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    世界核电站介绍之——切尔诺贝利核电站
    时间:2021-11-25

      西门子中国最后一台程控交换机光荣 “退役”北极星核电网讯:切尔诺贝利核电站是前苏联最大的核电站,共有4台机组。1986年4月26日,世界上最严重的核事故在切尔诺贝利核电站发生。乌克兰基(Ukraine)市以北130公里的切尔诺贝利核电站的灾难性大火造成的放射性物质泄漏,污染了欧洲的大部分地区,国际社会广泛批评了苏联对核事故消息的封锁和应急反应的迟缓。在瑞典境内发现放射物质含量过高后,该事故才被曝光于天下。

      切尔诺贝利核电站位于现乌克兰共和国(原为前苏联的加盟共和国)首都基辅迪那摩市北130公里处,第聂伯河支流的普里皮亚特河畔,靠近白俄罗斯共和国边界。建核电站前,这里人口密度较低,大约70人/平方公里,核电站处于白俄罗斯与乌克兰大森林地带的东部,周围是一片平坦的风景区。

      20世纪70年代初,前苏联选址在这里建造核电站,一期两个机组于1977年建成发电,二期两个机组于1983年建成发电,到1986年核电站拥有RBMK-1000共4台机组,原计划再建两台(5、6号)机组,4号机组事故后被迫停建。核电站由四座RBMK-1000核反应堆组成,每座反应堆能产生1千兆瓦(GW)的电能(3千2百兆瓦特的热功率),核事故发生时四个反应堆共提供了乌克兰10%的电力。电站的建设始于1970年代后期,1号反应堆于1977年启用,2号、3号、4号亦相继于1978年、1981年、1983年启用。另有5号及6号两座反应堆,每座也能产生1兆千瓦特电能,事故时仍在建造中。

      RBMK-1000核电机组采用的是前苏联独特设计的大型石墨沸水反应堆,用石墨作慢化剂,石墨砌体直径12米,高7米,重约1700吨,沸腾轻水作冷却剂,轻水在压力管内穿过堆芯而被加热沸腾。堆芯石墨砌体中间孔道内可装1680根燃料管。反应堆是双环路冷却,每个环路与堆芯840根燃料管的平行垂直耐压管相连,堆芯入口处冷却剂温度为270 ℃进入燃料管道,向上流动,被加热局部沸腾,汇流到一边两个的四个汽包中,汽包中的蒸气直接进入汽轮机厂房,两环路各对一台汽轮发电机组(一堆两机)各发额定功率一半的电功率(4号堆供汽给7号和8号汽轮发电机组)。切尔诺贝利核电站RBMK反应堆堆芯堆体结构,与苏式石墨生产堆的结构极为类似从照片中可以看出反应堆厂房只不过是一个普通工厂的大车间,至多只是一个没有门窗的“密封厂房”而已,根本没有“安全壳”。同时反应堆是压力管式,由压力管承压,石墨砌体直径很大,所以也没有压力壳。

      1986年4月26日发生灾难性事故的是核电站4号机组,该机组建成、投入运行是在1983年12月。1986年4月25日前,它一直稳定运行在额定满功率下,按计划4月25日停堆检修。

      RBMK石墨沸水堆设计本身存在着安全隐患,是堆设计中留下的缺陷,也是这次事故的内在原因。不安全因素是:

      1、低功率下堆处于不安全工况,因为这种堆冷却水可沸腾产生空泡,而堆芯设计成有正的空泡反应性系数,即空泡增加,反应性(功率)增加,又导致空泡数增加,堆就会失控非常危险,好在在高功率情况反应性燃料温度系数是负的,在满功率下功率系数是负的、堆是安全的,但在20%满功率运行时,功率系数会变成正值。因此,运行规程中不允许堆在低于700兆瓦热功率下运行;

      2、冷却剂泵功能扰动或泵气蚀,空泡增加,在正空泡系数的情况下,会放大其效应,燃料通道的损坏会引起局部闪蒸,引入局部正反应性,并会在堆芯中快速扩展;

      1986年4月26日凌晨,切尔诺贝利核电站发生猛烈爆炸,反应堆机房的建筑遭到毁坏,同时发生了火灾,反应堆内的放射物质大量外泄,周围环境受到严重污染,造成了核电史上迄今为止最严重的事故。

      切尔诺贝利核电站共有4个功率均为100万千瓦的核反应堆,其发电量占乌克兰总发电量的50%,并向大多数东欧国家提供重要电力。但该核电站的反应堆是20世纪70年代引进的水冷式石墨慢化反应堆,铀燃料棒放在一大堆石墨中,由石墨有效地控制反应的速度,从而产生推动涡轮机的蒸汽。由于石墨反应堆不够安全,许多年以前就被西方国家抛弃了。这种反应堆的冷却系统一旦发生故障,堆芯石墨棒的温度就会猛增,直至超过熔点而导致熔毁事故。

      1986年4月25日,切尔诺贝利核电站第4号反应堆的工作人员违反操作规程连续切断反应堆的电源,使主要冷却系统停止工作。于是堆芯温度迅速升高,造成氢气过浓,以至26日凌晨发生猛烈爆炸,爆炸引起机房起火,浓烟使人呼吸困难,放射性物质不断外溢。核电站所在地区有2.5万居民,这些居民从26日晨开始疏散,疏散共用了34个小时。

      核电站发生事故后,大量放射尘埃污染到北欧、东西欧部分国家,瑞典、丹麦、芬兰以及欧洲共同体于4月29日向苏联提出强烈抗议。瑞典国家放射学研究所发言人说,这次事故后飘落到瑞典东部沿海地区的放射物质的含量已超过正常标准的100倍。瑞典北部的福尔斯马克核电站周围10公里范围内发现放射尘埃增多,600名工人被迫撤离核电站,近千名居民排着长队等候接受放射性尘埃的检查。丹麦首相施吕特强烈谴责苏联未能立即就核电站发生的事故向其邻国发出警报。受到污染最重的是波兰,波兰政府专门成立了由副总理牵头的委员会,负责处理这起事故的危害等有关问题,并采取措施防止核电站溢出的放射尘埃危害波兰人的健康,指示人们不要食用喂养青饲料的奶牛所产的牛奶,向有关地区18岁以下居民发放碘化钾。南斯拉夫政府也要求居民不要利用雨水,不要饮用放牧于野外的牛羊的奶,不要生吃新鲜蔬菜。

      切尔诺贝利核电站发生事故后5个多月才恢复发电,使苏联蒙受了巨大损失。据苏联官方公布,这起事故造成的直接经济损失达20亿卢布(约合29亿美元),如果把苏联在旅游、外贸和农业方面的损失合在一起,可能达到数千亿美元。同时,在核事故的危害下有33人死亡,300多人因受到严重辐射先后被送入医院抢救,有更多的人受到不同程度的辐射污染。为了防止进一步的辐射,苏联将28万多人疏散到了辐射区以外。

      据英国《独立报》消息,在2006年4月,切尔诺贝利核泄漏事故发生20周年来临之际,“绿色和平”组织披露,这场世界上最为严重的核泄漏事故的危害程度要比当时的评估高出10倍,泄漏物将在未来造成约10万人死亡。

      据报道,该组织掌握的一份最新报告显示,由于核泄漏物进入了大气层,对空气造成极大的破坏,污染最严重的乌克兰、白俄罗斯以及俄罗斯境内的大约20万人伤亡,这些地区的癌症病例为27万例,其中有9万多例非常严重。

      该组织声称:“从一个反应堆里释放出来的放射物远远超出被投放在日本广岛和长崎的放射性污染,我们非常清楚,一个核反应堆可以污染一半地球。”

      联合国世界卫生组织放射主任迈克指出:“这次事故的潜在影响是非常可怕的,但是当你用科学的结论看待这个问题的时候,它对公共卫生的影响就没有当初人们担心的那样恐怖。”

      这次历史上最严重的核事故使500万人遭受核辐射,21人当场死亡受这次辐射影响的人数,从最初估计的不到50个清洁工人,达到了整个欧洲的数十万人。

      由原子炉熔毁而漏出的辐射尘飘过俄罗斯、白俄罗斯和乌克兰,也飘过欧洲的部份地区,例如:土耳其、希腊、摩尔多瓦、罗马尼亚、立陶宛、芬兰、丹麦、挪威、瑞典、奥地利、匈牙利、捷克、斯洛伐克、斯洛文尼亚、波兰、瑞士、德国、意大利、爱尔兰、法国(包含科西嘉)和英国。在最早发生意外的时候,有人认为切尔诺贝利的核泄漏是来自瑞典而不是俄国,1986年4月27日,瑞典Forsmark核电厂工作人员发现异常的辐射粒子粘在他们的衣服上,该电厂距离切尔诺贝利大约1100公里。根据瑞典的研究,内容发现该辐射物并不是来自本地的核能电厂,他们怀疑是俄国核电厂出了的问题。当时瑞典曾透过外交管道向苏联询问,但未获证实。另外,法国政府宣称辐射尘只飘到德国及意大利的边界。因为辐射尘的关系,意大利规定部份农作物禁止人们食用,例如蘑菇。法国政府为了避免引发民众的恐惧,所以没有作出类似的测量。

      切尔诺贝利灾难不只污染了周围的乡镇,它还借由气流的帮助,因此能够没有规律地往外面散开。根据俄国及西方科学家的报告指出:掉落在俄国的辐射尘有60%在白俄罗斯。而由TORCH 2006的报告指出有一半的易挥发粒子掉落在乌克兰、白俄罗斯、及俄罗斯以外的地方。在俄罗斯联邦布良斯克(Bryansk)的南方极大的区域和乌克兰北方的部份地区,都被辐射物质污染。

      意外发生后,马上有203人立即被送往医院治疗,其中31人死亡,当中更有28人死于过量的辐射。死亡的人大部份是消防队员和救护员,因为他们并不知道意外中含有辐射的危险。为了控制核电辐射尘的扩散,当局立刻派人将135,000人撤离家园,其中约有50,000人是居住在切尔诺贝利附近的普里皮亚特镇居民。卫生单位预测在未来的70年间,受到512艾贝克辐射而导致癌症的人,比例将会上升2%。另外,已经有10人因为此次意外而受到辐射,并死于癌症。

      俄国科学家报告指出,切尔诺贝利4号机反应炉总共有180至190吨的二氧化铀以及核反应产生的核废料。他们也估计这些物质大约有5%-30%流到外面。但根据曾经到过石棺反应炉做后续处理的清理人(例如Usatenko和Karpan博士)说反应炉内只剩大约5%-10%的物质。反应炉的照片里显示了反应炉完全是空的。因为大火引发的高温,让许多辐射物质冲向大气层高空,并向外四面八方扩散。

      奖励灾难调查员的苏联纪念章。在灾难中,负责复原及整理的工作人员,将他们称为“清理人”。清理人在清理的过程中接受到非常高剂量的辐射。根据俄罗斯的估计,大约有300,000到600,000的清理人在灾变后的两年内,进入离反应炉30公里的范围内清除辐射污染物。

      在被辐射污染的地区里,有许多小孩的辐射剂量高达50 戈雷(Gy)。这是因为他们在喝牛奶的过程中吸收了当地生产而被辐射污染的牛奶,当地牛奶是被碘-131所污染,碘-131的半衰期为8天。许多研究发现白俄罗斯、乌克兰及俄罗斯的小孩也罹患甲状腺癌比例快速增加。根据日本爆炸的事后调查统计预期,在切尔诺贝利地区的白血病在未来的几年内将会增加。但直到目前为止,白血病病例的增加数量还不足以在统计学上推断,并和辐射外泄有关。但是,事实证明了在切尔诺贝利地区里,畸形婴儿的出生率的确是升高了,有调察显示证实是由辐射灾难余后的辐射尘,所导致的结果。

      意外发生之后,人们的健康问题主要被放射性物质“碘-131”所影响。目前,有人担心20年前的锶-90和铯-137还会对土壤造成污染。而且,植物、昆虫和蘑菇最表层的土壤会吸收铯-137。所以,有些科学家担心核辐射会对当地人造成几个世纪的影响。

      苏联当局在事件发生之后36小时,就开始疏散住在切尔诺贝利反应炉周围的居民。在1986年5月,即事件发生后一个月,约116,000名住在核子厂方圆30 公里(相当于18 英里)内的居民都被疏散至其他地区。因此,这个地区经常会被称为疏散区域(Zone of alienation)。然而辐射所影响的范围其实能散播至超过方圆30公里外的地方。

      核电厂爆炸事故对切尔诺贝利居民造成的长期影响一直备受争议,有超过300,000 人脱离了灾难的威胁,但仍然有数百万人继续居住在污染区内。然而,那些受到低剂量辐射所影响的人,几乎没有死亡率增加、癌症或先天缺陷的症状。但是仍不能够确定其原因与放射性污染的关联。

      同时,前苏联当局在灾难中设置了障碍:科学研究也许因为缺乏民主的透彻性而受到限制。在白俄罗斯、一个受官方质疑的科学家Yuri Bandazhevsky,,因为错误评估切尔诺贝利核电厂的马力(1000 Bq/kg) ,而被国家监控组织所拘留。

      在切尔诺贝利附近被遗弃村庄普里皮亚特1986年4月,一些欧洲国家(除法国以外)已经强迫实行食物限制,特别是菌类和牛奶。在灾难过后20年,主要限制制造、运输、消费过程中来自切尔诺贝利放射性尘埃的的食物污染、尤其是对铯-137指标的控制,以防止它们进入人类的食物链。在瑞典和芬兰的部分地区,部分肉类产品受到监控,包括在自然和接近自然环境下生活的羚羊等等。在德国,奥地利,意大利,瑞典,芬兰,立陶宛和波兰的某些地区,野味〔包括野猪、鹿等〕,野生蘑菇,浆果以及从湖里打捞的食肉鱼类的铯-137含量达到每千克几千贝克。在德国一些野生蘑菇的铯-137含量甚至达到了40,000 贝克/千克。按照2006年TORCH报告,这些地区的平均水平约为6,800贝克/千克,是欧盟规定的600贝克/千克的10倍以上。由此欧盟委员会已经表示:“对于从这些成员国进口的某些食物的限制必须在未来保持多年”。

      在英国,根据1985起实行的食物和环境保护条例(Food and Environment Protection Act、FEPA),从1986年起限制了放射行指标超过1000 贝克/千克的绵羊的迁移和销售。这项安全措施是根据欧盟委员会专家组第31项报告的建议而作出的。但是从1986年以来,受限制区域已经减少了96%: 从一开始限制区域几乎包括了9000个农场和400万头绵羊,到2006年已经递减到374个农场大约750平方公里的地区和约20万头绵羊。只有坎布里亚、北威尔士和苏格兰西南部的一些区域仍然受到限制。

      在挪威,萨米人受到被污染的食物的影响,有些(驯鹿因为吃了地衣而受到污染、后者在从空气中获取养分的过程中富集了放射性微粒)。

      在事故后,隔离区内变成部份野生动物的天堂。 虽然动物也饱受辐射之苦,但比起人类对它们的伤害是非常轻微的,所以对它们而言事故的发生反而是好事。在隔离区内的动物比如老鼠已适应了辐射,它们和没受辐射影响地区的老鼠寿命大约相同。下列为隔离区内再度出现或被引入的动物山猫、猫头鹰、大白鹭、天鹅、疑似一只熊、欧洲野牛、蒙古野马、獾、河狸、野猪、鹿、麋鹿、狐狸、野兔、水獭、浣熊、狼、水鸟、灰蓝山雀、黑松鸡、黑鹳、鹤、白尾雕。

      2007年9月17日,乌克兰当局表示将搭建一个巨型的钢铁覆盖物,封闭曾发生全球最严重核泄漏事故的切尔诺贝利核电站。

      据英国广播公司报道,乌克兰当局雇佣一家法国公司,负责搭建一个钢铁外层结构,取代 在1986年核泄漏之后用来掩盖核反应堆的混凝土外层。这一混凝土外层在发生事故后仓促建成,现在已出现损坏,因此当局计划建筑新的钢铁外层,遮盖曾发生核泄漏的反应堆和放射性材料。

      新的钢铁外层工程将耗资14亿美元,由国际捐献者出资,并由欧洲重建与开发银行监督资金营运,预计在5年内竣工。

      乌克兰当局表示,新的钢铁外层结构建成后,将可进行拆卸核反应堆的工作。这个反应堆仍包含95%的原核材料,并被暴露在外。此外,施工质量粗糙,使得现有的混凝土保护外层非常脆弱。乌克兰当局同时还与美国公司达成协议,在切尔诺贝利核电站的30公里“隔离区”内建造一个储存设施,收藏核电站泄漏的核废料。

      欧洲重建与开发银行总裁勒米埃表示,乌克兰政府和国际社会持续不断的承诺和参与,对有关工程能够顺利完工至关重要。

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