切爾諾貝利的核警告

盧江良+王源源

蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站位于如今的烏克蘭北部，靠近白俄羅斯邊境，距烏克蘭首都基輔130千米。切爾諾貝利核電站共有4個(gè)反應(yīng)堆，全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能夠供應(yīng)烏克蘭十分之一的電力，是當(dāng)時(shí)蘇聯(lián)最先進(jìn)的核電站，也是蘇聯(lián)工業(yè)和技術(shù)實(shí)力的象征，曾經(jīng)被認(rèn)為是最安全、最可靠的核電站。

1986年4月26日，切爾諾貝利核電站的4號(hào)機(jī)組在一次安全監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)時(shí)突然發(fā)生爆炸，大量強(qiáng)輻射物質(zhì)泄漏并釋放到大氣中，放射性云層一直擴(kuò)散到了歐洲。此次災(zāi)難直接導(dǎo)致31人死亡，幾十萬(wàn)人緊急撤離，是人類和平利用核能史上最為嚴(yán)重的事故。

安全檢測(cè)試驗(yàn)引發(fā)核爆炸

切爾諾貝利核電站始建于20世紀(jì)70年代，1號(hào)反應(yīng)堆于1977年啟用，4號(hào)反應(yīng)堆于1983年啟用。這些反應(yīng)堆利用鈾燃料來(lái)加熱水流，產(chǎn)生蒸汽，再由蒸氣推動(dòng)渦輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電。對(duì)于核電站來(lái)說，反應(yīng)堆四周保持冷水供應(yīng)至關(guān)重要。在切爾諾貝利核電站，為反應(yīng)堆供水的水泵是由渦輪機(jī)所產(chǎn)生的電力帶動(dòng)的，而渦輪機(jī)的動(dòng)力則來(lái)自反應(yīng)堆。這是一個(gè)封閉的能量循環(huán)系統(tǒng)，一旦中間環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，就有可能會(huì)引發(fā)核事故。為了確保在渦輪機(jī)所產(chǎn)生電源中斷的情形下，水泵仍能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，切爾諾貝利核電站還配備了柴油發(fā)電機(jī)作備用電源。

1986年4月，切爾諾貝利核電站接到上級(jí)有關(guān)部門通知，要求進(jìn)行一項(xiàng)安全檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證從突然斷電到備用發(fā)電機(jī)啟動(dòng)的這段時(shí)間里，渦輪機(jī)能否利用其轉(zhuǎn)子的慣性旋轉(zhuǎn)來(lái)滿足機(jī)組本身所需的電力供應(yīng)。

切爾諾貝利核電站機(jī)組分布示意圖

安全檢測(cè)實(shí)驗(yàn)安排在4月25日午夜進(jìn)行。

4月26日0時(shí)05分，實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備工作開始了。為了方便測(cè)試，操作員們首先關(guān)閉了反應(yīng)堆的自動(dòng)安全系統(tǒng)，負(fù)責(zé)控制巨型渦輪發(fā)電機(jī)的操作員開始降低渦輪機(jī)的輸出功率。大約20分鐘后，他們發(fā)現(xiàn)反應(yīng)堆的能量下降過快，于是渦輪機(jī)操作員將一部分控制棒從反應(yīng)堆中拔出以提高輸出功率。到了凌晨1時(shí)，反應(yīng)堆輸出功率恢復(fù)到預(yù)期數(shù)值，實(shí)驗(yàn)繼續(xù)進(jìn)行。3分鐘后，作為實(shí)驗(yàn)的一部分，負(fù)責(zé)控制水泵的操作員啟動(dòng)了兩臺(tái)輔助水泵，但是啟動(dòng)后發(fā)現(xiàn)，水流經(jīng)過反應(yīng)堆的速度太快了，這意味著沒有足夠的水溫生成水蒸汽推動(dòng)渦輪機(jī)，這種情況很嚴(yán)重，會(huì)使整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)失去平衡。

為了提高蒸汽量，渦輪機(jī)操作員又從反應(yīng)堆中拔出了一部分控制棒，只留下211個(gè)控制棒中的6個(gè)，以此加快反應(yīng)堆的運(yùn)行速度，提高堆芯溫度。這種做法嚴(yán)重違反了安全規(guī)則要求。按照規(guī)定，反應(yīng)堆里的控制棒數(shù)量最少應(yīng)為30個(gè)。但是這樣做似乎效果不錯(cuò)，隨著堆芯溫度的升高，推動(dòng)渦輪機(jī)的水蒸汽也隨之增加。操作員們認(rèn)為問題已經(jīng)得到解決，于是他們繼續(xù)進(jìn)行檢測(cè)準(zhǔn)備。但是他們并不知道，此時(shí)，反應(yīng)堆內(nèi)部的溫度正在接近危險(xiǎn)值。

凌晨1時(shí)23分04秒，操作人員按照原定計(jì)劃關(guān)閉了渦輪機(jī)，檢測(cè)正式開始。此刻監(jiān)控人員卻發(fā)現(xiàn)，堆芯的溫度開始急劇上升，內(nèi)部的壓力直逼臨界值。1時(shí)23分40秒，操作人員按下了“緊急停堆”的按鈕，試圖將所有控制棒重新插入反應(yīng)堆，可惜為時(shí)已晚，反應(yīng)堆內(nèi)的溫度已經(jīng)達(dá)到了正常值的100倍。在這種高溫下，堆芯開始受損，場(chǎng)面出現(xiàn)失控。1時(shí)23分47秒，切爾諾貝利核電站的4號(hào)反應(yīng)堆發(fā)生爆炸。劇烈爆炸產(chǎn)生的壓力沖破了反應(yīng)堆上方重達(dá)2000噸的鋼鐵頂蓋，并將大量高危輻射碎屑送上了天空。

事故處置及嚴(yán)重危害

切爾諾貝利核爆炸事故發(fā)生后，蘇聯(lián)總理雷日科夫于4月26日凌晨接到電話報(bào)告。當(dāng)日上午11時(shí)，蘇聯(lián)政府成立了應(yīng)急臨時(shí)委員會(huì)。當(dāng)晚，臨時(shí)委員會(huì)成員乘專機(jī)抵達(dá)切爾諾貝利，接管核電站搶險(xiǎn)領(lǐng)導(dǎo)權(quán)。

此時(shí)，前期到達(dá)核電站事故現(xiàn)場(chǎng)，參與搶險(xiǎn)滅火的消防員中已有2人死亡，52人出現(xiàn)嚴(yán)重核輻射癥狀，他們被緊急空運(yùn)到莫斯科治療。臨時(shí)委員會(huì)的專家在掌握了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)情后，蘇聯(lián)政府立即安排出兵救援，實(shí)施軍管，并決定緊急疏散切爾諾貝利附近的所有居民。

4月27日14時(shí)，大規(guī)模撤離開始了。蘇軍緊急征用了1000多輛大型客車和3趟鐵路專列。3小時(shí)后，以切爾諾貝利核電站為中心，方圓30千米的范圍內(nèi)，大約5.3萬(wàn)居民被全部撤出，這些區(qū)域成為無(wú)人區(qū)。

與此同時(shí)，切爾諾貝利核電站的反應(yīng)堆還在不斷地散發(fā)著致命性射線。為了封閉爆炸后呈現(xiàn)暴露式的反應(yīng)堆，蘇軍采用了“自殺式”的搶救方式，他們動(dòng)用了125架直升機(jī)，先后飛行數(shù)千架次，將5000噸碳化硼、沙子和鉛粉的混合物投進(jìn)反應(yīng)堆的開口。隨后，地面部隊(duì)用上萬(wàn)噸的混凝土將4號(hào)機(jī)組完全封閉。同時(shí)，蘇軍還組織了規(guī)模浩大的水利防護(hù)工程，修筑了130多條堤壩以保護(hù)1500平方千米范圍內(nèi)的全部河流。

大量戰(zhàn)車、直升機(jī)和工程車輛參與救援后，因?yàn)槭艿胶苏慈径粡U棄。

盡管事故現(xiàn)場(chǎng)的善后處置效率非常高，但這場(chǎng)災(zāi)難造成的后果依然難以估量。據(jù)事后測(cè)算，爆炸瞬間有6噸二氧化鈾和50噸核沾染物化作煙塵進(jìn)入大氣，這大約相當(dāng)于投在廣島的原子彈所釋放的輻射線劑量的100倍。另外，還有70噸核燃料和900噸熾熱的石墨迸濺到反應(yīng)堆周圍，引發(fā)的大火用了10天才撲滅。

爆炸產(chǎn)生的蘑菇云將大量輻射塵送入大氣層，飄散至蘇聯(lián)西部地區(qū)以及東歐地區(qū)、北歐的斯堪的納維亞半島等區(qū)域內(nèi)的17個(gè)國(guó)家，總污染面積達(dá)390萬(wàn)平方千米。其中烏克蘭、白俄羅斯和俄羅斯三個(gè)地區(qū)受災(zāi)最重，總共近16萬(wàn)平方千米的土地受到直接污染，10余萬(wàn)人失去家園，700余萬(wàn)居民受到影響。尤其爆炸時(shí)正處于下風(fēng)向的白俄羅斯，有70%的放射性塵埃沉降在其境內(nèi)，全境22%的地區(qū)淪為污染區(qū)，200萬(wàn)居民受災(zāi)。據(jù)英國(guó)兩名研究人員的一項(xiàng)研究表明，切爾諾貝利核事故的長(zhǎng)期影響可能導(dǎo)致6.6萬(wàn)人死于劇烈的輻射及之后引發(fā)的癌癥。當(dāng)年蘇聯(lián)政府至少花費(fèi)了180億美元進(jìn)行救災(zāi)，災(zāi)后的烏克蘭、白俄羅斯、俄羅斯等近30年來(lái)更是為消除核污染后果累計(jì)投入了高達(dá)數(shù)千億美元。

切爾諾貝利核電站事故被當(dāng)時(shí)許多媒體稱為“世紀(jì)浩劫”。

參與搶險(xiǎn)救援的工程人員

安全在核能利用中的重要地位

為了查明事故發(fā)生的原因，蘇聯(lián)當(dāng)局成立了事故調(diào)查委員會(huì)，成員包括多名著名科學(xué)家。他們的首要任務(wù)就是查明此次災(zāi)難究竟是由于操作不當(dāng)引起的，還是因?yàn)榉磻?yīng)堆本身就存在設(shè)計(jì)缺陷。

1986年8月，事故調(diào)查委員會(huì)公布了第一份調(diào)查報(bào)告。該份報(bào)告指出，由于實(shí)驗(yàn)被安排在夜間進(jìn)行，所有的資深科學(xué)家都不在現(xiàn)場(chǎng)，只剩下一批年輕的技術(shù)人員負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)。他們之間的密切配合是反應(yīng)堆安全運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵，他們必須在確保始終有足夠的水蒸汽推動(dòng)渦輪機(jī)的同時(shí)，防止堆芯溫度過高。然而不幸，他們沒能做到，操作流程上的失誤導(dǎo)致了此次災(zāi)難。

但是，對(duì)此說法西方專家一直持懷疑態(tài)度。他們研究了切爾諾貝利4號(hào)反應(yīng)堆后，認(rèn)為反應(yīng)堆本身存在設(shè)計(jì)缺陷，主要是在低功率下反應(yīng)堆會(huì)變得極其不穩(wěn)定，這就意味著在某些情況下核反應(yīng)堆的溫度會(huì)急劇上升。也就是說，不能把事故的責(zé)任完全推卸給核電站的操作人員。

1991年，蘇聯(lián)官方又公布了一份調(diào)查報(bào)告，認(rèn)為事故是由于石墨輕水型核反應(yīng)堆（RBMK）的設(shè)計(jì)缺陷導(dǎo)致的，尤其是控制棒的設(shè)計(jì)存在問題。

如今，切爾諾貝利核爆炸的巨響已經(jīng)過去了整整30年，但其影響卻遠(yuǎn)未結(jié)束。切爾諾貝利隔離區(qū)目前仍然是世界上輻射最高的地區(qū)，“切爾諾貝利”已經(jīng)成為“核威脅”的代名詞。

第二次世界大戰(zhàn)后，科學(xué)家開始研究原子能的和平用途。蘇聯(lián)在1954年建成了世界上第一座核電站，成為人類和平利用原子能的成功典范。20世紀(jì)70年代，石油漲價(jià)引發(fā)的能源危機(jī)促進(jìn)了核電的大發(fā)展，在這個(gè)時(shí)期，世界上相繼有多座核電站建成并投入使用，現(xiàn)在人們習(xí)慣將這批核電站的機(jī)組稱為第二代。至今，大約仍有30多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的400多座第二代核電機(jī)組核電站處于運(yùn)行之中。

正是在這間操作室里進(jìn)行的錯(cuò)誤操作，導(dǎo)致了切爾諾貝利核電站第4核反應(yīng)堆爆炸。

切爾諾貝利核電站事故發(fā)生之后，世界各國(guó)的核能科研人員立刻從中吸取教訓(xùn)，對(duì)正在運(yùn)行的400多座第二代核電站的設(shè)備進(jìn)行了不同程度的改進(jìn)，其安全性和經(jīng)濟(jì)性都有了提高。目前，第三代更加安全的核電站已投入使用，第四代核能系統(tǒng)也已在研發(fā)之中。

對(duì)核能要心存敬畏，謹(jǐn)慎利用，周全決策，這也許是“切爾諾貝利”留給世人最有益的思考。