切尔诺贝利事故原因分析及影响.doc

原 因 分 析关 于 事 故 的 起 因 ， 官 方 有 两 个 互 相 矛 盾 的 解 释 第 一 个 于 1986 年 8 月公 布 ， 完 全 把 事 故 的 责 任 推 卸 给 核 电 站 操 纵 员 第 二 个 则 发 布 于 1991 年 ，该 解 释 认 为 事 故 是 由 于 压 力 管 式 石 墨 慢 化 沸 水 反 应 堆 （ RBMK） 的 设 计 缺 陷导 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 在 内 另 一 个 促 成 事 故 发 生 的 重 要 因 素 是 职 员 并 没 有 收 到 关 于 反 应 堆 问 题 报 告 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 蓄 意 将 其 隐 瞒 这 种 情 况 是 因 为 厂 房 主 管 基 本 由 不 具 备 RBMK资 格 的 员 工 组 成 造 成 的 ： 厂 长 V.P. Bryukhanov， 只 具 有 燃 煤 发 电 厂 的 训 练经 历 和 工 作 经 验 ， 基 本 上 是 负 责 政 战 的 主 管 ， 事 发 半 夜 演 习 时 并 不 在 场 ， 但主 导 演 习 的 副 厂 长 是 核 能 专 业 。

他 的 总 工 程 师 Nikolai Fomin 亦 是 来 自 一个 常 规 能 源 厂 3 号 和 4 号 反 应 堆 的 副 总 工 程 师 Anatoli Dyatlov 只 有“一 些 小 反 应 堆 的 经 验 ” 第 二 个 “有 缺 陷 的 设 计 之 解 释 ”是 由 Valeri Legasov 于 1991 所 公 布 ，把 事 故 的 原 因 归 咎 于 RBMK 反 应 堆 设 计 的 缺 陷 ， 特 别 是 由 于 控 制 棒 的 缺 陷 反 应 堆 有 一 个 危 险 的 空 泡 系 数 (void coefficient) 空 泡 系 数 是 一 种衡 量 反 应 堆 安 全 程 度 的 数 据 ， 用 于 测 量 水 冷 却 剂 中 蒸 汽 汽 泡 的 形 成 与 增 加 对于 反 应 堆 的 影 响 大 部 分 的 反 应 堆 设 计 会 在 水 温 升 高 时 产 生 较 少 的 能 量 这是 因 为 如 果 冷 却 剂 含 有 蒸 汽 气 泡 ， 则 能 被 减 速 的 中 子 数 量 将 会 下 降 速 度 快的 中 子 一 般 不 易 造 成 铀 原 子 的 裂 变 ， 所 以 反 应 堆 会 产 生 较 少 的 能 量 。

然 而 ，切 尔 诺 贝 利 的 RBMK 反 应 堆 ， 使 用 固 体 石 墨 当 作 中 子 慢 化 剂 来 降 低 中 子 的 速度 [8]， 且 用 吸 收 中 子 的 轻 水 来 冷 却 核 心 因 此 尽 管 水 中 有 蒸 汽 汽 泡 产 生 ，仍 有 大 量 中 子 被 慢 化 此 外 ， 因 为 蒸 汽 吸 收 中 子 不 像 水 那 样 的 容 易 ， 因 而 增加 RBMK 反 应 堆 的 温 度 ， 就 会 有 更 多 的 中 子 能 够 铀 原 子 裂 变 ， 增 加 反 应 堆 的能 量 输 出 这 种 设 计 导 致 RBMK 在 低 功 率 时 非 常 不 稳 定 ， 在 温 度 上 升 时 存 在输 出 能 量 在 短 时 间 内 达 到 危 险 水 平 的 倾 向 这 对 于 工 作 人 员 而 言 是 难 以 理 解和 预 见 的 在 这 个 系 统 中 更 重 大 的 缺 陷 是 控 制 棒 的 设 计 在 控 制 反 应 堆 时 ， 操 纵 员通 过 将 控 制 棒 插 入 反 应 堆 来 降 低 反 应 速 度 在 RBMK 反 应 堆 的 设 计 中 ， 控 制棒 的 尾 端 是 由 石 墨 组 成 ， 延 伸 部 份 （ 在 尾 端 区 域 超 出 尾 端 的 部 份 ， 大 约 是一 米 或 三 英 呎 长 度 ） 中 空 且 充 满 水 ； 而 控 制 棒 的 其 他 部 份 由 碳 化 硼 制 成 ， 是真 正 具 有 吸 收 中 子 能 力 的 部 分 。

因 为 这 种 设 计 ， 当 控 制 棒 一 开 始 插 入 反 应 堆的 时 候 ， 石 墨 端 会 取 代 冷 却 剂 ， 反 而 大 大 地 增 加 了 核 分 裂 的 反 应 速 度 ， 因 为石 墨 能 够 吸 收 的 中 子 比 沸 腾 的 轻 水 少 因 此 一 开 始 插 入 控 制 棒 的 前 几 秒 钟 ，反 应 堆 的 输 出 功 率 反 而 会 增 加 ， 而 不 是 预 期 的 降 低 功 率 反 应 堆 操 纵 员 对 于这 一 特 点 也 不 知 晓 ， 且 无 法 预 见 　 　 水 的 管 道 垂 直 地 穿 过 堆 芯 ， 当 水 温 增 加 时 水 位 将 会 上 升 ， 在 核 心 之 中 产生 温 度 的 梯 度 效 应 如 果 在 顶 端 的 部 份 已 经 完 全 地 变 为 蒸 汽 ， 则 效 应 会 更 恶化 因 为 顶 端 部 份 此 时 已 无 法 被 足 够 冷 却 ， 且 反 应 会 明 显 增 强 （ 相 反 地 ，CANDU 反 应 堆 设 计 中 ， 水 的 管 道 水 平 地 穿 过 核 心 ， 相 邻 的 管 道 则 是 相 反 方 向的 流 向 ， 因 此 核 心 部 分 的 水 温 变 化 较 小 ） 。

因 为 反 应 堆 有 巨 大 的 体 积 ， 所 以 ， 为 了 降 低 成 本 ， 建 造 电 厂 时 反 应 堆 周围 并 没 有 建 筑 任 何 作 为 屏 障 用 的 安 全 壳 这 使 得 蒸 汽 爆 炸 造 成 反 应 堆 破 损 后 ，放 射 性 污 染 物 得 以 直 接 进 入 环 境 之 中 反 应 堆 已 经 持 续 运 转 超 过 一 年 以 上 ， 储 存 了 核 裂 变 的 副 产 物 这 些 副 产物 增 强 了 不 受 控 制 的 反 应 ， 使 事 故 更 难 以 控 制 当 反 应 堆 温 度 过 热 ， 设 计 的 缺 陷 使 得 反 应 堆 容 器 变 形 、 扭 曲 和 破 裂 ， 使得 插 入 更 多 的 控 制 棒 变 得 不 可 能 值 得 注 意 的 一 点 是 操 纵 员 闭 锁 了 许 多 反 应 堆 的 安 全 保 护 系 统 ——除 非安 全 保 护 系 统 发 生 故 障 ， 否 则 是 技 术 规 范 所 禁 止 的 1986 年 8 月 出 版 的 政 府 调 查 委 员 会 报 告 指 出 ， 操 纵 员 从 反 应 堆 堆 芯 抽出 了 至 少 204 枝 控 制 棒 （ 这 类 型 的 反 应 堆 共 需 要 211 枝 ） ， 留 下 了 七 枝 ，而 技 术 规 范 是 禁 止 RBMK-1000 操 作 时 在 核 心 区 域 使 用 少 于 15 枝 控 制 棒 的 。

后 续 处 理爆 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 发 生 爆 炸 的 四 号 反 应 堆 及 覆 盖 在 上 面 的 石 棺百 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 比 他 们 想 的 严 重 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 苏 联 政 府 把 爆 炸 反 应 堆 周 围 30 公 里 半 径 范 围 划 为 隔 离 区 ， 撤 走 所 有 居民 ， 用 铁 丝 网 围 了 起 来 ， 入 口 设 有 检 查 站 ， 隔 离 区 内 只 有 定 期 换 班 的 监 测 人员 与 切 尔 诺 贝 利 核 电 站 其 它 三 个 还 在 发 电 的 核 反 应 堆 在 切 尔 诺 贝 利 附 近 被 遗 弃 村 庄 普 里 皮 亚 特工 作 人 员 。

特 别 是 与 爆 炸 的 四 号 反 应 堆 在 同 一 主 厂 房 建 筑 物 内 ， 两 座 反 应 堆中 间 共 用 排 放 放 射 性 废 气 高 烟 囱 的 三 号 反 应 堆 ， 又 正 常 工 作 了 19 年 事 故二 十 周 年 后 ， 四 号 反 应 堆 的 石 棺 外 表 面 的 照 射 度 仍 有 750 毫 伦 琴 ， 远 高 于20 毫 伦 琴 的 安 全 值 ， 加 固 石 棺 的 焊 接 工 人 工 作 两 个 小 时 就 要 轮 换 隔 离 区 内的 平 均 照 射 度 仍 大 于 100 毫 伦 琴 隔 离 区 以 外 是 较 重 污 染 的 撤 离 区 ， 平 均 照 射 度 在 60 毫 伦 琴 左 右 ，个 别 地 方 可 达 150-200 毫 伦 琴 再 往 外 是 轻 度 污 染 的 准 撤 离 区 ， 平 均 照 射 度在 30 毫 伦 琴 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。