第一篇:切尔诺贝利事故对环境的影响
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切尔诺贝利事故对环境以及人类健康的影响
和对核电站的反思
摘 要:核电站(nuclear power plant)是利用核分裂(Nuclear Fission)或核融合(Nuclear Fusion)反应所释放的的能量产生电能的发电厂。由于其产能的诸多优点,核电站在近几十年来发展迅猛。然而切尔诺贝利事故对环境的巨大破坏及其引发的一系列问题,又亟需我们进行对核电站进行反思,进而让核电站更好的为我们服务。
关键词:核电站;环境影响;反思
the environment and human health effects caused by Chernobyl accident
and he reflection of nuclear power plants
Abstract: nuclear power plant is a kind of power plant that uses the power of nuclear fission and nuclear fusion to produce electric energy.Due to a good deal of advantages, nuclear power plant has made great progress in recent several decades.However, the great destruction to environment and a series problems caused by Chernobyl accident, we need to rethink nuclear power plant to make it better to our human beings.Key words: nuclear power plant;environment effect;self-examination
切尔诺贝利核电站是苏联时期在乌克兰境内修建的第一座核电站。曾被认为是世界上最安全、最可靠的核电站。但1986年4月26日,核电站的第4号核反应堆在进行半烘烤实验中由于工作人员违反操作规程和反应堆设计中的固有缺陷,使得反应堆形成失控性不稳定状态,进而引起爆炸和起火,大量的放射性物质排放到环境中。据估算,核泄漏事故后产生
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10300690035 工商管理类 廖逸帆 的放射污染相当于日本广岛原子弹爆炸产生的放射污染的100倍。爆炸使机组被完全损坏,8吨多强辐射物质泄露,尘埃随风飘散,致使俄罗斯、白俄罗斯和乌克兰许多地区遭到核辐射的污染。
一、放射性物质的释放及对环境的污染
据估算这次事故共释放出6—8吨放射性物质,占堆芯核燃料总量的(3 5±0.5)%,其大体分布见表l。释放出的放射性核素(不含情性元素)约5 300PBq,其中主要是放射性碘和铯。I的总释放量约1760PBq。约占堆芯中1
31131②
①
I存量的50%。近40%的131
413
5131
I是在事故当
132天释放出的,同时还释放出3265PBq短半衰期的放射性碘(如部分已在堆芯内衰变。Cs的释放量为85PBq。约占堆芯137
137
I、I、I)和
Te,但大
Cs存量的30%。Sr的释放量
137为10PBq。从对人体危害的角度考虑,事故早期主要是放射性碘,晚期主要是
表一 事故中释放出的放射性物质的分布
Cs和Sr。
分布地点 占堆芯核燃料总量的比例(%)
前苏联境内 <=1.5 前苏联境外 <=1 残留在事故境内 >=96 留在事故堆厂址内 <=0.3 沉降于事故堆周围 — 30km地带内 <=1.5 在离反应堆30km区域的范围内,辐射对受照区域的动植物产生了急性副反应,并与辐射剂量和动植物敏感性有关。而在隔离区以外,基本没发现急性辐射诱发副反应。“在隔离区内辐射诱发的细胞死亡和细胞发育异常导致个体和种群的效应包括:松树和土壤无脊椎动物和哺乳动物死亡率升高和动植物生殖能力丧失。”
二、事故引起的辐射照射的健康效应 ①
③
当时放射性测量单位称为“伦琴”,正常大气中的放射量是0.000012伦琴,一般认为,人体一年最多可吸收2伦琴而不受影响,一旦超过400伦琴,人体就会遭受致命污染。而切尔诺贝利爆炸的当天中午,普里皮亚季辐射的读数就已经达到0.2伦琴,是正常值的1万5千倍。到了傍晚,辐射值攀升到了正常值的60万倍。
②
郭力生,切尔诺贝利核电站事故的辐射影响与防护措施[J],中华放射医学与防护杂志2003年4月第 23卷第二期,第138页。③ 黄越承,周平坤,切尔诺贝利事故对健康、环境和社会经济的影响[J],中华放射医学与防护杂志2006
/ 8 年6月第26卷第3期,第309页。
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切尔诺贝利事故中主要有3种人群接受了辐射: 处于切尔诺贝利核电站隔离区的应急救灾和消灾工作人员、从污染区内撤离的当地居民和事故后留在污染区内未迁移的居民。大约1 00 0名应急救灾人员和现场工作人员接受照射的剂量最高,达到2-2 0Gy,并由此导致了某些工作人员死亡。根据官方统计资料,其他工作人员接受的照射剂量平均水平为100mSv。普通公众接受了外照射(如来自土壤的137
137
Cs)和内照射(如食品、水和空气的Cs)。从1986-2005年,污染地区平均所受的累计有效剂量为10-30mSv。在严格控制区,平均水平达50mSv或更高,某些居民受照剂量可高达几百mSv。总体来说,切尔诺贝利事件导致辐射水平要低于某些地区的高本底辐射,如在印度、伊朗、巴西和中国的某些地区,20年累积本底辐射累计剂量可高达100一200mSv。
目前,鉴于那些在事故发生后若干个月的时间里一直工作在反应区的救援和善后人员中癌症、白内障和心血管疾病的患病率的升高,相关的研究仍在继续进行。在事故发生时还是孩子的一些灾难亲历者中,约有5万人患上了甲状腺癌。患病的原因是这些人在事故发生后的几个星期内饮用了被污染的牛奶而使放射性碘进入人体。
专家预测在受到较高水平辐射的60万人(包括应急救灾人员、撤离人员和严重污染 区的居民)中,由辐射导致的肿瘤死亡率升高约几个百分点。即在各种其他原因诱发的1 0万例肿瘤死亡外,另外增加4000例左右辐射诱发的肿瘤死亡。而在约5百万的污染地区居民中,由于辐射剂量比较低,肿瘤死亡率增加不超过1个百分点。
同时,数据显示,切尔诺贝利事故还对当地居民的心理状态产生了严重的影响。对于辐射的恐惧甚至比辐射本身对健康造成的危害更大。大多数受灾地区的居民都有精神紧张的症状,很多人相信,辐射会导致他们患病和早亡。造成这种情况在某种程度上是由于前苏联政府对切尔诺贝利事故的隐蹒和不透明的做法:前苏联领导人戈尔巴乔夫是在事故发生几个星期后的1986年5月14日才通过电视通报了切尔诺贝利核泄漏事件的。尽管后来为了让民众得到可信和真实的信息,各方都作出了很多努力,但是当时人们对事故的许多误解和错误观念至今仍然存在。政府给受灾地区的几百万人发放了社会补助,然而对这一事件后果的不正确的理解也导致了宿命论和消极的行为模式的出现以及“依赖性思潮”的产生。由联合国8个机构以及白俄罗斯、俄罗斯和乌克兰的代表发起成立的切尔诺贝利论坛确认了这些结论。切尔诺贝利论坛的建立就是要消除在社会上和政府中间广泛流传的关于辐射影响的虚假观念。论坛力求对切尔诺贝利事件的后果这一问题得出权威性的科学结论,学者们对此已经达 成共识。
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三、核电站建设的三个阶段
世界核电的发展,大致分为三个时期。1.起步阶段
20世纪50一60年代是核电开发和起步时期。1954年,前苏联建成世界第一座实验核电站,功率为5000千瓦(5MWe);1957年世界上第一座商用核电站—美国希平港60MWe核电站并网发电。美苏两个核大国将核电视为新型能源大力推向工业化。美国继开发压水堆核电技术后,又开发了沸水堆核电技术。苏联继开发了石墨水堆后,也开发了压水堆。与此同时,英国开发了石墨气冷堆,加拿大开发了加压重水堆,世界范围内,多种堆型核电技术纷纷面世。此后,一些国家结合本国石化能源资源储量情况,开始研讨或制定核电政策和核电规划。有的国家决定主要依靠本国力量开发核电技术,如德国、瑞典、印度等:有的决定从国外引进技术并逐步实现国产化,如法国、日本、西班牙等。据统计,这一时期共有110多台不同堆型的核电机组在15个国家开工建造。
2.蓬勃发展时期
20世纪70—80年代中期是核电蓬勃发展时期。由于核电技术经过工业示范后逐步趋于成熟,特别是70年代的石油危机和发达国家快速的经济发展,促使一些国家陆续加入核电行列。除美、苏两国外,加拿大、法国、德国、日本、韩国、瑞典等国都相继建造核电站。据统计,这一期间共有290多台核电机组在32个国家开工建造,全世界核电装机容量迅速增长,是核电发展的辉煌时期。据统计,核电发展量曾达到全球电力的17%,由32个国家的440多座核电机组提供,仅美国就有110座。有19个国家的核发展量超过本国发电总量的20%,其中,法国达77%。3.低谷时期
从20世纪80年代开始,核能逐步由高潮走入低潮,其原因是70年代两次石油危机使工业发达国家的经济由高速发展转入到平稳发展,产业结构由高能耗向高技术低能耗方向调整,使大批电力项目停建、取消,核电首当其冲。加之美国的三哩岛事故和前苏联的切尔诺贝利事故对核电发展产生的重大影响,使公众接受问题成了核电发展的主要障碍之一。尤其是进入90年代,核电装机容量发展开始明显放慢,其平均发展速度不过5%,从1990年到1997年连续8年世界核发电量占世界发电量的比例一直稳定在17%。从1998年起,世界核电总装机容量丌始下降,核发电占总发电量的比例从17%下降到16%。2000年世界核 ①②
①
② 康日新,关于我国核电可持续发展的思考[J],管理现代化2003年第一期
赵嫒,世界核电发展趋势与我国核电建设[J],地域研究与开发2000年第一期
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10300690035 工商管理类 廖逸帆 电运行很好,没有发生过重大的事故。但是由于政治原因,在一些绿党有很大影响的国家,如德国、比利时、荷兰、瑞典等,政府计划逐步取消核电,但是由于难以找到合适代替核电的其它能源,因而取消核电的计划进展并不顺利。而与此相反,包括美国、法国、俄国、日本、加拿大等国在内的发达国家。以及绝大多数发展中国家和东欧经济转型国家,仍然把核电作为今后重要的能源选择之一,正积极的准备建造新的核电机组或开发新的核电技术。国际原子能机构的统计资料显示,截至2004年6月底,世界上正在运行的核电机组共有442座,总装机容量达到3.63亿千瓦,核发电量约占世界发电总量的17%。美国是世界上目前核电机组数量和总装机容量世界第一。法国、日本和韩国是世界上核电发电量比例最高的国家。
四、论核电的优点与劣势
1.核电之优势
清洁性。核电的清洁性主要体现在废气、废渣的零排放和低放射性。用百万吨级的煤电与核电站每年向大气排放的有害物质相比,煤电排放二氧化碳约为700万吨、二氧化硫约为6万吨、氮氧化物约为9万吨、火渣及飞灰约为80万吨;而在核电生产过程中,以上物质皆为零排放。
经济性。核电的经济性体现在燃料成本、维修费用。核燃料费占发电成本的27%,而煤却占煤电成本的60%;火电厂由于煤的吞吐量大,运行维修费也比相同规模的核电厂高。通过在统一厂址配置多个机组可以使核电站的建造周期明显缩短、建造费用大幅度降低,提高其经济性。
资源优势。核聚变的材料氚以重水型式存在于海水之中。全世界海水中所含的氚通过核聚变释放出的能量可供人类使用50亿年。而矿物能源资源有限,目前已证实的石油资源为140.9*10^9吨,可供4l年;天然气144.76*10^12吨立方米,可供64.1年;煤10.32*10^ 11吨,可供219年。
带动相关技术和产业。核电产业是综合性很强的高技术产业。通过发展核电,可以带动其相关产业体系的建设及发展。2.核电之劣势 ③②
① ①② 安永锋,核能在我国能源战略中的地位[J],山西能源与节能2003年第六期
赵刚、李晓静,中国核电装备制造业面临再次失去大发展对外机遇? [J],《科技中国》,2005,3月号,40-44 ③ 邹树梁、刘兵、陈甲华、刘文君,中国核电发展的现状与展望[J],南华大学学报(社会科学版)2004年12月第一卷第五期,第四页
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投资大、周期长。据官方预算,每座核反应堆约为15亿至20亿美元。对一个国家来说,核电决策意味着巨额投资。
技术难度大。核电所涉及的行业包括电力、机械制造、冶金、电子电器、仪器、仪表、建筑安装等,涉及反应堆物理、热工、水力、机械、电力、电子、辐射屏蔽、放射剂量、应用数学等几十个专业学科的应用。
废料埋存难。中、低放废物的安全处理和储存问题从技术上已经解决,美国、法国的证明,目前的浅底层埋藏固化中低放废物是可靠和安全的。
资源利用率偏低。压水堆的铀资源利用率只有1%一2%,余下的98%一99%的铀238只能作为废料堆放起来。压水堆型的核电站在原料的利用方面不但产生很大的浪费,还增加了核废料的处理难度。
安全隐患。核电的不安全主要反映在没有得到公众普遍心理接受,尤其是在前苏联切尔诺贝利核电站事件发生以后,对核电的恐慌一直存在。从核电本身来看,无论是改进型还是创新型设计,安全性主要集中在严重事故、核废物处置、核电链对环境、健康的影响、错误操作的严重后果。
五、核电站的反思和具体措施
针对切尔诺贝利事件造成的严重后果,我们需要反思我们对于核电的发展我们应该做什么。但是如果说应此而停止发展核电站,说建核电站就是自己要毁灭人类,那是不可能的,也是错误的。所以我们要做的不是考虑不建核电站,而是考虑如何使核电站更好的为我们人类服务。
针对以上的劣势,我认为具体的解决方法有以下几种
1.贷款。采用大量借贷的方式。比如,国外提供成套核电设备,并提供相应的买方信贷,用建成发电后所获得的资金来偿还贷款。这样的模式减小了建设初期自身的资金投入压力。
2.改进技术及制定相关标准。技术的改进是一个持续的过程。为了稳定、甚至改善公众对被负面理解的技术的接受情况,技术改进可以提供必要的、但还不充分的先决条件。最合适的办法似乎是要求排除灾难性突发事件后果(不论它们发生的频率是多少)。这些事故包括迅速疏散的风险,对燃料循环的排放和废物最终处置问题给出清晰而明确的答案。鉴于不存在绝对安全等级界限,因此成功与否将依赖于能否提出一个令人信服的“划分”线。这个划分线的定义尽管尚未建立,结果也难以预料,但是它必须在社会政治框架里出现。“划分要求”可以在具体的技术术语里进行解释。制定“可接受的安全性”的技术标准显得较为重
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更广泛地开展国际间的合作。目前核电技术虽然是成熟的,但是还有一些技术问题有待进一步的解决,首先对目前运行的核电站,应在维护、运行、燃料供应和延长寿期方面进行改进;其次必须要大力推进改进型和革新型的设计。鉴于各国政府对研究、开发活动支持的有限性和概念设计的多样性,在今后10一15年内,为了使新技术得到应用和提升,国际问的合作是至关重要的。合作的核心是加强信息交流、共同评估方向和共同开发一些项目。这一点对于发展中国家的核电发展尤为重要。后记:选此题目做为我的论文题目,主要是由于今年3月11日发生的Fukushima核电站事件,其巨大的危害程度进一步引起了我的关注,所以决定写一篇有关核电站方面的问题。除此之外,还要在这感谢教过我这课的所有老师和让我看后获益的论文及期刊资料的作者,除此之外,还要特别感谢我的宿舍的室友,徐艺恒,张书天,黄世祥,和他们在一起的讨论,让我加深了对核电站的了解,以及对其带来的危害更深的反思。
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第二篇:切尔诺贝利事故的主要影响
国家影响
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,事故后,全欧洲受到核辐射的剂量示意图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。
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堆周围的居民。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。
食物限制1986年4月,一些欧洲国家(除法国以外)已经强制实行食物限制,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维持多年”。
在英国,根据1985起实行的食物和环境保护条例(Food and Environment Protection
爆炸之后的切尔诺贝利核电站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,因地衣在从空气中获取养分的过程中吸收了放射性微粒。
环境影响
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。
奖励灾难调查员的苏联纪念章切尔诺贝利论坛的报告于2005年九月份,联合国、国际原子能机构、世界卫生组织、联合国开发计划署、乌克兰和白俄罗斯政府以及其他联合国团体,一起合作完成了一份关于核事故的总体报告。报告指出事件死亡人数共达4000人,世界卫生组织更包括了死于核辐射的47名救灾人员,和九名死于甲状腺癌症的儿童。联合国于2006年四月份公布世界卫生组织的结果,也许有另外5000多名受害者死于辐射尘地区(包括乌克兰、白俄罗斯和俄罗斯等地)。所以,总数达约9000名受害者。
欧洲议会议员(绿党)一位来自绿党的欧洲议会会员(member of the European Parliament),名叫Rebecca Harms。她受联合国的委托,于2006年撰写一份关于切尔诺贝利核事故的报告,报告名为TORCH。内容说明: “从辐射尘飘散的分布来看,白俄罗斯(其国土约22%)和奥地利(13%)是最受辐射尘污染的地区。其他国家,例如乌克兰(5%)、芬兰和瑞典皆受到高程度上的污染(污染程度:> 40,000 Bq/m,铯-137)。更有80%的辐射尘飘至摩尔多瓦,和欧洲的土耳其、斯洛文尼亚、瑞士。而斯洛伐克则受到较低程度上的污染(污染程度:> 4,000 Bq/m,铯-137)。另外,德国44%和英国34%境内地区均受辐射尘的污染。”
国际原子能机构和联合国原子辐射效应科学委员会(United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation、UNSCEAR)认为TORCH所报告里的污染地区不够全面,认为还有更多地区的污染程度会超过40,000或4,000 Bq/m,铯-137。
TORCH报告于2006年另外指出“预计将会有更多,因这次事故而导致出的放射性物质碘-131(增加引起甲状腺癌的主要物质),会散布至前苏联之外等地。有机会患上甲状腺癌的地区,例如捷克和英国,他们均提出需要更多的研究来解决西欧方面的癌症问题。”此次报告主要预计会额外有30,000至60,000人死于癌症,还预计当中会有18,000至66,000名白俄罗斯人患上甲状腺癌。此外,当局表示这些病症当中,还会有很多潜在因素。因此,当局将无法于2006年初期准确地预计出正确的资料。不仅如此,当局更指出“大部份固体癌症的潜伏期大约是在20至60年”。意外发生后的二十年,平均有约40%的癌症个案于白俄罗斯地区上升,即当年最受辐射尘所污染的地区。”从2005年的讨论会更显示,近期有45岁以下女性患上乳癌的个案亦有所上升。另外,TORCH报告也说明了“切尔诺贝利核事故与两项非癌症疾病有关,它们是白内障和心血管疾病。”按照刚才的报告,人类自然组织写了一段文字,内容是:“众所周知,辐射能够更改变以及破坏人类的基因和染色体。”“基因变种以及未来疾病的演变和伤害是有关联的,但结果则较难预测。从另一方面来探讨这问题,有人研究过由事故所影响的基因演变。结果显示,白俄罗斯人的germline minisattelite干细胞里的确有着双重的增长。”
绿色和平组织乌克兰卫生局局长于2006年,发现有约240万的乌克兰人(包括428,000名儿童)受到这次事故的辐射尘,而导致影响身体和心理健康,又指境内流徙人士亦受到同样的问题。另一项研究指称,瑞典的死亡率有提高的倾向,根据切尔诺贝利清理协会的报告指出,组织里大约有600,000名清理人,当中就有10%清理人牺牲,165000名残废。另外,国际癌症研究机构(International Agency for Research on Cancer)于2006年四月份报告,主题为“切尔诺贝利核事故释放出的辐射尘,所导致在欧洲癌症人士的资料统计”。但是,他们又称癌症人士的统计数目,较难做出一个较准确的统计表。当然,结果显示出的是,现今欧洲癌症人士并没有任何上升的趋势。另外,例如在污染地区患上甲状腺癌症的话,就一定是被事故里的辐射尘所感染。但其实最终的是,按照线性无门槛模型(linear no threshold model)在癌症方面上的研究,说出可能会在2065年之内,额外会有16,000多人死于癌症。他们的预计方针,是根据95%信赖区间而定的。
人体影响
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。
苏联当局一开始认为事故可控制,因此仍然在当地进行大规模五一庆典。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,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。
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。
在灾难中,负责复原及整理的工作人员,我们将他们称为“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。根据日本原子弹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。
长期的健康影响 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。
第三篇:切尔诺贝利事故
切尔诺贝利事故.txt今天心情不好。我只有四句话想说。包括这句和前面的两句。我的话说完了对付凶恶的人,就要比他更凶恶;对付卑鄙的人,就要比他更卑鄙没有情人味,哪来人情味
拿什么整死你,我的爱人。收银员说:没零钱了,找你两个塑料袋吧!切尔诺贝利事故
事件回放:
1986年4月26日当地时间1点24分,苏联的乌克兰共和国切尔诺贝利(Чорнобиль,Chernobyl)核能发电厂(原本以列宁的名字来命名)发生严重泄漏及爆炸事故。事故导致31人当场死亡,上万人由于放射性物质远期影响而致命或重病,至今仍有被放射线影响而导致畸形胎儿的出生。这是有史以来最严重的核事故。外泄的辐射尘随著大气飘散到前苏联的西部地区、东欧地区、北欧的斯堪地维亚半岛。乌克兰、白俄罗斯、俄罗斯受污最为严重,由于风向的关系,据估计约有60%的放射性物质落在白俄罗斯的土地。此事故引起大众对于前苏联的核电厂安全性的关注,事故也间接了导致苏联的瓦解。苏联瓦解后独立的国家包括俄罗斯、白俄罗斯及乌克兰等每年仍然投入经费与人力在于灾变的善后以及居民健康保健。因事故而直接或间接死亡的人数难以估算,且事故后的长期影响到目前为止仍是个未知数。2005年一份国际原子能机构的报告认为直到当时有56人丧生—47名核电站工人及9名儿童患上甲状腺癌—并估计大约4000人最终将会因这次意外所带来的疾病而死亡。绿色和平组织及其他人都对研究结果作出争论。
切尔诺贝利核电站简述:
切尔诺贝利核电站(北纬51度23分14秒 东经30度6分41秒)是位于乌克兰普里皮亚季(Прип'ять,Pripyat),切尔诺贝利市西北11英里(18千米),离乌克兰与白俄罗斯边界10英里(16千米),及乌克兰首都基辅(Ки?в,Kiev)以北70英里(110千米)。核电站由四个反应堆组成,每个能产生1千兆瓦特的电能(3千2百兆瓦特的热功率),核事故时四个反应堆共提供了乌克兰10%的电力。厂房的工程始于1970年代,1号反应堆于1977年启用,接著2号(1978年)、3号(1981年)、4号(1983年)亦相继启用。还有两个反应堆(5号及6号,每个能产生10亿瓦特)在事故时仍建造中。
厂房的四个反应堆都是属于同一类型,称为RBMK-1000。
事件起因:
关于事故的起因,官方有两个互相矛盾的理论。第一个是在1986年8月公布,有效地令事故的指责只归于核电站操作员。第二个则是发布于1991年,认为事故由于压力管式石墨慢化沸水反应堆(简称RMBK)的设计缺陷引致,尤其是控制棒的设计。双方的调查团都被多方面游说,包括反应堆设计者、切尔诺贝利核电站职员及政府。现在一些独立的专家相信两个理论都并非完全正确。
另一个促成事故发生的重要因素是职员并没有收到反应堆问题报告的事实。根据Anatoli·Dyatlov---一名职员所述,设计者知道反应堆在某些情况下会出现危险,但将其蓄意隐瞒。(造成这情况是因为厂房主管广泛地吹嘘未有RMBK资格员工:厂长V.P.Bryukhanov,具有燃煤发电厂的训练和经验。他的总工程师Nikolai Fomin亦是来自一个常规能源厂。Anatoli Dyatlov, 3号和4号反应堆的副总工程师只有“一些小反应堆的经验”,VVER反应堆的小版本即苏联海军的核潜艇的设计。)
在细节中,⊕反应器有一个危险高正面空系数。简单地说,这意味著如果蒸汽气泡形成在反应器冷却剂中,核反应加速,如果没有其它干预,将会导致逃亡反应。更坏的话,在低功率输出,这个其它因素未补偿正面空系数,会使反应器不稳定和危险。反应器在低功率的危险对工作人员是与预计相反和未知数。
⊕反应器的一个更加重大的缺陷是在控制棒的设计。在一个核反应堆,控制棒被插入反应堆以减慢核反应。但是,在RBMK反应堆设计,控制棒部份是空心的;当控制标尺被插入时,最初的数秒钟冷却剂被控制棒的空心外壳偏移了。因为冷却剂(水)是中子吸收体,反应堆的输出功率实际上上升。这情况也是与预计相反,而反应堆操作员亦不知情。
⊕操作员粗心大意并违犯了规程,部分是由于他们未察觉反应堆的设计缺陷。一些程序的不规则促成了事故发生。另一原因是安全干事和负责该夜实验操作员之间的通讯不足。
重要注意的一点,是操作员关上了许多反应堆的安全系统,除非安全系统发生故障,否则这是技术指南所禁止的。1986年8月出版的政府调查委员会报告,操作员从反应堆核心至少拿去了204支控制棒(这类型的反应堆共需要211支),留下七支。同样指南(上文提及)是禁止RBMK-1000操作时在核心区域使用少于15支控制棒。
时间经过:
1986年4月25日,4号反应器预定关闭以作定期维修。并决定在这场合作为测试反应堆的涡轮发电机能力的机会,在电力损失情形下发充足的电供给反应堆的安全系统动力(特别是水泵)。像切尔诺贝利,反应堆有一对柴油发电器可利用作为待命,但并不能瞬间地起动—反应堆将因此被使用转动涡轮,到时涡轮会从反应堆分离和在自己的惯性之下力量转动,而测试的目标是确定当发电器起动时,涡轮是否在减少阶段能充足地供给泵浦动力。测试早先在其它单位执行成功(所有安全供应起动)而结果是失败的(那是涡轮产生了不足的力量在减少阶段供给泵浦动力),但另外的改进提示了对其它测试的需要。
为了在更安全、更低功率地进行测试,切尔诺贝利4号反应器的能量输出从正常功率的3.2千兆瓦特减少至700百万瓦特。但是,由于实验开始的延迟时,反应堆控制员太快地减低能量水平,实际功率输出落到只30百万瓦特。结果,中子吸引而成的裂变产品氙-135增加了(这产品典型地在更大的功率情况下,在一台反应堆中消耗)。力量下落的标度虽是接近由安全章程允许的最大限制,但员工组的管理者选择不关闭反应堆并继续实验。后来,实验决定“抄捷径”和只上升功率输出到200 百万瓦特。为了克服剩余氙-135的中子吸收,远多于安全章程数量的控制棒由反应堆拔出。在4月26日上午1点05分,作为实验一部分,被涡轮发电机推动的水泵起动了;水的流量由于这行动而超出了安全章程的指定。水流量在上午1点19分增加了—因为水也会吸收中子,在水流量的进一步增加需要手工撤除控制棒,导致一个极不稳定和危险操作条件。
上午1点23分04秒,实验开始了。反应堆的不稳定状态在控制板没有显示任何情况,并且看起来所有反应堆员工并未充分地意识到危险。水泵的电力关闭了,并且被涡轮发电机的惯性推动,水流的速度减低了。涡轮从反应堆分离,反应器核心的蒸汽水平增加。因为冷却剂被加热,个别的蒸汽在冷却剂管道形成。在切尔诺贝利的RBMK石墨缓和反应器的特殊设计有一个高正面空系数,意味著在没有水时的中子吸收的作用使反应堆的力量迅速地增加,并且在这种情况下,反应堆操作变得逐渐变得不稳定和更加危险。上午1点23分40秒操作员按下了命令“紧急停堆”的AZ-5(“迅速紧急防御5”)按钮—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。这是否作为紧急措施,或只是简单地在实验完成时作为关闭反应堆定期方法,并不清楚(反应堆预定被关闭作为定期维修)。这通常意味著紧急停堆的命令是因为意想不到的迅速力量增量的一个反应。另一方面,总工程师Anatoly·Dyatlov,在事故时身在切尔诺贝利核电站,他写在他的书上:
“在1点23分40秒,集中化控制系统之前„„没有登记能辩解紧急停堆的任何参量变动。依照陈述委任„„会集和分析很多材料,在它的报告,没确定原因为什么命令了紧急停堆。并没有需要寻找原因。反应堆简单地在实验完成时被关闭。”
由于控制棒插入机制(18至20秒的慢速完成),棒的空心部份和冷却剂的临时移位,逃走导致反应率增加。增加的能量产品导致了控制棒管道的变形。棒在被插入以后被卡住,只能进入管道的三分之一,因此无法停止反应。在1点23分47秒,反应堆产量急升至大约30 千兆瓦特,是十倍正常操作的产品。燃料棒开始熔化而蒸汽压力迅速地增加,导致一场大蒸汽爆炸,使反应器顶部移位和受破坏,冷却剂管道爆裂并在屋顶炸开一个洞。为了减少费用,和它的体积太大,反应堆以单一保护层方式兴建。这令放射性污染物在主要压力容器发生蒸汽爆炸而破裂之后进入了大气。在一部分的屋顶炸毁了之后,氧气流入---与极端高温的反应堆燃料和石墨慢化剂被结合—引起了石墨火。这火灾令放射性物质扩散和污染更广的区域。
由于目击者的报告和站内纪录不一致,有一些争论认为确实的事件是发生在当地时间1点22分30。最后共同同意的版本被描述在上面。根据这种理论,第一次爆炸发生了在大约1点23分47秒,操作员在七秒以后命令了“紧急停堆”。
事故共造成31名工作人员死亡,数千人受到强核辐射,数万人撤离。对环境的破坏无法估量。
三里岛事故 三里岛事故
美国三里岛压水堆核电厂二号堆于1979年3月28日发生的堆芯失水而熔化和放射性物质外逸的重大事故。这次事故是由于二回路的水泵发生故障后,二回路的事故冷却系统自动投入,但因前些天工人检修后未将事故冷却系统的阀门打开,致使这一系统自动投入后,二回路的水仍断流。当堆内温度和压力在此情况下升高后,反应堆就自动停堆,卸压阀也自动打开,放出堆芯内的部分汽水混合物。同时,当反应堆内压力下降至正常时,卸压阀由于故障未能自动回座,使堆芯冷却剂继续外流,压力降至正常值以下,于是应急堆芯冷却系统自动投入,但操作人员未判明卸压阀没有回座,反而关闭了应急堆芯冷却系统,停止了向堆芯内注水。这一系列的管理和操作上的失误与设备上的故障交织在一起,使一次小的故障急剧扩大,造成堆芯熔化的严重事故。在这次事故中,主要的工程安全设施都自动投入,同时由于反应堆有几道安全屏障(燃料包壳,一回路压力边界和安全壳等),因而无一伤亡,在事故现场,只有3人受到了略高于半年的容许剂量的照射。核电厂附近80千米以内的公众,由于事故,平均每人受到的剂量不到一年内天然本底的百分之一,因此,三里岛事故对环境的影响极小
第四篇:切尔诺贝利核泄漏事故
切尔诺贝利事故
切尔诺贝利核电站位于乌克兰北部,距首都基辅只有140公里,它是原苏联时期在乌克兰境内修建的第一座核电站。曾几何时,切尔诺贝利是苏联人民的骄傲,被认为是世界上最安全、最可靠的核电站。但1986年4月26日的一声巨响彻底打破了这一神话。核电站的第4号核反应堆在进行半烘烤实验中突然发生失火,引起爆炸,据估算,核泄漏事故后产生的放射污染相当于日本广岛原子弹爆炸产生的放射污染的100倍。爆炸使机组被完全损坏,8吨多强辐射物质泄露,尘埃随风飘散,致使俄罗斯、白俄罗斯和乌克兰许多地区遭到核辐射的污染。
事件回放
1986年4月26日当地时间1点24分,苏联的乌克兰共和国切尔诺贝利(Чорнобиль,Chernobyl)核能发电厂(原本以列宁的名字来命名)发生严重泄漏及爆炸事故。事故导致31人当场死亡,上万人由于放射性物质远期影响而致命或重病,至今仍有被放射线影响而导致畸形胎儿的出生。这是有史以来最严重的核事故。外泄的辐射尘随着大气飘散到前苏联的西部地区、东欧地区、北欧的斯堪地维亚半岛。乌克兰、白俄罗斯、俄罗斯受污染最为严重,由于风向的关系,据估计约有60%的放射性物质落在白俄罗斯的土地。此事故引起大众对于前苏联的核电厂安全性的关注,事故也间接导致了苏联的瓦解。苏联瓦解后独立的国家包括俄罗斯、白俄罗斯及乌克兰等每年仍然投入经费与人力致力于灾难的善后以及居民健康保健。因事故而直接或间接死亡的人数难以估算,且事故后的长期影响到目前为止仍是个未知数。
到2006年,官方的统计结果是,从事发到目前共有4000多人死亡。但是绿色和平组织,基于白俄罗斯国家科学院的数据研究发现,在过去20年间,切尔诺贝利核事故受害者总计达900多万人,随时可能死亡。因此,绿色和平组织认为,切尔诺贝利核泄漏造成的死亡人数比官方统计的结果多了至少9万人,这个数字是官方统计数字的20倍!
死亡人数:9.3万人
致癌人数:27万人
经济损失:数千亿美元
切尔诺贝利核电站简介 切尔诺贝利核电站(北纬51度23分14秒 东经30度6分41秒)是位于乌克兰普里皮亚季(Прип'ять,Pripyat),切尔诺贝利市西北11英里(18千米),离乌克兰与白俄罗斯边界10英里(16千米),及乌克兰首都基辅(Київ,Kiev)以北70英里(110千米)。核电站由四个反应堆组成,每个能产生1千兆瓦特的电能(3千2百兆瓦特的热功率),核事故时四个反应堆共提供了乌克兰10%的电力。厂房的工程始于1970年代,1号反应堆于1977年启用,接着2号(1978年)、3号(1981年)、4号(1983年)亦相继启用。还有两个反应堆(5号及6号,每个能产生10亿瓦特)在事故发生时仍在建造中。
厂房的四个反应堆都是属于同一类型,称为RBMK-1000。
事件起因
关于事故的起因,官方有两个互相矛盾的理论。第一个是在1986年8月公布,有效地令事故的指责只归于核电站操作员。第二个则是发布于1991年,认为事故由于压力管式石墨慢化沸水反应堆(简称RMBK)的设计缺陷引致,尤其是控制棒的设计。双方的调查团都被多方面游说,包括反应堆设计者、切尔诺贝利核电站职员及政府。现在一些独立的专家相信两个理论都并非完全正确。
另一个促成事故发生的重要因素是职员并没有收到反应堆问题报告的事实。根据Anatoli·Dyatlov---一名职员所述,设计者知道反应堆在某些情况下会出现危险,但将其蓄意隐瞒。(造成这情况是因为厂房主管广泛地吹嘘未有RMBK资格员工:厂长V.P.Bryukhanov,具有燃煤发电厂的训练和经验。他的总工程师Nikolai Fomin亦是来自一个常规能源厂。Anatoli Dyatlov, 3号和4号反应堆的副总工程师只有“一些小反应堆的经验”,VVER反应堆的小版本即苏联海军的核潜艇的设计。)
在细节中,⊕反应器有一个危险高正面空系数。简单地说,这意味著如果蒸汽气泡形成在反应器冷却剂中,核反应加速,如果没有其它干预,将会导致逃亡反应。更坏的话,在低功率输出,这个其它因素未补偿正面空系数,会使反应器不稳定和危险。反应器在低功率的危险对工作人员是与预计相反和未知数。
⊕反应器的一个更加重大的缺陷是在控制棒的设计。在一个核反应堆,控制棒被插入反应堆以减慢核反应。但是,在RBMK反应堆设计,控制棒部分是空心的;当控制标尺被插入时,最初的数秒钟冷却剂被控制棒的空心外壳偏移了。因为冷却剂(水)是中子吸收体,反应堆的输出功率实际上上升。这情况也是与预计相反,而反应堆操作员亦不知情。
⊕操作员粗心大意并违犯了规程,部分是由于他们未察觉反应堆的设计缺陷。一些程序的不规则促成了事故发生。另一原因是安全干事和负责该夜实验操作员之间的通讯不足。
重要注意的一点,是操作员关上了许多反应堆的安全系统,除非安全系统发生故障,否则这是技术指南所禁止的。1986年8月出版的政府调查委员会报告,操作员从反应堆核心至少拿去了204支控制棒(这类型的反应堆共需要211支),留下七支。同样指南(上文提及)是禁止RBMK-1000操作时在核心区域使用少于15支控制棒。
事件经过
1986年4月25日,4号反应器预定关闭以作定期维修。并决定在这场合作为测试反应堆的涡轮发电机能力的机会,在电力损失情形下发充足的电供给反应堆的安全系统动力(特别是水泵)。像切尔诺贝利,反应堆有一对柴油发电鳞/url]可利用作为待命,但并不能瞬间地起动—反应堆将因此被使用转动涡轮,到时涡轮会从反应堆分离和在自己的惯性之下力量转动,而测试的目标是确定当发电器起动时,涡轮是否在减少阶段能充足地供给泵浦动力。测试早先在其它单位执行成功(所有安全供应起动)而结果是失败的(那是涡轮产生了不足的力量在减少阶段供给泵浦动力),但另外的改进提示了对其它测试的需要。
为了在更安全、更低功率地进行测试,切尔诺贝利4号反应器的能量输出从正常功率的3.2千兆瓦特减少至700百万瓦特。但是,由于实验开始的延迟时,反应堆控制员太快地减低能量水平,实际功率输出落到只有30百万瓦特。结果,中子吸引而成的裂变产品氙-135增加了(这产品典型地在更大的功率情况下,在一台反应堆中消耗)。力量下落的标度虽是接近由安全章程允许的最大限制,但员工组的管理者选择不关闭反应堆并继续实验。后来,实验决定“抄捷径”和只上升功率输出到200 百万瓦特。为了克服剩余氙-135的中子吸收,远多于安全章程数量的控制棒由反应堆拔出。在4月26日上午1点05分,作为实验一部分,被涡轮发电机推动的水泵起动了;水的流量由于这行动而超出了安全章程的指定。水流量在上午1点19分增加了—因为水也会吸收中子,在水流量的进一步增加需要手工撤除控制棒,导致一个极不稳定和危险操作条件。
上午1点23分04秒,实验开始了。反应堆的不稳定状态在控制板没有显示任何情况,并且看起来所有反应堆员工并未充分地意识到危险。水泵的电力关闭了,并且被涡轮发电机的惯性推动,水流的速度减低了。涡轮从反应堆分离,反应器核心的蒸汽水平增加。因为冷却剂被加热,个别的蒸汽在冷却剂管道形成。在切尔诺贝利的RBMK石墨缓和反应器的特殊设计有一个高正面空系数,意味著在没有水时的中子吸收的作用使反应堆的力量迅速地增加,并且在这种情况下,反应堆操作变得逐渐变得不稳定和更加危险。上午1点23分40秒操作员按下了命令“紧急停堆”的AZ-5(“迅速紧急防御5”)按钮—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。这是否作为紧急措施,或只是简单地在实验完成时作为关闭反应堆定期方法,并不清楚(反应堆预定被关闭作为定期维修)。这通常意味著紧急停堆的命令是因为意想不到的迅速力量增量的一个反应。另一方面,总工程师Anatoly·Dyatlov,在事故时身在切尔诺贝利核电站,他写在他的书上:
“在1点23分40秒,集中化控制系统之前„„没有登记能辩解紧急停堆的任何参量变动。依照陈述委任„„会集和分析很多材料,在它的报告,没确定原因为什么命令了紧急停堆。并没有需要寻找原因。反应堆简单地在实验完成时被关闭。”
由于控制棒插入机制(18至20秒的慢速完成),棒的空心部份和冷却剂的临时移位,逃走导致反应率增加。增加的能量产品导致了控制棒管道的变形。棒在被插入以后被卡住,只能进入管道的三分之一,因此无法停止反应。在1点23分47秒,反应堆产量急升至大约30 千兆瓦特,是十倍正常操作的产品。燃料棒开始熔化而蒸汽压力迅速地增加,导致一场大蒸汽爆炸,使反应器顶部移位和受破坏,冷却剂管道爆裂并在屋顶炸开一个洞。为了减少费用,和它的体积太大,反应堆以单一保护层方式兴建。这令放射性污染物在主要压力容器发生蒸汽爆炸而破裂之后进入了大气。在一部分的屋顶炸毁了之后,氧气流入---与极端高温的反应堆燃料和石墨慢化剂被结合—引起了石墨火。这火灾令放射性物质扩散和污染更广的区域。由于目击者的报告和站内纪录不一致,有一些争论认为确实的事件是发生在当地时间1点22分30。最后共同同意的版本被描述在上面。根据这种理论,第一次爆炸发生了在大约1点23分47秒,操作员在七秒以后命令了“紧急停堆”。
后事
爆炸发生后,并没有引起苏联官方的重视。在莫斯科的核专家和苏联领导人得到的信息只是“反应堆发生火灾,但并没有爆炸”,因此苏联官方反应迟缓。在事故后48小时,一些距离核电站很近的村庄才开始疏散,政府也派出军队强制人们撤离。当时在现场附近村庄测出了是致命量几百倍的核辐射,而且辐射值还在不停地升高。但这还是没有引起重视。专家宁愿相信是测量辐射的机器故障也不相信会有那么高的辐射。可是居民并没有被告知事情的全部真相,这是因为官方担心会引起人民恐慌。许多人在撤离前就已经吸收了致命量的辐射(若能立即撤离,则可大幅减少受害者数量及程度)。
事故后3天,莫斯科派出的一个调查小组到达现场,可是他们迟迟无法提交报告,苏联政府还不知道事情真相。终于在事件过了差不多一周后,莫斯科接到从瑞典政府发来的信息。此时辐射云已经飘散到瑞典。苏联终于明白事情远没有他们想的那么简单。
之后数个月,苏联政府派出了无数人力物力,终于将反应堆的大火扑灭,同时也控制住了辐射。但是这些负责清理的人员也受到严重的辐射伤害;原因之一为遥控机器人的技术限制,加上严重辐射线造成遥控机器人电子回路失效,因此许多最高污染场所的清理仍依赖人力。
即时的影响
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,事故后,全欧洲受到核辐射的剂量示意图
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5–12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。
在灾难中,负责复原及整理的工作人员,我们将他们称为“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。
奖励灾难调查员的苏联纪念章
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。根据日本原子弹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。
切尔诺贝利电厂并没有因为4号机组出问题而停止运作,只是封闭了电厂的4号机,并且用200米长的水泥与其他机组隔开,但由于缺乏能源,所以乌克兰政府让其他三个机组继续运作。1991年在2号机组发生一场火警,乌克兰政府当局随后宣布2号机组无法修复,并须终止运作。1996年11月,在乌克兰政府与国际原子能总署的协议下,1号机组停止运作。2000年11月乌克兰政府总统列昂尼德·丹尼洛维奇·库奇马,在一个正式典礼上关闭了3号机组的运作。至此,整个切尔诺贝利发电厂就停止发电,永远不再运作。
未来所需要的维修 损毁的4号机组现正使用石棺水泥围墙保护着以阻止辐射扩散,但这并非是一个永远安全的做法。原因是在于当时以工业遥控机器人搭建的石棺正在严重地变旧。如果石棺倒塌的话,有可能会导致机组释放出有辐射性的尘埃。这些石棺脆弱程度连一阵小型的地震,或一阵强烈的大风,都也可能引至其屋顶倒塌。因此,当局曾经研究出好几种帮助围墙的方案。
根据官方估计,发生事故后的反应炉内大约还有95%的燃料(180公吨),该批燃料的总放射性达约1800万Ci(670 PBq).现时残留在内的放射性物质已经硬化成陶瓷状物质。它们主要在事故发生初期时,反应堆的核心碎片能在反应炉内四处流窜,并且和其他灰尘和熔岩状的“燃料覆盖物质”(fuel-containing materials, FCM)构成。现时仍不能够确定这些陶瓷状物质何时会延缓释放放射性物质。
透过秘密的估计,在该核电厂里有至少有4公顿的放射性尘埃。不过,最新的估计已经调查了关于燃料的数量,并保持在反应堆中的份量。一些估计指出,现在安置在燃料反应堆内的总数量,大约只有原先燃料的70%。由于爆炸,国际原子能机构因此失去了那5%的燃料。而且,一些清算人估计原先的燃料5 V10%,只装在这个石棺里面。
至于其他方面,水继续漏入反应炉。在整个反应堆大楼内,被淹没的环境散播出放射性物质。而反应堆大楼的地下室,同时也缓慢地充满被核燃料所污染的物质,并且释放出有放射性的废物水。虽然已经修补了在屋顶上形成的洞口,但是该洞口也只能够在这种情况下继续恶化。
当这个石棺不能透气时,加热比加冷更加容易,这提升了在该核电厂的湿度水平。同时亦在反应炉的高湿度当中,继续腐蚀这个石棺里的混凝土和钢。进一步倒塌的后果
目前反应炉的废墟楼顶正是由该反应堆大楼所建造。两个所谓“庞大的梁”,不单是支撑了反应炉的屋顶,还支援了其他倚赖架构的回应堆大楼墙。如果回应堆大楼的墙和反应炉的屋顶倒塌,惊人数量的放射性灰尘和粒子将会被直接释放到空气中,令辐射物质毁灭周围的环境。对反应炉更进一步的威胁的是石棺位置本身就已经很不安全,因为瓦砾正在差不多垂直的位置中,才能够支持它。若果石棺的倒塌,将会进一步加重核电厂的压力,同时散播出放射性物质。
这个石棺除了覆盖已破坏的反应堆,也包含在4号反应堆上的残余放射性物质。当提出一个新的石棺设计时,只能预期最多只有100年的寿命。所以,永久的石棺建设将无疑对工程师来说,是一项具挑战未来多代的工程。
永远的噩梦
堵住污染源头是一项艰巨的任务,而清除核辐射尘埃则是另一项艰巨的任务。一年之后,切尔诺贝利核泄漏事故中最先遇难的核电站工作和消防员被转移在莫斯科一处公墓内,安葬他们用的是特制的铅棺材!因为他们的的遗体成为了足以污染正常人的放射源。
核尘埃几乎无孔不入。核放射对乌克兰地区数千万平方公里的肥沃良田都造成了污染。
乌克兰共有250多万人因切尔诺贝利而身患各种疾病,其中包括47.3多万名儿童。
据专家估计,完全消除这场浩劫对自然环境的影响至少需要800年,而持续的核辐射危险将持续10万年。
在经济上,前苏联损失了约90亿卢布:善后处理费用40多亿卢布,农业和电力生产损失40多亿卢布。专家估计,除核电站本身的损失外,仅清理一项就得花几十亿美元,如果全部加起来,可能达数百亿美元。
第五篇:切尔诺贝利核电事故案例
前苏联切尔诺贝利事故
一、切尔诺贝利事故的影响
1、安南呼吁继续援助切尔诺贝利核电站事故受害国
新华网联合国4月26日电(记者杨志望)联合国秘书长安南26日在切尔诺贝利核电站事故19周年之际发表声明,呼吁国际社会继续对俄罗斯、白俄罗斯和乌克兰等深受那场灾难影响的国家提供援助,帮助这些国家恢复受灾地区的社会经济发展。
声明说,俄、白、乌3国至今仍在社会、经济和环境领域遭受人类历史上最严重的核电站事故的影响,联合国多年来一直致力于协助这3个国家消除这些影响。那场核事故带来的挑战随着时间的推移也在发生变化。目前,辐射造成的威胁已逐渐减少,取而代之的是赤贫、失业和基础设施匮乏等问题。
声明指出,联合国帮助消除切尔诺贝利事故影响的工作重点,也从紧急人道救援转向长期的发展援助,以帮助受灾地区建立新的、可持续的生活方式。国际社会应增加对切尔诺贝利受害国的援助,帮助受灾社区居民实现自给自足,恢复健康、正常的生活。
声明说,联合国倡议成立的“切尔诺贝利论坛”将于今年9月就该事故造成的影响作出结论,白俄罗斯将于明年举办切尔诺贝利事故20周年纪念活动。这些活动都将有助于促使国际社会吸取那场核事故的教训,并防止类似事故的发生,也有助于推动国际社会向事故的受害国和受害者提供持续的援助。
2、震动世界的事故
如果说1979年的美国三里岛核电站事故引起了美国舆论的哗然,那么,1986年 4月26日前苏联切尔诺贝利核电站发生的事故,则震动了世界,其后果几乎影响到整个国际能源界。这一天的凌晨1点23分,位于苏联大城市基辅以北130公里白俄罗斯-乌克兰大森林地带东部的切尔诺贝利核电站,第四号机组发生了事故,反应堆猛烈爆炸,引起熊熊大火导致反应堆堆芯毁坏和部分厂房倒塌。
事后,前苏联政府宣布,有31人死亡,8吨多强辐射物质倾泻而出,203人受伤,13.5万人被疏散,事故造成的直接经济损失达数十亿卢布。事故发生后,大量放射性尘埃飘逸到北欧和东、西欧部分国家,使一些地区环境中某些介质的放射性物质含量远远超过正常标准。污染遍及居住着694.5万人的15万平方公里地区,320多万人直接遭受核辐射侵害。参加救援工作的83.4万人中,已有5.5万人丧生,7万人成为残疾,30多万人受放射伤害死去。
3、切尔诺贝利石屋
1996年11月30日晚22点,乌克兰切尔诺贝利核电站1号机组顺利关闭,以后将不再使用。切尔诺贝利核电站是乌克兰现有的5座核电站之一,原有4个发电机组。1986年4月第4号机组发生爆炸,酿成核泄漏事故以后,由于乌克兰能源短缺,其余机组仍然继续运转。但西方国家担心事故重演,多次敦促关闭切尔诺贝利核电站,同时答应给乌克兰以经济补偿。
1996年4月,西方七国以及欧洲联盟与乌克兰在莫斯科签署关于解决切尔诺贝利核电站问题的谅解备忘录。备忘录规定该电站在2000年前全部关闭,西方七国为此承诺向乌克兰提供至少30亿美元的援助。
1986年切尔诺贝利核电站发生事故时,前苏联当局在燃烧失控的反应堆芯上倾倒了砂石和混凝土,又在反应堆外面匆匆忙忙浇了一层很厚的混凝土。乌克兰基辅建筑学院的专家说,这个“石屋”不符合新的国际核电站抗震标准,不能经受7级左右的地震。“石屋”的原设计寿命是30年,但许多专家认为,即使不发生地震,这座“石屋”也危在旦夕。
当年事故发生后,反应堆周围的高强度辐射使建造“石屋”的工人们不敢深入施工,因此在灼热的反应堆上方留下了总面积2000平方米的空穴,猫头鹰在上飞进飞出;另外,劣质混凝土壁也出现了裂缝。按照西方把反应堆“完全封闭”的要求,近年来乌克兰对“石屋”补了又补,结果是反应堆里的高压水流不出来,严重腐蚀内部的金属结构,迟早有一天,它会完全崩溃。
乌克兰环境部长认为,正是这种缝补的做法使问题变得棘手。建筑专家估计,在“石屋”启用10年(即1996年)后,无人能够保证其安全性。由于这座“石屋”放着610公斤钚、17公斤镅以及其他15种高强度放射性物质,其内壁也沾染了核辐射,变成放射性混凝土,“放射云”又可能会出现在切尔诺贝利上空。
4、瑞典的报告
据瑞典国家射线保护研究所发表的一项报告,在受这一事故影响最严重的瑞典中部和北部的一些地区,1995年仍有2.6万头驯鹿由于其铯含量过高在屠宰后被销毁。这些地区内陆湖泊中的鱼,森林中的野生动物和蘑菇,每公斤铯含量也超过规定值。不过在农产品中已找不到来源于切尔诺贝利的放射物痕迹,各类食物对人的健康已无害。
研究工作表明,鱼和野生动物体内的铯含量减少较慢,这是因为来源于切尔诺贝利的铯中有一小部分极易活动,它们在湖水与森林中循环,可能要过30年才能消失。该研究所估计,瑞典人由于切尔诺贝利核电站事故影响而患癌症的可能性,与其他能够诱发癌症的因素相比还是微不足道的。
对于大家关心的核事故“远期效应”即辐射致癌风险等问题,在2000年有一个给联合国大会提交的报告显示,切尔诺贝利核事故发生14年来,迄今除了在白俄罗斯、俄罗斯和乌克兰童年甲状腺癌的发生率有十万分之几例的增加外,没有发现可以归因于辐射的总癌症发生率和死亡率增加的任何科学证据,没有发现白血病增加的任何科学证据,也尚未发现直接与辐射照射有关的非恶性疾病增加的任何科学证据。
5、大风吹走了放射性物质
这里面有一种意外的情况,人们未曾料到。与10年前科学家们估计在今后的数十年至数百年,区内的大片土地将成为寸草不生之地相反,美国一群科学家先后9次,深入切尔诺贝利核电站附近30公里范围的受辐射污染区,他们意外地发现,区内竟然生机勃勃,不少野生动植物正在迅速成长,数量大大增加,它们重新返回以往被人类霸占了的地方。而且那些动物的外貌,并没有受到辐射损害的明显痕迹。科学家考察后认为,这是因为事发当天刮大风和下大雨所致,在反应堆爆炸以后,第一团毒气吹到了核电站的附近树林,把那儿的树木毁灭;其他的放射性化学物质则被吹送到更远的地方,雨水再把化学物质带进泥土里去。
因此,远在北欧的驯鹿会吃到受放射性物质污染的苔藓,可核电站邻近的土地,反而能避过这场浩劫。
据白俄罗斯政府1997年公布的资料,切尔诺贝利核事故所泄漏的放射性粉尘,有70%飘落在白俄罗斯境内,在事故发生初期,白俄罗斯大部分公民都受到不同程度的核辐射,6000平方公里土地暂停使用,400多个居民区成为无人区,政府不得不关闭了600多所学校、300多个企业以及54个大型农业联合体。
白俄罗斯政府预计,切尔诺贝利核事故给白俄罗斯造成的直接经济损失在2350亿美元以上。这个数字相当于白俄罗斯32个财政年的总和,政府为消除核危害,每年的拨款要占整个国家预算的20%~25%。
白俄罗斯有个儿童血液治疗中心。这里共有81个患儿,其情景让人触目惊心,病房里的孩子无论男女几乎清一色地没有头发。切尔诺贝利核事故严重影响了这些孩子的健康。白俄罗斯筹建了一座特殊的纪念馆——切尔诺贝利核灾难纪念馆,将切尔诺贝利核事故的前前后后以各种方式展现在人们的面前。人们不会忘记这些可爱的孩子们,更不会忘记切尔诺贝利。据专家估计,完全消除这场浩劫的影响需要数百年。
6、生物基因发生变异
报告查明,前苏联提供的环境污染地图和评价除了锶水平估计过高以外,一般是准确的。该报告对受污染地区居民的剂量估算较前苏联专家的估算结果低1/2~1/3。这种差别不是由于不准确的测量造成的,而是由于前苏联的计算中故意加入了慎重的保险系数。
事情当然不会到此为止,到了1995年4月26日,俄罗斯纪念切尔诺贝利核电站在9年前的这天所发生的悲剧。当时的统计,至少有14万人受到放射性物质的影响。
同年,美国佐治亚大学的一个研究小组对切尔诺贝利核电站附近的田鼠进行了研究。他们发现,在距核电站半径30公里以内地区的田鼠基因发生了巨大变化,仅细胞质线粒体上的一个基因就有46种变异形式,而他们对30公里以外地区10种动物的研究表明,这种基因只产生了4种变异形式。
研究人员的这一新发现向生物学家提出了新问题,生物学家一直认为生物基因在短时间内产生巨大变异将会导致种群灭绝,而切尔诺贝利核电站附近田鼠产生的基因复异,超出原先生物学家认为的极限约40倍,但这些田鼠仍然“鼠丁兴旺”,研究人员推测生物抗自然灾害带来的基因变异能力远比人们想象的大得多。
1996年美国与乌克兰的联合研究人员,对基辅水库和距该反应堆20公里范围内的12个池塘中的416条鲫鱼的血细胞中的DNA也进行了分析,发现某些鱼的血细胞中所含的DNA数量比正常情况下多2~3倍,其数量因细胞而异。这种现象是由放射线造成的。
7、切尔诺贝利石屋周围
前苏联切尔诺贝利核事故发生后,为制止该电站第4机组废墟中残留的核燃料扩散,有关单位用厚厚的混凝土堆造了一个有复杂通风系统的多层大型建筑物,把第4机组的全部设施埋在其中,这个建筑物成了“石屋”。(新闻报道称之为“石棺”)但是,5年后,据美国《科学》周刊报道,国际原子能机构就切尔诺贝利核事故的后果,汇集了辐射科学家的评估后发表了一份报告,判断污染区实际辐射水平低于前苏联专家的估计,同时责备前苏联政府采取了过于小心的防护措施。
后来,据1989年11月间苏联的《新闻周刊》报道:自切尔诺贝利核事故发生3年多以来,苏联专家学者做了工作总结,认为土地和农产品(尤其是牛奶)的放射性核污染水平未能降低。发现有的地区(如纳罗季奇区)有大约半数儿童甲状腺异常或淋巴腺肥大。成人癌症患者成倍增加。先天性畸形家畜急剧增加。动植物体积竟变得比平常大3倍以上,以致出现“鼠大如猪”的景象,看那体态:行动敏捷,浑身灰褐,尖尖的嘴巴,硬硬的胡须,拖着硕长无毛尾巴,身体足足有3英尺长。核辐射使这里的动物,如狐狸、兔子、野猪,就连河中的游鱼,也怪得不可名状。事故后新长出的松针比通常的长,一些植物、花卉的苞蕾也异常肥大。在普里皮亚特市的一个大型温室里培植的黄瓜,比通常的大2~3倍;这里培植的土豆种子具有抗病力强的特性。
全国100多个研究所的科学家云集于此。47国1200名科学家来访,并建立了国际科研中心。这个被称作“国际切尔诺贝利科研项目”的考察工作始于1990年,是应前苏联的请求而设立的。来自25个国家的约200名科学家和医学专家集中调查了居住在污染区的82.5万居民。
8、第八大奇观
科学技术的历史提示,科学进步的每次挫折,如能认真总结教训,往往是日后长足前进的契机。“阿波罗”飞船1967年在肯尼迪角试验时发生的事故,曾使三名宇航员不幸罹难,但大多数科学家相信,正是随之而来的对美国国家航空与航天局的整顿以及对宇宙飞船的重新设计,最终实现了“阿波罗”11号飞船的登月成功。同样,现今几乎一半对核电站的安全标准,都是在三里岛事故发生后制定的。成功常常得益于令人痛苦的失败,所谓塞翁失马,焉知非福。相信,后人在评价切尔诺贝利事故时,也能作出因祸得福、坏事变好事的结论。切尔诺贝利核电站上空的阴霾至今仍笼罩在人们的心头。为了彻底消除这场灾难给世界造成的危害,最近,多国科学家联合设计出世界上最大的机器人——一座自己建造、自己封闭、高183米的钢金字塔,用来拆除核电站已废弃的部分并阻断核辐射。科学家们预言,这项工程建成后,堪称为世界第八大奇观。
这项工程将由内装的机器人起重机来进行。机器人起重机按照编制好的程序拆毁已爆炸的第4号反应堆及匆匆修起埋藏这座反应堆的“石屋”。技术人员在很远的安全地带用摄像机制导的遥控设施指挥和监视机器人的工作。拆除工作开始时,先由4个较小的机器人组成的一组装臵拆毁4号反应堆上的烟囱及旁边的辅助设施,目的是为了在建造金字塔期间把现有建筑的干扰减少到最低限度,并能够把金字塔封闭起来。这样,将来这座建筑里面有什么变动,都不会向外面释放出放射性尘埃。为了预防进一步的泄漏,金字塔里面将永远保持“负压力”。
烟囱拆毁后,将用机器人操作和遥控的勘测车、挖土机、推土机和起重机来勘探已埋起来的反应堆各部分的位臵,取回核燃料进行再处理,最后,把这些核废料运到更长久更可靠的长期贮藏地点。
另外,从化学物理角度考虑,任何一种放射性物质,今天看来是废物,若干年后,也许会开发出新的用途,可以变废为宝。谁能说发生在切尔诺贝利“石屋”附近生物的基因变异不会给人类以新的启示呢?“核坟墓”里能够飞出金凤凰。
9、一年后的伤亡统计
由于在事故发生后最初几小时参加抢险工作的原因,电站和事故处理的部分工作人员遭受了大剂量辐射。同时,参加扑灭火灾的人有的被烧伤。政府对所有受伤者提供了紧急医疗救护。到1986年4月26日晨6时,已有108人住进医院。在当天,经诊治观察,又有24人住院。1986年 4月26日晨6时由于重烧伤,一人死亡,一名在事故机组上工作的人失踪。可能他工作的地方位于倒塌的结构物区,并且是强放射性区。
根据前苏联采用的早期诊断的程序,在最初36小时内,对一些人作了急性辐射综合症诊断,从而确定哪些人需要立即住院治疗。为了接收住院,在最靠近事故地点的基辅,挑选出临床治疗单位,并在莫斯科挑选出一专门的单位,以便保证最大限度的援救和对检查结果作出权威性的分析。在最初的两天内,送往莫斯科129名患者。在之后的三天中,这些病人中84人确定为Ⅱ-Ⅳ度急性射线并发症患者,27人为Ⅰ度急性射线并发症患者。在基辅,有Ⅱ-Ⅳ度患者11人,Ⅰ度患者55人。
据1987年7月8日即一年多以后的报道,工作人员中,由于烧伤和急性射线并发症死亡的总人数为30人。
二、切尔诺贝利事故
1、核能的利弊教训
鉴于前苏联切尔诺贝利核电站事故空前的国际影响,是迄今为止最大的核事故,也由于这个电站在技术上、管理上及事故处理方面向世界提供了许多难得的而且是宝贵的经验教训,在此,打算对这个电站建造的前因后果、事故过程与善后工作做一较为详细的介绍,这也许还可以在日后给包括科学工业在内的社会各界提供若干有益的借鉴。
这次事故是由几个没有想到的事件的综合原因所造成的,其教训是深刻的,我们应该从积极方面去考虑。如果就此而放弃核能,那么正如前苏联国家原子能利用委员会的报告所指出的:“将大大地增加有机燃料的开采和消耗。由于后者连续不断地向生物圈释放有毒化学物质,这对于人类无疑将增加疾病的危险性,还增加对水资源和森林的破坏。核能除了其各种优越性外,作为一种能源和作为一种保护天然资源的手段,核能在世界范围内的发展也存在一种国际性的潜在威胁。其中包括:放射性物质跨国界的传播(特别是各种严重的辐射事故和核武器的扩散),国际恐怖主义的威胁,一旦发生战争核设施意味着的特殊危险性。所有这些表明,在发展核能和确保其安全方面迫切需要的是加强国际合作。”
如果大家都能对此取得一致的意见,那么切尔诺贝利事故的教训还是很有益的。
2、切尔诺贝利核电站的建造
在前苏联的能源设想中,为节约有机燃料的消耗,建立核工业联合企业,已制订了计划。此计划采用三种堆型:建造中的核电站以VVER(轻水反应堆)、RBMK(大功率压力管式石墨反应堆)和FBR(快中子增殖反应)型反应堆为基础。前两种为轻水冷却热中子反应堆,现在它们是俄罗斯核电站的基础,其装机容量达到3000万千瓦。第三种为钠冷堆,目的是对已采取的技术方案和逐渐发展以钚为基础的闭路燃料循环做工业规模的实验。
按照苏联1986~1990年和直到2000年的经济和社会发展的主要方向,规定了高速发展前苏联的欧洲部分领土和乌拉尔地区的核动力。1985年,核电站的发电量为1700亿度,而到2000年将增加5~7倍。这样的发展意味着将要由核电站提供欧洲部分的能源系统需求的额外容量,从而缓解对新的烧有机燃料热电站的需求。
位于前苏联欧洲部分的白俄罗斯-乌克兰森林区,建造了一座切尔诺贝利核电站。其周围地区的特点原是一个低人口密度地带,直到开始建核电站时,这个地区的平均人口密度大约是每平方公里70人。1986年初,在距核电站30公里半径的区域内总人口已有大约100000人,其中49000人居住在普里皮亚特镇,该镇位于距电站3公里的安全区以西。有12500人居住在地区中心切尔诺贝利村,该村位于电站东南15公里处。
切尔诺贝利核电站的第一期工程(两座RBMK-1000型反应堆机组)是在1970年至1977年间建造的,第二期工程两座核电机组的建设任务于1983年末在同一个厂区完成并投入运行。
3、事故起因
1986年4月25~26日晚,在第一期和第二期建造工程厂区有值班操作人员和各部门的工人以及维护人员176人。此外,在第三期建筑工程现场还有268名夜班建筑工和安装人员。
为了检修,计划于1986年4月25日第四号机组停闭反应堆,此时堆芯共有1659根具有平均燃耗为10.3兆瓦日/公斤的燃料组件,一根附加吸收器和一条未装料的孔道,大部分燃料组件(75%)是首次装料时装入的燃料棒束,其燃耗为12~15兆瓦(热)/公斤。
在停堆之前,以某种规定的方式在8号透平发电机上要进行一些试验,即在停机过程中靠透平机来满足厂用电。这些试验的目的,就是试验在断电期间透平发电机切断蒸汽供应情况下动用转子的动能维持机组本身用电的可能性。这种方式实际上被用于反应堆快速应急堆芯冷却系统(ECCS)的一个子系统。如果以一种适当的方式并具有必要的附加安全措施来进行操作的话,这样的一种试验在运行中的电站上做不应被禁止。
类似的试验在切尔诺贝利电站已经进行过。那时发现,在停机过程中,在耗尽转子动能之前发电机的母线电压早就跌落。在1986年4月25日计划进行的试验中,实验人员打算利用特制的发电机磁场调节器来解决上述问题。可是,在切尔诺贝利核电站8号透平发电机上进行试验的工作大纲,以及根据这个大纲要进行的这些试验都没有认真准备,也没有得到必要的审批。(千万不要认为审批活动仅仅是在办“手续”而已!)
4、公式化的大纲在指导操作
工作大纲质量低劣,以一种纯粹公式化的方式草拟了有关安全措施的部分(该安全部分仅仅说到:在这些试验当中执行所有接通开关的操作都要有值班长准许,在紧急事件情况下工作人员按电站规程行动,以及在这些试验开始之前总指挥--一位电气工程师,不是反应堆装臵专家--应该通知值班的安全工作人员)。除此之外,该大纲基本上没有附加安全措施的规定,大纲要求关掉反应堆应急堆芯冷却系统。这就意味着在整个试验过程里,即大约4个小时,实质上降低了反应堆的安全性。(程序不正确真的很危险!)在这些试验中,由于安全性问题没有得到必要的重视,有关工作人员对试验没有做充分地准备并且不知道可能的危险性,加之,如下面所述那样,工作人员违反大纲要求,从而为这次事故的发生埋下了隐患。
4月25日l点整,工作人员开始降低反应堆功率(直到此时,该机组一直在额定参数下运行),在13点05分反应堆功率为1600兆瓦(热)时切除了7号透平发电机。机组本身所需要的电源(4台主循环泵,两台给水泵,和其他设备)被切换到8号透平发电机的母线上。
在14点,按照试验大纲的要求,把反应堆应急堆芯冷却系统与强迫循环回路(MFCC)断开。可是,由于控制室的要求推迟了机组从运行状态下解列。于是,在违反运行规程的情况下,该机组在应急冷却系统断开后继续运行。
在23点10分又开始降功率。试验大纲中,发电机惰走的同时供给机组需要的电源应在堆功率为700~1000兆瓦(热)下完成。可是,当局部的自动调节系统切除时(这是按低功率下运行规程应该做的),操作人员未能足够迅速地消除因自动调节棒的测量部件所引起的不平衡。结果,功率降到30兆瓦(热)以下。
4月26日1点,操作人员才成功地使功率稳定在200兆瓦(热)。同时,因为反应堆“中毒”仍在继续,进一步提高功率受到了小的可利用的过剩反应性的限制。所以,当时的功率实际上低于规定要求的水平。
5、保护系统被解除
尽管如此,仍决定继续做这些试验。在1点3分和1点7分,各有一台备用主循环泵从各自一侧投入,与已经运行的6台泵一起工作。所以当完成该实验时,在MFCC系统上仍有四台泵运行用来安全冷却堆芯。
由于反应堆功率以及因此导致的堆芯和MFCC系统的水阻显著地低于所预计的水平,又由于8台主循环泵都投入运行,所以,通过堆芯的冷却剂流量高达56000~58000立方米/小时,个别单泵流量达8000立方米/小时。这违反了运行规程。这种运行方式是被禁止的(操作员的意识存在严重问题),因为泵有被损坏的危险和在主冷却剂管道内形成空泡,从而能发生机械振动。备用主循环泵投入并导致通过堆芯的流量增加,从而引起蒸汽量的减少,汽鼓汽水分离器内的蒸汽压力下降,并引起反应堆其他参数的改变。操作人员企图维持系统的主要参数,但是,他们这样做并未完全成功。在这一阶段,他们看到在汽鼓汽水分离器蒸汽压力下降大约0.5~0.6兆帕,而且水位低于紧急事故标记。在这种情况下,为了避免停堆,操作人员切除与这些参数有关的事故保护系统。(简直疯了!拿自己和家人的生命开玩笑!)
同时,反应性缓慢地持续下降。l点23分30秒,操作人员从快速反应性计算程序输出看到,现在过剩反应性已达到要求立即停堆的水平。然而,工作人员并没有据此停堆,而是开始做各种实验。
1点23分4秒第8号透平发电机组事故调节阀关闭。反应堆在大约200兆瓦(热)功率下继续运行。与两台透平发电机组(7号透平发电机组于4月25日关闭)的应急调节阀关闭有关的事故保护系统都被解除,以便若第一次试验失败的话,将有可能再重新做该实验。这意味着更进一步违反实验大纲,大纲没有规定在关闭2台透平发电机组时切除反应堆事故保护系统。
6、操作人员不遵守规则
实验开始之后不久反应堆功率开始缓慢上升。在1点23分40秒,机组值班长发出命令按动AZ-5按钮。这将把所有的控制棒和快速停堆棒插入堆芯。这些棒下落几秒钟后,感到有一些振动,而且,操作人员看到吸收棒没有完全插到堆芯底部停止位臵。接着他切断了棒控制系统的伺服机驱动机构的电源,以便使吸收棒靠本身自重坠入堆芯。
根据4号机组外侧的目击者们提供的情况,在1点24分接连发生两次爆炸。燃着物的团块和火星冲入反应堆上空,其中有些落到汽轮机厂房屋顶并开始着火。在反应堆的设计中,考虑到了它的各种物理特性,并都提供了保护措施,以防止事故的发生,这包括技术方面的保护措施,也有为核电站实施工艺过程而制定的各种指令和严格的规则。
在准备和进行透平发电机的实验过程中,透平机在惰走过程中要满足该机组电力的需求,而操作人员却切断了各种重要的保护系统,违反了有关技术工艺过程安全管理上最重要的操作规程的规定。
操作人员的主要目的,是想尽可能迅速地完成这项实验。没有充分准备,进行实验时不遵守规程,也没有遵守实验大纲本身的要求,对反应堆装臵操作的轻率,证明操作人员没有掌握有关反应堆工艺过程的专门知识,也不懂得反应堆潜在的危险。(如果不去抢这一点点时间,那么就不会有那35万冤魂,在核电活动中“进度”和“质量”的关系一定要清楚;具体员工的“意识清晰”非常重要,对于“违章操作”要坚决予以制止。)
7、技术专家的隐患
最初认为,事故的主要原因是该机组操作人员违背操作指令和规程的这些极不可能事件的组合所造成的。由于操作人员使反应堆进入不可控状态,在这种状态下空泡正反应性系数能使反应堆功率骤增。这种事故被认为是灾难性的。
但事隔7年后,1993年4月17日俄罗斯《消息报》发表了一篇文章,暴露了切尔诺贝利核事故发生的更深层次的原因。反应堆设施的设计者,没有提供能够防止第4号机组这样的事故(即切除技术保护系统和接连几次违反操作规程的事故)情况下的安全保护措施,因为他们认为发生这样的组合事件是极不可能的。
其实,切尔诺贝利爆炸事故发生前半年,库尔斯克核电站的一位专家就曾给国家核能监督委员会写信,警告说这种大功率管道反应堆(即RBMK反应堆)危险,但主管的“中央”领导没有认真对待这一警告。
事故发生后,1986年5月1日,核电站安全监督小组组长向原子能研究所所长提出一个看法:“事故并非操作人员违章所致,而是因为反应区结构有缺陷,以及对反应区内的中子物理过程认识错误。”1986年5月9日,他向国家领导人写了同样的信。
1986年7月2日和17日,在某院士主持下举行了跨部门科技会议,讨论了反应堆的结构缺陷。尽管如此,他们还是把事故原因归结为操作上的错误,这一说法就成为前苏联政府在国际上,首先是在国际原子能机构中所持的正式立场。
在向国际原子能机构提出报告之后,批准了原子能研究所的报告,其中指出:“事故的主要原因是机组操作人员违章所致,但也暴露了反应堆和安全芯棒的结构缺陷。”可是在前苏联向国际原子能机构,1986年和1987年召开的专家会议提出的报告中却删去了后面一句。他们不得不这样干。因为大功率管道反应堆的设计者就是某院士本人,他不愿作出对自己不利的事。
1989年5月17日一篇文章谈到,国家创造发明鉴定试验室代理主任所谈的RBMK-1000未能登记注册的原因。当时提出申报材料的是该院士等人。代理主任说:“1967年提出的第一批申报材料是一页半打字纸,没有公式和图纸。我把材料退还给申报人,并请他们作补充。”1967年10月6日他们交来了修改后的申报材料,但未等到作出审定,某院士就在1967年11月10日的《真理报》上宣称:“苏联科学家已解决了提高核电站安全性的问题。”
随后,这种反应堆在未得到承认的情况下,就开始使用了,结果常出事故。切尔诺贝利核电站共发生事故104次,其中只有35次是由于操作不当引起。
在此不准备就技术结构的缺陷作讨论,从上面所暴露的问题已经可以看出,前苏联的科技管理体制中是存在问题的,切尔诺贝利核事故的发生可能要从科技工程立项决策的不民主,不科学,设计者自己鉴定验收工程,监督制约机制不力等方面寻找原因。(设计隐患造成的损失比操作问题引起的损失更严重,对核电技术部门的监管一定要加强。)
8、灭火
1986年4月26日切尔诺贝利核反应堆事故后的首要任务是灭火。反应堆爆炸使得加热到高温的堆芯碎片散落到反应堆的一些工作间、除气站和汽轮发电机厂房的屋顶上,于是引起了30多处着火。由于部分油管破裂,电缆短路和来自反应堆的强烈热辐射在汽轮机厂房7号汽轮发电机上方、被毁反应堆大厅和与大厅相连的部分厂房起了火。
1时30分核电站的值班消防队从普里皮亚特和切尔诺贝利城赶到事故现场。由于汽轮机厂房屋顶的火势直接威胁到相邻的3号机组并且火势愈来愈猛,必须采取紧急措施全力以赴来扑灭这一重要地区的火灾。与此同时,利用灭火器和室内固定消火栓组织了室内灭火。到2时10分扑灭了汽轮厂房屋顶的火,2时30分反应堆厂房顶部的火基本上被扑灭。到凌晨5时大火被扑灭了。
由于一些熔化了的燃料可能集中达到临界质量并发生自持链式反应,对这种潜在的危险必须采取防患措施。此外,被毁反应堆一直在向周围环境排放大量放射性。事故初期,曾试图利用应急辅助给水泵向堆芯空间供水以降低反应堆坑室内的温度和防止石墨砌体着火。这一尝试无济于事。
随即不得不以两种决策中选取一种:一是用吸热剂和过滤材料覆盖反应堆堆体,把事故限制在就地;二是允许堆本体的燃烧过程直到自行结束。因为第二方案有可能使大面积受到放射性污染并危及大城市居民的健康,所以采纳了第一种方案。
9、紧急措施
一个专家组开始用军用直升飞机投放硼、白云石、砂子、粘土、铅的混合物来覆盖毁坏的反应堆。从4月27日到5月10日共投放了约5000吨的材料,这主要是在4月28日到5月2日进行的。结果反应堆被一层能强吸收气溶胶粒子的松散材料所掩盖。到5月6日放射性排放不再成为一个主要问题,已降到每昼夜几百居里,到该月底降到每昼夜几十居里。同时解决了降低燃料温度的问题。为了降低温度和减少氧的浓度,由压缩机站用鼓风机往反应堆坑室下的空间送氮气。到5月6日反应堆坑室的温度停止上升,并随着通过堆芯到大气的恒定的空气对流而开始下降。
由于担心可能性极小的反应堆下部建筑结构的破坏(虽然在事故的最初几天它是可能的),采取了双保险性措施,决定了在厂房基础下部修建人工的排热通道。所采取的方法是在混凝土板上设臵一个平板式热交换器,至6月底计划工作已告结束。
经验证明,所采取的决定基本上是正确的。
从5月底以来,形势大体上已经稳定。反应堆厂房被毁灭部分处于稳定状态。经过短寿命同位素的衰变之后,辐射情况有所改善。从机组进入大气的放射性量主要取决于风带走的气溶胶数量。放射性排放量每昼夜不超过几十居里。反应堆坑室的温度状态已经稳定。反应堆各部分的最高温度为几百摄氏度,并以每昼夜大约0.5℃的速率稳定下降。反应堆室底部混凝土板是完整的,并且大部分(~96%)的燃料局限在反应堆内和蒸汽-水管线及下部水管的隔室内。
三、事故的教训
1、事后的最初努力
为消除核电站事故后果,对厂区实行去污,对30公里地区也采取了一系列污染清除措施,并且对4号机组进行长期埋藏的构筑物工程。事故时放射性物质扩散到厂区上空,落到汽轮机厂房和3号机组的屋顶上、管道的金属支架上。
由于放射性气溶胶和放射性尘埃的降落,整个厂区以及建筑物墙壁、屋顶也受到了严重污染。厂区沾污是不均匀的。为了减少放射性尘埃从厂区扩散,汽轮机厂房屋顶、路肩用不同聚合物的溶液进行处理。以便将土壤表层固定并防止尘埃扬起。事故后,人们对大气和地面放射性污染的主要特点和可能的生态学后果还作了估计。从事故的最初几天,对30公里以内和30公里范围以外的水体底部沉积物中放射性同位素含量组织了监测。在切尔诺贝利核电站冷却水池中,可以观察到对其生态系统有明显的辐射影响。在切尔诺贝利电站周围30公里区域以内,在个别受放射性沉降灰污染的区段,观测到相当高的辐射水平。这可以明显地改变这些区段对辐射敏感作物的状态。但在30公里以外地区的辐射水平,当时似乎未发现对植物和动物群体有明显的影响。
根据对切尔诺贝利核电站周围30公里地区环境放射性污染情况的分析,对城市、乡镇、村庄和其他居民点居民的实际的、预期的辐照剂量作了评价。根据这些评价,采取了疏散普里皮亚特和其他一些居民的决策。疏散人口计135,000人。
采取这些和其他措施的结果,可以使居民受到的照射不超过规定的极限。同时,还估计了居民在最近几十年内的辐射效应。
这次事故是发生在该机组计划停堆检修,做一个透平发电机运行状态试验的过程中,反应堆出现突然的功率波动导致反应堆毁坏和堆芯积累的一部分放射性物质释放到大气中。事故发生以后,引起的大火被扑灭,展开了限制和消除事故后果的紧张工作。撤离了核电站毗邻地区及电站周围30公里地带的居民。
为此,苏共中央政治局成立了一个由苏联部长会议主席为首的工作组,以协调各部和其他国家机关消除事故后果及援助居民的工作。还成立了一个政府工作委员会,着手调查事故的原因和执行必不可少的应急措施;从事恢复工作,其作用在能够动员全苏必要的科学、技术和经济方面的应变能力。
一项工业生产事故引起国家最高当局重视并亲手处理,这在苏联的历史上恐怕是少有的。可见核科技在当代社会生活中的地位及对人们心理的影响。他们动员了部队、地方及其他各产业部门的人力、物力和交通运输工具等,也动员人民献血和组织现场快速处理事故的志愿人员。
(核电采取的措施一般非常保守,无论是前苏联的核事故还是美国的核事故。)
2、国际谅解与合作
前苏联切尔诺贝利核电站事故发生以后,为取得国际舆论的谅解,苏联邀请了国际原子能机构的代表到事故地点进行观察,给他们机会了解事态的真实情况,让他们亲眼看一看为控制事故所采取的措施。代表们向全世界报告了他们的评价。一些国家的政府,许多机构、社会团体和民间组织,甚至个人,表示愿意向前苏联提供援助,以帮助消除这次事故的后果,并且有些援助已被苏联所接受。例如接受了国外机器人投入事故现场处理工作,邀请美国著名骨髓移植专家到苏联帮助医治受幅照严重的伤员等。
面对核事故的威胁,除了商业竞争者的幸灾乐祸之外,人们表现出了空前良好的合作关系,它已经不是一般中立的“红十字会”的作用,而是一种新型的国际关系。切尔诺贝利核事故以后出现的情况,充分说明,人类面对共同关心的问题时,彼此表现出的谅解、团结和合作是可以战胜互相猜疑和敌视的。
(核电各项工作必须追求“透明”,只有这样才能消除公众对核电的不信任,使他们感到核电是安全的。任何隐瞒事件做法和擅自处理事故都将被严厉禁止。)
3、跨越意识形态的讨论
第二次世界大战后,针对原子弹的出现,世界各地掀起过一阵广泛的公众教育活动,对核科学的普及起到了重要作用,由此而促进了对科学技术的全民重视。它为现代科学技术结构的形成,改变以文艺复兴以来的指数增长的科学规律,促使科学增长的模式逐渐转向“饱和增长”的模式,有着前导意义。那场活动在教育了人民的同时,更主要的是让各国当权者认识到了核能的威力。后来,核垄断的局面逐渐被打破了,跨世纪的大和平,虽然是亚稳态的,总算得到了维护。
现在,这场公众教育,正在向新的更广的深度继续,其目的旨在全面禁止和彻底销毁核武器,以争取世界持久的稳定的和平。其实,并不要像核科学本身那样需要深奥的道理,有关核大战后的现象,仅用早已具备的或现在已基本成熟的知识就可模拟,物理和化学的、生态环境的、气象学的,等等。只是近年来系统论的发展及科学综合的趋势,使科学家们能站在比过去更高的立场上来观察科学的社会功能及后果,因而看的也就更远了。
科学的本质在于号召人类团结,而不是促使人与人的分离和对立。目前,有一种很好的现象在出现,以共同的科学语言作为桥梁,国际间的联系和谅解逐渐多起来。1983年10月31日,在美国华盛顿召开了一次“核战争后的世界”的国际学术会议。在当时严重对立的美苏两个核大国之间,未有先例地发生前苏联专家到美国国会去宣传不能打核大战的事情。一直作为核战争主要假想敌国的专家,列举了核大战的恶果,不仅使美国科学家共鸣,还使美国的上层领导和政治家们惊慌不已,这足以说明科学理论惊人的逻辑力量是可以唤醒人们理智的。
前苏联专家的研究对象也正是美国专家长期所忧虑的问题。后来他们走到了一起互相交换研究的结果,同时还把那一两年中深思熟虑的结论用电视录像向两国人民播放。他们用客观的实事求是的真情实感向人们描绘了热核战争后的恐怖景象。学术会议常常会有争论,但这次会议上的13个发言人每个都从自己的专业出发提出了详细的材料,竟然与别人准备的材料大体上不谋而合,他们共同构划了核战争以后的一个想象中的无法生存的世界。
4、大势所趋
切尔诺贝利的事故是否对世界其他地区核能的发展产生了灾难性的影响呢?
1986年10月,总部均设在巴黎的国际能源局和经合组织属下的核能源局,分别发表报告,指出整个西欧今后仍会致力发展新能源,尤其是发展核电厂;如果停止发展石油以外的能源,可能在90年代再次陷入能源危机。从实际来看,前苏联核电厂发生事故,对欧洲震动最大,但并没有影响欧洲各国续建核电站的计划。例如,当时的联邦德国反对派要求在10年内取消核电站,但是政府并不放弃继续新建5个核电站的计划,到1990年,联邦德国核电站发电能力达2230万千瓦。
法国也有反核组织,但在民意测验中,支持兴建核电站的占65%,它将继续兴建17个新的核电站。
前苏联计划的核能曾以特别快的速度发展。根据苏联从1986年到2000年的经济和社会发展的基本方针,苏联到1990年生产14800~18800亿度电,其中3900亿度电来自核电站,约占20%。同1985年相比,到1990年通过发展核能节约了7500万~9000万吨标准燃料;苏联解体后,俄罗斯科学家还提出建造地下核电站的方案。
5、相对安全
美国、前苏联、日本及欧洲大部分地区的情况是如此,其他地方的个别国家,虽有点变化也就无关大局了。因此,国际原子能机构1987年2月公布的数字表明,世界核能发展总的趋势没有受切尔诺贝利事故太大的影响。1986年又有21座核反应堆联网发电,新增加核发电量2094万千瓦。
当切尔诺贝利事故煽起世界性的反核浪潮宁息以后,人们能够比较冷静地对事件作出公正的评价。1987年初,21国欧洲委员会议就核安全问题举行了听证会。他们拿1986年4月26日切尔诺贝利反应堆发生爆炸和起火,对人的健康造成的已知的和估计会产生的长期影响,与普通电厂同其他辐射源对人们的健康和环境带来的危险作比较。专家们得出了基本一致的看法,认为尽管发生了这次核事故,利用核燃料发电仍然比利用普通燃料发电要安全得多。
前苏联的国家原子能利用委员会副主席说,如果重新用煤和石油等有机燃料来发电,对人们的健康和环境带来的危险将会大大增加。
设在维也纳的国际原子能机构核安全部门的负责人也说:“人们现在已认识到,煤和石油燃烧后产生的物质,对我们的环境是一个重大的威胁”。他提到了一例子,一个发电能力为100万千瓦的普通电厂在城市居民中引起死亡的人数和生病的人数可以分别达到3~30人和2000~20000人,而一个发电力相仿的核电厂在正常运转的情况下引起死亡和生病的人数最多分别是一个。