核电事故之二——苏联切尔诺贝利核事故
提起“切尔诺贝利核事故”,相信大家都不陌生。1986年4月26日,切尔诺贝利核电站的4号反应堆在低功率测试中失控,导致爆炸和火灾,摧毁了反应堆建筑,并向大气中释放了大量放射性污染物质。切尔诺贝利核事故是核能史上最严重的一次核电事故,造成的放射性物质沉降量是广岛原子弹爆炸的400多倍。直至37年后的今天,切尔诺贝利禁区仍然不适合人类居住。
1、切尔诺贝利核电站在哪儿?
切尔诺贝利核电站曾是前苏联最大的核电站,在1991年苏联解体、乌克兰独立后归属于乌克兰,位于乌克兰首都基辅市以北130km,距离白俄罗斯边境约10km。
切尔诺贝利核电站位置示意图
核电站共有4套机组,都是石墨慢化压力管式沸水堆(RBMK-1000型),发生核事故的是4号机组。2022年2月24日,俄罗斯在乌克兰展开了“特别军事行动”,并很快接管了切尔诺贝利核电站。
2、为什么会发生切尔诺贝利核事故?
很多事故的发生都离不开人为因素,切尔诺贝利核事故也是如此。这起事故发生于一项汽轮机相关的安全试验过程中。各类核电站发生突发断电时,都会启动应急柴油机紧急供电,这个切换过程一般会存在几十秒的电力中断。为了缩短这一时间,1986年4月26日,切尔诺贝利核电站的工作人员进行了实验测试,由于一系列人为违规操作、反应堆控制棒和安全系统设计缺陷等问题,导致反应堆失控,最终发生爆炸和火灾。
切尔诺贝利核事故
由于切尔诺贝利核电站没有建造坚固的安全壳,包括钚、碘、锶和铯等核素在内的大约6吨、14x1018Bq的放射性物质喷出,释放到环境中。切尔诺贝利核事故最终被国际原子能机构认定为7级核事故。
3、事故后,前苏联政府做了什么?
针对切尔诺贝利核事故,前苏联政府采取了很多有效措施,虽有欠缺,但在当时取得了一些效果,包括:
(1)控制放射性物质大规模释放
事故后每小时向剩下的部分反应堆注入200-300吨的冷却水,但由于可能淹没1号和2号机组,半天后停止注水。
从事故发生后第2天到第10天,通过直升机将大约5000吨硼、白云石、沙子、粘土和铅的混合物投放到燃烧的堆芯上,以扑灭大火并限制放射性颗粒的释放。
通过灭火、调入军队处置、隔离事故反应堆等措施,在事故后的10天内放射性活度从12000kBq剧降到100kBq,基本控制了放射性物质的大规模释放。
苏联政府在事故后采取的封堆措施
(2)疏散35万居民
事故发生36小时后,距离核电站仅3公里的普里皮亚季镇(49360人)被完全疏散。截止到5月16日,核电厂周围“30公里隔离区”约11.6万人的居民被疏散,随后被重新安置。随后的几年里,在乌克兰、白俄罗斯和俄罗斯受影响地区撤离人数增加到35万人。
居民疏散
(3)建造“石棺”
于1986年5月至11月紧急建造了“石棺”,覆盖了整个4号机组反应堆,为受损4号机组反应堆提供了环境安全壳,大约200吨高放射性物质仍留在它的深处。
“石棺”不仅可以继续“捂住”放射性物质,防止其“四处逃逸”,还在更大程度上有利于研究人员拆除封存在“石棺”之下的核原料,然后将其转移至更为安全的地带进行可靠性处理。
石棺形建筑将事发反应堆“封存”
(4)建造人工除热水平层
反应堆底部“闷烧”的超高温核燃料向下发展也是足以毁灭欧洲的能量隐患。为从根本上解决这个问题,苏联政府在其底部建造了人工除热水平层冷却堆芯,有效防止高温熔化后的堆芯融穿其下方的混凝土层,防止炽热的核燃料接触到水引发更大的爆炸,同时也避免了对普里皮亚特河、聂伯河,甚至黑海等水源的污染。
HBO《切尔诺贝利》的挖隧道剧照
(5)建立长期“隔离区”
白俄罗斯、俄罗斯和乌克兰约有150,000平方公里的土地受到放射性沉降物的污染。在污染最严重的地区建立了长期“隔离区”,开展大规模的清理工作,隔离区最初为核电厂周边半径30公里区域(2800平方公里),1996年扩大为4300平方公里。
切尔诺贝利隔离区
(6)控制动物饲料和牛奶生产
事故后,放射性物质从空中掉落,或在雨水、雪中携带,会沉积在蔬菜或动物饲料等食物的表面。尤其是放射性碘会从草和动物饲料中迅速迁移到牛奶中。为了有效地减少放射性核素向人类的转移,尤其是减少放射性碘对甲状腺造成危害,事故后几周政府采取了一系列措施控制动物饲料和牛奶生产。
该地区的牛奶经过严格检测
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