切尔诺贝利事故回顾.doc

切尔诺贝利事故回顾前言 1986年4月，前苏联切尔诺贝利核电站发生严重事故后，引起了国际社会对这次事故后果的普遍关注世界上许多国家，尤其是欧洲的一些国家和国际组织，如IAEA、WHO、FAO、UNESCO、OECD和EC等，纷纷组织力量，投入资金，或单独或联合，对事故的后果情况进行调查、分析、评价为了客观地评价这次事故后果情况，世界许多国家和一些国际组织在切尔诺贝利事故后果影响方面做了大量的调查研究工作，也召开过一些国际会议讨论长期影响，在这里仅做一简要介绍1 事故原因切尔诺贝利核电站位于乌克兰境内，靠近白俄罗斯和俄罗斯，发生事故的是该电站4号机组切尔诺贝利核电站采用的是故事石墨沸水堆，用石墨沸水堆，用石墨作慢化剂和用沸腾轻水作冷却剂1986年4月26日，4号机组的8号汽轮发电机在做惯性条件下提供电力的试验试验的目的是检验在失去场外电力的情况下，延长强制堆芯冷却的时间试验大纲没有按照安全规定，把这种试验放在一个低功率水平上做，即增加冷却剂通过堆芯的流量，同时在堆芯入口处使冷却剂稍许过冷这些因素证明对在试验进行期间所发生效果的规模上有直接的影响对于发生在4号机组的事故，许多科学家进行了广泛细致地调查。

尽管对于事故中涉及到的一些具体现象，还有不同的看法，但是对事故的原因已取得了一致的意见，并且已采取有效的措施来防止此类事件的再次发生事故发生后，前苏联政府把事故的原因归咎为人为失误1986年，前苏联政府在提交给IAEA的报告中，称“这次事故的主要原因是由机组工作人员违反操作程序和规则两种最不能发生情况的结合这次事故是造成灾难的主要原因，因为操作人员把反应堆运行到如此一种不许可的状态，也就是在提升功率时，正反应系数效应急剧增加不过，前苏联在当时已意识到严重的技术缺陷造成了这次事故事故发生后，前苏联立即进行设计改进，后来，又对事故的原因和有关现象进行了更为详细地调查这些调查包括用比较尖端的计算机对三维堆芯模型进行分析，得出了许多设计缺陷和这些缺陷所带来结果的结论参加调查的售货员最后对事故的原因提出了折衷的观点，即在设计原因和对应设计原因的运行原因方面寻找平衡1991年，俄罗斯在巴黎召开的“核事故和核电厂未来的国际会议”上，就切尔诺贝利事故教训提交了一份报告这份报告归纳了主要原因报告认为事故是由下列主要因素的巧合而引起的：“正空反应效应和CPS设计上的缺陷，这种缺陷导致了反应堆在发生事故前的正反应发生。

这些结论在后来的研究中得到了证实因此，到目前为止，认为事故的主要原因有如下几个方面：—反应堆物理设计中的严重缺陷和停堆设施设计的严重缺陷；—在高功率运行条件下的高正空效应；—反应堆在事故前状况下的正紧急停堆效应；—丧失在反应堆保护中运行反应余度的结合；—缺乏安全文化，使得责任组织无力补救重要的错误，操作人员甚至还认为不会发生事故；—在技术安全方面，不合理的推断和检验试验大纲；—违反运行程序；—反应堆的运行和运行设备需要太多的人员；—对超设计基准事故缺乏足够的保护从上面的结论看，对于这次事故的原因，正如IAEA96年国际会议总结的那样，是由电站本身设计上的缺陷和人为因素造成的2 放射性核素的释放、扩散和沉降3．1气载释放事故发生后，1986年6月，前苏联专家曾对事故释放情况作过估计前苏联政府在提交给IAEA的报告中认为，事故中放射性物质只限于苏联境内，并未对境外造成影响前苏联估计的释放总量也明显偏低在1986年IAEA召开的“切尔诺贝利事故后评价会议”上，苏联专家估计惰性气体（Xe和Kr）全部释放，另外还有大约10--20%的挥发性碘、碲和铯也释放到环境中最初估计释放到环境中的燃料占其总量的3±1.5%，后来，经过认真分析计算，实际上为3.5±0.5％，这个数字刚好与6吨的燃料碎块相吻合。

IAEA专家咨询组（INSAG）基于前苏联专家提供的情况，在1986年对事故释放的总量做了估计，认为释放的放射性物质活度为1--2Ebq这还不包括惰性气体，并且有50%的误差1988年，联合国原子辐射效应科学委员会（UNSCEAR）根据前苏联提供的数据和全球沉降情况，给出了释放数据，铯--137释放量为70PBq，其中31PBq沉降在前苏联境内后来，对堆芯碎片和在反应堆厂房内沉降物质的一系列分析，得出了在环境中释放的独立评价最新的研究认为，铯--137释放量为85±26PBq，占堆芯总量的20--40%，碘--131释放量为1760 PBq，占堆芯总量的50--60%，事故源项总量约为12Ebq大部分放射性物质在10天内释放完毕，释放过程可以分为几个阶段在事故初期造成大量的释放主要是由于在爆炸期间抛射出来的燃料块，其中包含了许多挥发性核素，如惰性气体，碘和一些铯在事故的第七天和第十天期间，形成了第二次大的释放，这次释放是由于堆内高温造成的，急剧上升和温度使得堆芯熔化第十天后，由于燃料的迅速冷却和在反应堆内使用了其它一些材料来屏蔽熔化了的堆芯碎块，释放迅速下降从对环境的监测中推断，在事故20天内还有一些间歇性释放，这些小的释放并未对事故的环境影响有根本性的变化。

3．2放射性物质的化学和物理形态切尔诺贝利事故向环境中释放的放射性物质主要有三种形态：即气体、气溶胶和核燃料微粒气态元素，如氪和氙几乎全部释放此外，还发现了有机碘的气一固态各种碘化合物的比率随时间在变化，释放出来的50--60%碘在释放时，呈现一种或另一种形态其他挥发性元素和化合物，如铯如碲，主要以乞溶胶形态从燃料颗粒中释放出来通过对空气样品的分析，这些元素的颗粒直径约为0.5--1μm由于石墨着火，事故源项的一个意想不到的特点是，燃料材料大范围、长时间的释放一些低挥发性的元素，如铈、锆、锕系元素、钡、镧和锶等，混合在燃料颗粒中体积大的燃料颗粒沉降在事故现场附近，而体积较小的颗粒大范围扩散从汽化燃料中冷凝下来的其它放射性物质，如钌等，则形成了金属颗粒所有这些包括小颗粒的燃料颗粒被称作为“热粒子”，并且扩散到事故现场以外的广大地区3．3放射性物质的扩散和沉降由于释放的放射性核素组分和气象条件的变化，放射性素在大气中的扩散和沉降的模式非常复杂从目前对事故源项的分析，大约有0.3--0.5%的燃料颗粒（热粒子）沉降在事故现场；1.5--2%沉降在0--20公里的范围内；1--1,5%沉降在20公里以外；挥发性元素扩散到10公里以外。

大约占铯--137总量45%的铯--137沉降在前苏联境内（主要在白俄罗斯、乌克兰和俄罗斯部分地区）；39%沉降在欧洲；8%沉降在亚洲；7%沉降在海洋中和北半球的其它地区南半球基本上没有发现核污染1996年有关方面又对沉降模式进行了更为精确地分析，这个项目可以使联合国原子辐射效应科学委员会（UNSCEAR）的数据和对事故源项的估计有更准确的解释在总释放量中，半衰期不到一个月的放射性核素大约占了85%，半衰期在几个月的放射性核素占了13%，半衰期大约30年的占31%，半衰期大于50年的只有0.001%表2列出了事故后70年全球环境中剩余放射性物质的总活度由于放射性的衰变，十年后的今天，仍然存在于环境中放射性物质的总量已经降到了释放总量的1%（80BPq长寿命的放射性核素主要是铯--137和锶--90）3．3．1在前苏联境内的扩散和沉降事故发生后的前十天是放射性物质释放的重要阶段在这十天中，气象条件经常发生变化，这对放射性物质的释放方向和沉降参数产生了重要影响放射性微粒的沉降模式很大程度上取决于扩散参数、微粒尺寸和降水情况在事故释放期间，由于温度和其它参数的变化，在初期和其后的释放中，放射性核素沉降在地面上的组分变化也很大。

在衡量污染情况方面，选择的核素主要是铯--137，这是因为（1）铯--137容易测量到；（2）一旦碘--131衰变后（半衰期8天），人员所受剂量的主要贡献来自铯--137铯--137造成地面污染分为3个水平：即低水平区（37--185KBq/m²），中水平区（185--555KBq/m²）和高水平区（555--1，480KBq/m²）前苏联受污染的地区主要集中在白俄罗斯、乌克兰和俄罗斯，三国地面铯--137污染水平超过37KBq/m²的面积分别占本国面积的23%、5%和0.6%，图2是三国污染情况的对照在这广大的污染区中，有三个比较集中，且污染水平超过555KBq/m²的区域，它们分别位于乌--白边界、白--俄边界和俄罗斯境内乌--白污染区是在事故初期形成的，距反应堆半径30公里，铯--137地面沉降水平超过1，500KBq/m²白--俄污染水平基本与乌--白污染水平大致相同，但在一些村庄污染水平则达到5，000KBq/m²俄罗斯污染区位于反应堆的东北方向，距反应堆500公里，也是于4月28--29日由白--俄污染云团因降水造成的，但污染水平则比上述两个区要略低一些，通常不超过600KBq/m²。

除了上述三个重要污染区外，还有许多地区遭到污染，地面铯--137污染水平范围在40--200KBq/m²之间前苏联三国最初铯--137地面污染水平超过1，500 KBq/m²的面积为3，100平方公里，污染水平在600--1，500KBq/m²的面积为7，200平方公里，污染水平在40--200KBq/m²的面积为103，000平方公里3．3．2在前苏联境外的扩散和沉降切尔诺贝利核事故的发生，不仅给前苏联带来了严重的辐射影响，而且影响到其它地区，主要是欧洲地区外国发现这次核事故的首先是瑞典，这说明，这次核事故的影响已涉及到其它国家放射性烟羽在气象条件的作用下，其么迹覆盖了前苏联的欧洲部分地区和欧洲的部分国家开始风向是西北方向，许多放射性物质沉降在斯堪的纳维亚、荷兰、比利时和英国，后来风向改为向南，欧洲中部地区，以及地中海和巴尔干半岛的国家，也受到了污染各地区的污染水平是不同的，其水平的高低取决于烟羽的高度、风速、风向、地貌特征和降水量在开始的放射性烟羽中，包含着大量不同的裂变产物和锕系元素，但是只有微量的锕系元素在大多数欧洲国家被发现，并且只有很少数量的锕系元素在辐射影响方面被认为有意义。

在前苏联境外探测到的，且在辐射方面 最有意义的放射性核素还是碘--131、碲--132、碘--132、铯--137和铯--134在大多数欧洲国家，放射性污染主要是来自铯--137和铯--134在奥地利、瑞士的东部和南部、德国南部和斯堪的纳维亚，当放射性烟羽经过时，恰巧遇上降雨，因此，这些国家遭受的沉降要比其它国家严重，西班牙、法国和葡萄牙遭受的污染最轻如在奥地利的萨尔茨堡和卡林斯亚（Carinthia）的污染水平分别是59.46和33KBq/m²,而葡萄牙铯--137平均污染水平为0.02KBq/m²这些轻微的污染据分析是由污染的林区的物质再悬浮造成的小结到目前为止，对切尔诺贝利核事故的释放总量已有了一个比较客观、准确地估计事故释放时间出乎意料地长，持续时间超过一周，并有两次集中地释放另一个特征是燃料发生了一次严重的喷射（大约占堆芯总量的4%），在燃料碎块中包含着低挥发性的核素，如铈、锆和锕系元素由于干湿沉降、衰变、化学变化和微粒尺寸的改变，烟羽中放射性物质在运动期间，其特征和组分也在不断变化事故造成如此大范围的污染，其原因是释放高度和释放时间长，以及风向的变化然而，沉降也很不规则，在烟羽经过的地区，有的地方恰巧降雨，使得这些地区的核素沉降要比其它地区严重。

尽管在北半球的所有地方都受到一定的影响，但是仅只在前苏联和欧洲部分地区遭受的污染达到有意义的程度3 剂量估计事故对人员的照射有两个主要照射途径，第一是放射性碘吸入后对甲状腺的辐射剂量，第二是放射性铯外照射引起的全身剂量对全身吸收剂量所造成的晚期效应影响，要比相同的剂量对甲状腺。