切爾諾貝利是目前為止最嚴(yán)重的核電事故。1986年4月26日，切爾諾貝利核電站四號(hào)機(jī)組發(fā)生嚴(yán)重爆炸事故。這次事故的影響是空前的，甚至

切爾諾貝利是目前為止最嚴(yán)重的核電事故。1986年4月26日，切爾諾貝利核電站四號(hào)機(jī)組發(fā)生嚴(yán)重爆炸事故。這次事故的影響是空前的，甚至可以說(shuō)在一定程度上推動(dòng)了蘇聯(lián)的解體。

近日，HBO拍攝的新劇《切爾諾貝利》中，雖然有令人震撼的特效和精彩的劇情，只可惜是在西方媒體丑化之下的故事而已，算不上真正的歷史。劇本其實(shí)并沒(méi)有說(shuō)謊，卻隱藏了相當(dāng)能表現(xiàn)出在處理事故上的負(fù)責(zé)和不惜一切代價(jià)。相比之下，隔壁任由核廢水流向太平洋的日本，被人說(shuō)為處理得當(dāng)負(fù)責(zé)任，就顯得可笑和可恥。

因此，由于筆者已經(jīng)學(xué)習(xí)五年俄語(yǔ)，并有條件很方便的查閱外文檔案資料，于是決定細(xì)細(xì)翻閱史實(shí)，寫(xiě)下這篇文章。由于筆者并非核能專業(yè)，在部分表述可能有疏忽，望指正。

1. 切爾諾貝利和普里皮亞季

切爾諾貝利是一個(gè)很古老的城市。初次提到是在1193年，在《俄羅斯遠(yuǎn)近城市名錄》中，這本書(shū)又被收錄在《俄羅斯編年史》中。要知道，莫斯科1147年才開(kāi)始建設(shè)。

1541年，切爾諾貝利被立陶宛占領(lǐng)，立陶宛的親王在這里修建了城堡，并留下了一條至今仍存在的護(hù)城河，它被用作隔離城堡和居民的定居點(diǎn)。1793年后，切爾諾貝利成了俄羅斯帝國(guó)的一部分，到了十九世紀(jì)末，這里定居了一萬(wàn)人左右，其中超過(guò)七千人是猶太人。之后在這片土地上經(jīng)歷過(guò)無(wú)數(shù)戰(zhàn)爭(zhēng)，包括蘇聯(lián)波蘭戰(zhàn)爭(zhēng)，俄羅斯內(nèi)戰(zhàn)（又稱俄羅斯的南北戰(zhàn)爭(zhēng)），一戰(zhàn)，二戰(zhàn)等等，猶太人也被多次屠殺，文中就不一一贅述。

1970年，改變這座城市歷史的事件發(fā)生，核電站開(kāi)始建設(shè)。并在接下來(lái)的十余年里，建設(shè)了四個(gè)發(fā)電機(jī)組。有一個(gè)小插曲，最開(kāi)始核電站的選址并不在這里，而是在距離烏克蘭首都僅僅25公里的地方。這也表示了蘇聯(lián)政治家們對(duì)核電技術(shù)的信任，在當(dāng)時(shí)烏克蘭科學(xué)院專家?guī)追瑒裾f(shuō)之下，最后核電站選址切爾諾貝利，距離基輔100公里。

與此同時(shí)，一座新城，普里皮亞季開(kāi)始建設(shè)，這就是現(xiàn)在著名的“鬼城”。原本普里皮亞季被用來(lái)安置參與核電站建設(shè)的工人和專家，是一座很典型的蘇聯(lián)城市，市中心有行政大樓，普羅米修斯電影院，酒店等等，并在周?chē)h(huán)繞著居民區(qū)，當(dāng)然也有類似列寧大道，人民友誼大街之類。根據(jù)蘇聯(lián)方面最后一次人口普查，普里皮亞季人口為47500人，其中800新生兒。這些人幾乎都在核輻射中收到了永久的影響。

1986核電站事故發(fā)生后，4月27日開(kāi)始全城撤離，并在距離核電站50公里處建立了一座新的城市，斯拉夫蒂奇。由于核電站在2000年才正式關(guān)閉，在此之前，核電站的工作人員及其家屬，以及從普里皮亞季車(chē)撤離的人員被安置在這里，約有九千人在這里工作，約百分之八十五的城市預(yù)算由核電廠提供。

1985年，在切爾諾貝利附近建設(shè)了巨型的超視距雷達(dá)，“Duga”遠(yuǎn)程雷達(dá)，是蘇聯(lián)反彈道導(dǎo)彈遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的一部分。該型號(hào)雷達(dá)在當(dāng)時(shí)很先進(jìn)，峰值功率10兆瓦，工作時(shí)，經(jīng)常會(huì)發(fā)出約為10赫茲的信號(hào)，類似尖銳地敲擊聲，也因此得名“啄木鳥(niǎo)”雷達(dá)。一共建設(shè)了三個(gè)這樣的雷達(dá)站。其中在切爾諾貝利附近的雷達(dá)站，剛剛建設(shè)成功，就突遭變故，由于雷達(dá)站難以為繼，最終在一年后，所有設(shè)備被搬走，搬運(yùn)到阿穆?tīng)柡优瞎睬喑恰?/p>

如今，普里皮亞季和切爾諾貝利，都依然是禁區(qū)。誠(chéng)然，大自然正在將這里的生態(tài)恢復(fù)，但是那些半衰期極長(zhǎng)的粒子，依然存在于泥土和建筑物中。也許，幾百年后這里才會(huì)繼續(xù)被人類占有，也許永遠(yuǎn)不會(huì)。

2、切爾諾貝利核電站

在講述這個(gè)因?yàn)楸ǘ裘阎暮穗娬局埃覀兿群?jiǎn)單介紹一下核電站的工作原理。其實(shí)很好理解，就和火力發(fā)電很相似。無(wú)非火力發(fā)電是使用煤炭或者天然氣等燒水，而核電站是用核反應(yīng)為熱源來(lái)發(fā)電。目前全球大約有450座核電站。核電站最大的優(yōu)點(diǎn)就是，相當(dāng)高效，而且溫室氣體排放為零。當(dāng)然缺點(diǎn)也很明顯，建設(shè)成本奇高，維護(hù)成本同樣是巨額支出，技術(shù)要求也很高。核電在標(biāo)準(zhǔn)維護(hù)和控制，且緊急反應(yīng)系統(tǒng)運(yùn)行正常時(shí)，是非常安全和穩(wěn)定的，然而一旦所有防護(hù)都失效，它是比原子彈還要可怕的存在。

現(xiàn)在普遍都采用壓水堆，鈾制成的核燃料棒在反應(yīng)堆內(nèi)裂變并釋放能量，冷卻隨吸收熱量并帶出，在蒸汽發(fā)生器生成蒸汽，高溫高壓的蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)，進(jìn)而推動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。其中核電站分為兩部分，一部分是產(chǎn)生熱能的核島，另外一部分是進(jìn)行熱能轉(zhuǎn)換的常規(guī)島。

核電站分為輕水反應(yīng)堆、重水反應(yīng)堆、氣冷反應(yīng)堆、快中子增殖反應(yīng)堆，其中輕水反應(yīng)堆又分為沸水反應(yīng)堆和壓水反應(yīng)堆。沸水反應(yīng)堆，顧名思義，就是在核反應(yīng)堆內(nèi)冷卻水直接變成蒸汽，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單。但是水蒸氣直接帶有核污染，直接被帶到汽輪機(jī)，給設(shè)備檢修帶來(lái)很大的麻煩。

而壓水反應(yīng)堆則增加了另一條回路。在連接著核反應(yīng)堆芯的回路中，保持著約150大氣壓，在這種情況下冷卻水可以保持至343攝氏度而不沸騰。傳輸?shù)秸羝l(fā)生器，把另一個(gè)回路里約70大氣壓的水加熱到沸騰并形成水蒸氣，大約260攝氏度，隨后返回堆芯，一直循環(huán)。而二回路的水蒸氣在經(jīng)過(guò)汽輪機(jī)后，經(jīng)過(guò)冷凝成為液態(tài)水并繼續(xù)循環(huán)。

切爾諾貝利核電站的核反應(yīng)堆是四臺(tái)壓力管式石墨慢化沸水反應(yīng)堆，縮寫(xiě)為RBMK，俄語(yǔ)為Реактор Большой Мощности Канальный，直譯就是高功率管式反應(yīng)堆。切爾諾貝利核電站安裝的是四臺(tái)RMBK-1000型號(hào)反應(yīng)堆。這是早期的第二代核反應(yīng)堆，至今在俄羅斯境內(nèi)仍然有10座正在運(yùn)行的該型號(hào)反應(yīng)堆。但是在強(qiáng)烈的呼聲中，它們也大多已經(jīng)有了關(guān)閉計(jì)劃。

下面我們從技術(shù)角度簡(jiǎn)單介紹一下這個(gè)RBMK型號(hào)反應(yīng)堆。

從總體設(shè)計(jì)上，RBMK反應(yīng)堆很注重結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于建造這點(diǎn)，而相對(duì)忽視了安全冗余度的問(wèn)題，但是運(yùn)行成本很低，同時(shí)可以做到功率非常大，即使放到今天，其發(fā)電功率數(shù)值依然不落后。

但它在安全方面也做了很多的努力。比如，核心內(nèi)部的傳感器會(huì)監(jiān)視實(shí)時(shí)內(nèi)部反應(yīng)的活躍程度，檢測(cè)到功率上升就會(huì)自動(dòng)插入控制棒降低功率，極端情況下，甚至可以將211根控制棒全部插入以盡快減速反應(yīng)，除此之外還有獨(dú)立的反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)，可以自動(dòng)激活。在反應(yīng)堆周?chē)写罅康谋Ｗo(hù)層用來(lái)吸收輻射。但是事實(shí)證明，這些防護(hù)措施只能在日常狀況中起到作用。在核電站的爆炸中起到的作用微乎其微。

3、 RBMK-1000型號(hào)反應(yīng)堆

需要提到的就是當(dāng)時(shí)的背景。

蘇聯(lián)在建造核電站的時(shí)候，全世界普遍認(rèn)為核電站是一種很可靠的發(fā)電站，甚至幾乎不大可能出現(xiàn)災(zāi)難性事故，也因此操作的規(guī)章制度，在很大程度上都不完善。同型號(hào)的反應(yīng)堆在列寧格勒核電廠，最初的設(shè)計(jì)甚至沒(méi)有應(yīng)急冷卻系統(tǒng)的水力發(fā)電機(jī)組，應(yīng)急泵數(shù)量也不足。

接下來(lái)我們使用與切爾諾貝利核電站同型號(hào)發(fā)電機(jī)組的列寧格勒核電站和其中一個(gè)因?yàn)楹耸鹿释Ｖ菇ㄔO(shè)但已經(jīng)接近完工的核電站圖講反應(yīng)堆的重要部分，并為接下來(lái)的事故埋下伏筆。

眾所周知，核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，中子轟擊鈾235的原址和形成激發(fā)態(tài)的鈾236裂變成Kr92和Ba141，并釋放出三個(gè)中子和伽馬射線，以及大量能量。釋放出的中子經(jīng)過(guò)石墨減速作用，繼續(xù)轟擊下一個(gè)鈾核從而繼續(xù)裂變。通過(guò)控制棒吸收中子并使反應(yīng)持續(xù)可控，這就是核電站的反應(yīng)原理。釋放出的能量直接加熱在燃料棒附近的水，形成水蒸氣，同高溫沸水在水泵的作用下通過(guò)反應(yīng)堆上方的管道排出，經(jīng)過(guò)蒸汽分離器，液態(tài)的水通過(guò)水泵繼續(xù)循環(huán)，蒸汽在經(jīng)過(guò)沖擊高壓渦輪和低壓渦輪在冷凝器里變成液態(tài)水繼續(xù)循環(huán)。這就是我們前文提到的沸水堆。這是比較原始的沸水堆。

工作原理看似很簡(jiǎn)單。但是在實(shí)際操作中依然很多困難。

工作中需要將中子緩速以繼續(xù)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。減速劑就是石墨。通常情況下，液態(tài)水有一定吸收中子的作用，水蒸氣卻沒(méi)有這個(gè)作用，下文會(huì)細(xì)說(shuō)。在反應(yīng)過(guò)程中，大約有百分之無(wú)的能量會(huì)通過(guò)石墨的緩速作用被石墨帶走，于是需要對(duì)其單獨(dú)散熱。石墨有自己?jiǎn)为?dú)的散熱管道，通過(guò)石墨圈帶走熱量，石墨可以承受七百余度的高溫。

通過(guò)這個(gè)圖片我們可以看到該型號(hào)反應(yīng)堆的結(jié)構(gòu)。

反應(yīng)容器是一個(gè)圓柱形的鐵質(zhì)的容器。外徑14.52米，厚度16毫米，高9.75米。內(nèi)有石墨堆。

反應(yīng)堆底部，是下層防化層，厚度兩米，內(nèi)有穿孔方便壓力管，冷卻通道，石墨堆的通道。

反應(yīng)堆頂部防護(hù)層厚度三米，直徑17米，內(nèi)部大量立體鉆孔，已安裝控制棒和燃料棒。共有1662個(gè)燃料通道和211個(gè)控制棒通道。

燃料由二氧化鈾粉末組成, 與粘結(jié)劑燒結(jié)為直徑11.5毫米，長(zhǎng)15毫米的桶狀結(jié)構(gòu)燃料棒鈾鋯合金制成，內(nèi)含1%的鈮。燃料棒中間有0.5MPa的氦氣并完全密封。一個(gè)燃料構(gòu)件由兩組共18根燃料棒組成。

加下來(lái)這一部分至關(guān)重要，可以說(shuō)成了壓垮切爾諾貝利的最后一根稻草——控制棒的設(shè)計(jì)。

控制棒的主要成分是碳化硼，擁有極強(qiáng)的吸收中子的能力，吸收了中子就可以有效組織鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的持續(xù)發(fā)生。控制棒的末端由4.5米長(zhǎng)的石墨，用來(lái)增加反應(yīng)堆內(nèi)部中子流在控制棒插入和取出時(shí)的差異。控制棒收回，石墨位于反應(yīng)堆的中心位置，控制棒插入之后，石墨部分會(huì)提升局部反應(yīng)速率。控制棒和管道的空間非常狹小，且在控制棒周?chē)欣鋮s水，于是導(dǎo)致控制棒移動(dòng)速度極為緩慢，這也間接造成了事故的發(fā)生。

當(dāng)發(fā)生意外時(shí)，尤其是切爾諾貝利這種意外時(shí)。由于反應(yīng)過(guò)于劇烈，溫度急劇升高，這是會(huì)形成極多水蒸氣，蒸汽吸收中子能力為零，而水既可以緩速中子又可以吸收中子，平衡反應(yīng)速率。水的減少蒸汽的增多使得中子增多，直接增加裂變反應(yīng)的發(fā)生速率，增大功率，反過(guò)來(lái)更多的水被氣化，惡性循環(huán)。

這種特性使得反應(yīng)堆在低功率的時(shí)候很難控制，必須有足夠可靠的控制系統(tǒng)和訓(xùn)練有素的操作人員。反應(yīng)堆的控制系統(tǒng)本是自動(dòng)控制系統(tǒng)，然而已經(jīng)被手動(dòng)關(guān)閉，已然無(wú)力回天。

下面欣賞一部分同型號(hào)核電站內(nèi)部的圖吧。

該核電站在切爾諾貝利核電站事故發(fā)生后被廢棄，卻保留了大部分細(xì)節(jié)，可以作為了解該型反應(yīng)堆的參考。

核電站的

下一章節(jié)我們將講述，在發(fā)生爆炸的當(dāng)天究竟發(fā)生了什么，并從技術(shù)角度分析發(fā)生的原因。敬請(qǐng)期待！

另：筆者計(jì)劃明年春夏之際前往切爾諾貝利探險(xiǎn)，如有意愿，可以組隊(duì)。