBMK資格的員工組成：廠長V.P. Bryukhanov，具有燃煤發電廠的訓練和經驗。他的總工程師Nikolai Fomin亦是來自一個常規能源廠。3號和4號反應爐的副總工程師Anatoli Dyatlov只有「一些小反應爐的經驗」，VVER反應爐的小版本即蘇聯海軍的核潛艇的設計。
在細節中，
反應器有一個危險高正面空係數。簡單地說，這意味著如果蒸汽氣泡形成在反應器冷卻劑中，核反應加速，如果沒有其它干預，將會導致逃亡反應。更壞的話，在低功率輸出，這個其它因素未補償正面空係數，會使反應器不穩定和危險。反應器在低功率的危險對工作人員是與預計相反和未知數。
反應器的一個更加重大的缺陷是在控制棒的設計。在一個核反應爐，控制棒被插入反應爐以減慢核反應。但是，在RBMK反應爐設計，控制棒部份是空心的；當控制標尺被插入時，最初的數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，反應爐的輸出功率實際上上升。這情況也是與預計相反，而反應爐操作員亦不知情。
操作員粗心大意並違犯了規程，部分是由於他們未察覺反應爐的設計缺陷。一些程式的不規則促成了事故發生。另一原因是安全幹事和負責該夜實驗操作員之間的通訊不足。
重要注意的一點，是操作員關上了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，操作員從反應爐核心至少拿去了204枝控制棒（這類型的反應爐共需要211枝），留下七枝。同樣指南（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。
經過
1986年4月25日，4號反應器預定關閉以作定期維修。並決定在這場合作為測試反應爐的渦輪發電機能力的機會，在電力損失情形下發充足的電供給反應爐的安全系統動力（特別是水泵）。像切爾諾貝爾，反應爐有一對柴油發電器可利用作為待命，但並不能瞬間地起動—反應爐將因此被使用轉動渦輪，到時渦輪會從反應爐分離和在自己的慣性之下力量轉動，而測試的目標是確定當發電器起動時，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行成功（所有安全供應起動）而結果是失敗的（那是渦輪產生了不足的力量在減少階段供給泵浦動力），但另外的改進提示了對其它測試的需要。
為了在更安全、更低功率地進行測試，切爾諾貝利4號反應器的能量輸出從正常功率的3.2吉瓦特減少至700兆瓦特。但是，由於實驗開始的延遲時，反應爐控制員太快地減低能量水準，實際功率輸出落到只30兆[[瓦特」。結果，中子吸引而成的核裂變產品「氙」-135增加了（這產品典型地在更大的功率情況下，在一臺反應爐中消耗）。力量下落的標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閉反應爐並繼續實驗。後來，實驗決定「抄捷徑」和只上升功率輸出到200 兆瓦特。為了克服剩餘「氙」-135的中子吸收，遠多於安全章程數量的控制棒由反應爐拔出。在4月26日上午1點05分，作為實驗一部分，被渦輪發電機推動的水泵起動了；水的流量由於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，在水流量的進一步增加需要手工撤除控制棒，導致一個極不穩定和危險操作條件。
上午1點23分04秒，實驗開始了。反應爐的不穩定狀態在控制板沒有顯示任何情況，並且看起來所有反應爐員工並未充分地意識到危險。水泵的電力關閉了，並且被渦輪發電機的慣性推動，水流的速度減低了。渦輪從反應爐分離，反應器核心的蒸汽水準增加。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石墨緩和反應器的特殊設計有一個高正面「空係數」，意味著在沒有水時的中子吸收的作用使反應爐的力量迅速地增加，並且在這種情況下，反應爐操作變得逐漸變得不穩定和更加危險。上午1點23分40秒操作員按下了命令「緊急停堆」的AZ-5（迅速緊急防禦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閉反應爐定期方法，並不清楚（反應爐預定被關閉作為定期維修）。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。另一方面，總工程師Anatoly Dyatlov，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，沒確定原因為什麼命令了緊急停堆。並沒有需要尋找原因。反應爐簡單地在實驗完成時被關閉。」
由於控制棒插入機制（18至20秒的慢速完成），棒的空心部份和冷卻劑的臨時移位，逃走導致反應率增加。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著，只能進入管道的三分之一，因此無法停止反應。在1點23分47秒，反應爐產量急升至大約30 吉瓦特，是十倍正常操作的產品。燃料棒開始熔化而蒸汽壓力迅速地增加，導致一場大蒸汽爆炸，使反應器頂部移位和受破壞，冷卻劑管道爆裂並在屋頂炸開一個洞。為了減少費用，和它的體積太大，反應爐以單一保護層方式興建。這令放射性污染物在主要壓力容器發生蒸汽爆炸而破裂之後進入了大氣。在一部分的屋頂炸毀了之後，氧氣流入—與極端高溫的反應爐燃料和石墨慢化劑被結合—引起了石墨火。這火災令放射性物質擴散和污染更廣的區域。
由於目擊者的報告和站內紀錄不一致，有一些爭論認為確實的事件是發生在當地時間1點22分30。最後共同同意的版本被描述在上面。根據這種理論，第一次爆炸發生了在大約1點23分47秒，操作員在七秒以後命令了「緊急停堆」。

後事
爆炸發生後，並沒有引起蘇聯官方的重視。在莫斯科的核專家和蘇聯領導人得到的信息只是「反應爐發生火災，但並沒有爆炸」，因此蘇聯官方反應遲緩。在事故後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。當時在現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。專家寧願相信是測量輻射的機器故障也不相信會有那麼高的輻射。可是居民並沒有被告知事情的全部真相，這是因為官方擔心會引起人民恐慌。許多人在撤離前就已經吸收了致命量的輻射。
事故後3天，莫斯科派出的一個調查小組到達現場，可是他們遲遲無法提交報告，蘇聯政府還不知道事情真相。終於在事件過了差不多一周後，莫斯科接到從瑞典政府發來的信息。此時輻射雲已經飄散到瑞典。蘇聯終於明白事情遠沒有他們想的那麼簡單。
之後數個月，蘇聯政府派出了無數人力物力，終於將反應爐的大火撲滅，同時也控制住了輻射。





車諾比基金與核電爐計畫
1997年，在丹佛舉行的七國峰會中，該組織同意成立車諾比基金。核子爐計畫(Shelter Implementation Plan簡稱SIP)將打算把核子爐建造在一個新的安全核爐構造地區(New Safe Confinment簡稱為NSC)，把原來的遺址轉變成一個符合生態要求，和安全穩定的石棺。原始計畫預估將花費美金7億6千8百萬元。SIP計畫將由Bechtel, Battelle, 和Electricité de France共同管理設計，它將包含一個可移動的拱形結構。為了避免輻射，它將在遠離遺址的位置，再建造進一步移到遺址上方。新的核子爐將是有史以來，人類建造最大的可移動建築物。預估它將在西元2008年初建造完成。




尺寸
寬度: 270 公尺
高度: 100 公尺
長度: 150 公尺

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