第一篇:切爾諾貝利核事故經過
切爾諾貝利核事故經過
一、基本信息
堆型:石墨慢化、沸水冷卻壓力管式熱中子反應堆(RBMK-1000)(簡稱RBMK-1000型石墨堆)機組:切爾諾貝利4號機組
地點:離烏克蘭離普里皮亞特(Pripyat)小鎮3km,離切爾諾貝利18km,離烏克蘭首府基輔市以北130km。時間:1986年4月26日
觸發事件:反應堆安全系統試驗過程中工作人員嚴重違規操作而引發功率瞬變,進一步引起瞬發臨界而造成的嚴重事故。
事故后果:反應堆堆芯、反應堆廠房和汽輪機廠房被摧毀,大量放射性物質釋放到大氣。500人住進了醫院,造成31人死亡。
二、事件過程
(1)為了試驗,多次違規操作
1986年4月25日,切爾諾貝利核電站4號機組工作人員為了探討在廠內外全部斷電情況下汽輪發電機中斷蒸汽供應時,利用轉子惰轉動能來滿足該機組本身電力需要的可能性,進行反應堆安全系統的試驗工作。
從4月25日1時開始,工作人員對4號機組進行降功率操作,至13時5分
時,4號機組已從滿功率工況(3200MW)下降到1600MW,并按計劃關閉7號汽輪機。根據試驗大綱,14時把反應堆應急堆芯冷卻系統與強迫循環回路斷開,以防止實驗過程中應急堆芯冷卻系統動作。23時10分,繼續降功率,按照試驗大綱,試驗應在熱功率700~1000MWt下進行。但是,按低功率下運行規程解除局部自動調節系統時,操作人員未能及時消除因自動調節棒測量部件所引起的不平衡狀態,結果使功率降到30MW以下。為了達到實驗計劃的功率,操作人員將大部分控制棒提出,所提升的控制棒數已經超出了運行規程的限制。中心區城內的堆芯中子通量分布己被氙嚴重毒化。
盡管如此,工作人員仍決定繼續作試驗。為了保證試驗后有足夠的冷卻,所有8臺主循環水泵部投入了運行。為了抑制沸騰的程度,堆芯流速很高,堆芯冷卻劑入口溫度接近飽和工況。蒸汽壓力下降,蒸汽分離器內的水位也下降到緊急狀態標志以下。為了避免停推,操作人員切除了與這些多數有關的事故保護系統。1時23分04秒,為了試驗關閉了汽輪機入口截止閥,隨著汽輪機的隔離,4臺循環水泵開始惰轉。
(2)功率急劇上升,進入失控狀態
由于石墨堆設計的缺陷,當反應堆處于20%額定功率以下運行時,容易出現極大的不穩定性。而試驗大綱恰恰就在接近20%額定功率運行。于是試驗開始后不久,反應堆功率開始急劇上升。冷卻劑的大部分已經非常接近很容易閃蒸成蒸汽的飽和點。具有正空泡系數的RBMK反應堆對此類蒸汽形成的響應是,反應性與功率增長,溫度與蒸汽產量進一步增大,從而產生一種失控的狀態。1時23分40秒,工作人員按下緊急停堆按鈕,要把所有控制棒和緊急停堆梯全部插入堆芯。但幾秒鐘后,控制室感覺到了若干次震動,工作人員看到了控制棒已經不能達到其較低的位置。于是手動切除了控制棒的電源,使其靠自重下降。(3)蒸汽爆炸,烈火沖天
盡管工作人員將控制棒插入反應堆,然而,在此期間,反應堆功率在4s內就大約增大到滿功率的100倍。功率的突然暴漲,使得燃料碎裂成熱的顆粒,這些熱的顆粒使得冷卻劑急劇地蒸發,從而引起了蒸汽爆炸。大約在凌晨l時24分,接連聽到兩次爆炸聲,燃燒的石星塊和燃料向反應堆廠房的上空直噴,一部分落到汽輪機大廳的房頂上,并引發了火災。大約有25%的石墨塊和燃料管道
中的材料被拋出堆外,其中大約3%~4%的燃料以碎片或以1~10μm直徑的顆粒形式被拋出。兩次爆炸發生后,濃煙烈火直沖天空,高達1000多米。火花濺落在反應港廠房、發電機廠房等建筑物屋頂,引起屋頂起火。同時由于油管損壞、電線短路以及來自反應堆的強烈熱輻射,引起反應推廠房內、7號汽輪機房內及其臨近區域多處起火,總共有30多處大火。1時30分,值勤消防人員從附近城鎮出發趕往事故現場,經過消防入員、現場值班運行和檢修人員以及附近5號、6號機組施工人員共同努力,于5時左右,大火全部撲滅。
三、事故分析(1)違章操作
從本質上說,切爾諾貝利事故是由過快反應性引入而造成的嚴重事故。管理混亂,嚴重違章是這次嚴重事故發生的主要原因。操作人員在操作過程中嚴重地違反了運行規程。(2)設計缺陷
1)正空泡系數(正功率系數)
RBMK-1000型石墨反應堆在設計上存在嚴重缺陷,固有安全性差。反應堆具有正的空泡反應性系數。,在堆功率低于20%額定功率時,功率反應性系數是正值。因而,在20%額定功率以下運行時,反應堆易于出現極大的不穩定性。在其它各種外在因素(操作人員多次嚴重違犯操作規程等)存在條件下,正是通過這個內在的正的空泡反應系數導致反應堆瞬發臨界,造成了堆芯碎裂事故。2)沒有安全殼
RBMK-1000型石墨反應堆沒有安全殼,這是該事故造成對環境嚴重影響的一個原因。當放射性物質大量泄漏時,沒有任何防護設施能阻止它進人大氣。
參考文獻 《核反應堆安全分析》 朱繼洲 等編著 西安交通大學出版社 2 Chernobyl Accident,World Nuclear Association
第二篇:切爾諾貝利核事故有感
觀切爾諾貝利核事故有感
今年的4月26日是切爾諾貝利核泄漏二十五周年。1986年4月26日凌晨1點23分,前蘇聯切爾諾貝利核電站四號反應堆突然發生猛烈爆炸。隨即,8噸多強輻射物質混合著炙熱的石墨和核燃料噴涌而出。受到污染的地區包括前蘇聯加盟共和國的烏、白、俄、以及波蘭、德國、瑞典等歐洲國家,最終導致20多萬平方公里的土地受到污染,320多萬人受到核輻射侵害。這是人類有史以來最嚴重的核泄漏事故,也是人類利用核能的一大悲劇。
二十五年過去了,切爾諾貝利核泄漏的后續影響遠未消除。作為人類歷史上的一個悲劇,我們永遠都不會忘記它給人類帶來的災難,我們也不會忘記它給我們帶來的教訓,同時,我們要應該以此為戒,為防止此類事件的再次發生盡心盡力。觀看了切爾諾貝利核事故,我得到了以下啟示。
第一,.科學技術是一把雙刃劍。21世紀是人類發展史中一個燦爛輝煌的時代。人類的智慧在科學與技術上得以淋漓盡致的發揮。人們利用科學技術使人類的生活方式發生了根本變化。然而,科學技術是一把雙刃劍,在技術給人們的生產和生活帶來舒適、高效、快捷和財富的同時,也帶來了環境污染、生態破壞、交通事故和核戰爭威脅等一系列負面影響,而當技術一旦發生失控或者操作不當時還會造成更大的災難。而切爾諾貝爾事故的發生和最近日本福島核泄漏事故是最好的證明。科學技術的迅速發展,改變了我們的生活方式,但是,它給我們帶來的負面影響不容忽視。所以,人類在利用科學技術的時候,一定要了解技術本身,掌握其自然屬性,遵循客觀規律,做事要一切從實際出發,不要主觀,只有這樣,我們才能避免犯愚蠢的錯誤,避免災難的發生。
第二,人類要尊重規律,尊重自然,學會和自然和諧相處。人類進入21世紀以后,以石油、天然氣為代表的傳統能源供應越來越緊張,全球經濟發展對能源的巨大需求促使各國紛紛尋找替代能源,而核能是濃集、清潔、安全、經濟的能源,核能無疑是首選目標。然而人類在利用核能的過程中,過分強調了人的主觀能動性,從而輕視了客觀規律。從某種程度上說,切爾諾貝利核事故的發生是人類輕視客觀規律的結果。所以,人類在利用核能的過程中,要尊重客觀規律,尊重自然,這樣才能更好地利用核能,為人類造福。
第三,加強國際合作,共同應對災難。核事故是世界性的問題,不只是一個國家的事情。切爾諾貝利核事故不僅僅影響烏克蘭一個國家,還影響到歐洲許多國家,甚至對全世界都有較大的影響。最近發生的日本福島核泄漏,日本偷偷地把含輻射的海水排到了海里,然后召開新聞發布會宣布,這種行為嚴重地影響到了世界各國人民的安全。核事故是世界性的問題,不能由本國自作主張,應該由世界核安全組織監管然后制定合理的方案妥善地處理。處理核事故,應該加強國際合作,共同應對。
總之,切爾諾貝利核電站事故已經遠去二十五個年頭,它引起世界人們的普遍關注,同時也引起了世界人們對核能利用的思考。這次事故給了我們許多教訓,許多啟示,我們要從中吸取教訓,在利用核能的過程中一定要尊重客觀規律,尊重自然,充分發揮人的主觀能動性。只有這樣,我們人類才能更好地利用核能,為人類造福。
第三篇:切爾諾貝利核事故的原因及影響..
切爾諾貝利核事故的原因及影響
14041325 金晨曦
(杭州電子科技大學電子信息工程專業14047513班
***)
摘要...............................................................1 1.切爾諾貝利核電站的概況...........................................2
1.1切爾諾貝利核電站所在地概況..................................2 1.2反應堆概況..................................................2 2.事故起因.........................................................3 3.事故的影響.......................................................5
3.1大量的放射性物質在反應堆爆炸后流到外面......................5 3.2事故造成了大范圍不同程度的污染..............................5 3.3事故造成了大量人員死亡和癌癥患者............................5 3.4設立半徑30km的禁區,撤離人員永遠離開了家園.................5 3.5對地表水體造成了污染........................................6 3.6前蘇聯政府為處理事故付出高昂的代價,今后還會付出多大代價尚無法預測............................................................6 3.7對人類心靈的創傷無比巨大,嚴重影響核能的發展................6 參考文獻...........................................................6
摘要
由于燃料多卜勒效應和控制棒的插入暫時補償了汽泡正反應性效應,堆功率略降,出現了第一個峰值。之后,燃料碎化引起汽泡驟然增加,汽泡正反應性效應造成功率急劇上升;堆內壓力管內壓力上升,使得逆止閥關閉,主回路流量劇減,這進一步惡化了堆內狀況.事后通過模擬計算得到的功率峰值在4秒鐘內達到滿功率的100倍。據四號機組外工作人員說,大約在1點24分左右,相繼聽到兩聲爆炸聲,接著熊熊大火在破壞了的四號機組反應堆廠房燃起。
關鍵字:切爾諾貝利 核事故 原因 影響
1.切爾諾貝利核電站的概況
1.1切爾諾貝利核電站所在地概況
切爾諾貝利核電廠位于烏克蘭普里皮亞季鎮附近,該鎮是電廠人員的生活區;西北距切爾諾貝利市18km,距離烏克蘭和白俄羅斯邊境16km。核電廠在烏克蘭首都基輔以北,相距110km。
核電廠周圍地勢平坦、是一望無垠的平原,核電廠的東面是烏克蘭最大的河流第聶伯河,核電廠的主廠房離第聶伯河大約100m,核電廠的冷卻水取自該河。
第聶伯河一般分為3部分:基輔以上為上游,基輔至扎波羅熱為中游,扎波羅熱至河口為下游。上游盆地主要位于森林地區,這里大多是泥煤一灰壤土壤。上游的特點是空氣濕潤、濕地多。此地區支流密布,流量大(占區域流量的4/5)。中游是黑土森林大草原地區,分水嶺和河谷滿布森林。下游盆地位于黑壤大草原地區。上第聶伯河流域的年降水量為560一610mm。第聶伯河流入黑海。
第聶伯河上建有8級水利樞紐工程,實行航運、發電、灌溉、供水、防洪等綜合利用,在庫區內有水產養殖,第聶伯河承擔著對沿岸城市供水的任務。1.2反應堆概況
該電站共有4套機組。第1,2號機組于1977年投產,第3,4號機組于1983年11月投產。4套機組均為1000MWe(3200MWt)的石墨慢化壓力管式沸水堆(РБМК-1000)。這種堆用1700t石墨砌塊作為慢化體,有1 661根平行的壓力管垂直穿過石墨慢化體,燃料組件即插在這些垂直壓力管內。還有211根控制保護系統管道分布在石墨砌體中。堆芯等效直徑為11.8 m,高7m,總計裝有約190t含2%鈾235的低加濃二氧化鈾燃料。反應堆備有應急堆芯冷卻系統、應急供電系統和一系列安全連鎖裝置。
從安全角度看,РБМК型反應堆最大的問題在于其空泡正反應性系數。此外,堆的反應性余量不足,控制棒從最高位置開始下落時有一個反應性增長區,以及反應堆沒有有效的圍封(安全殼)等,都是在設計上直接與此次事故有關的缺陷。
РБМК反應堆是石墨慢化壓力管沸水型反應堆.它由輕水冷卻,并在垂直壓力管上部沸騰產生蒸汽。反應堆由兩個環路組成,每個環路有840根裝有燃料的壓力管、二個鼓式汽水分離器、四臺冷卻水泵及有關設備組成。汽水分離器直接向兩臺500MW電功率的汽輪發電機供汽。反應堆可以帶負荷裝卸燃料。
冷卻回路的主要部份分別封閉在一些堅固的起安全殼作用的隔室內。這些隔室與位于反應堆下部的抑壓水池系統相連,以便在冷卻劑拽漏時能夠收集和冷瞬蒸汽。但是在反應堆上部,特別是壓力管上部裝卸燃料的工作面上沒有這類安全設施。在堆芯燃耗平衡時,PFMK反應堆具有正的空泡反應性系數,但燃料反應性系數是負 的。功率變化時,總的凈反應性效應取決于反應堆功率水平。在滿功率運行時,凈效應是負的;而在20%滿功率以下運行時,凈效應是正的。_因此,操作規程規定禁止在熱功率700MW 以下運行。否則,會發生熱工水力參數的極端不穩定性。
РБМК反應堆有211根中子吸收棒,分別用于總的功率控制、局部功率分布調節和緊急保護.緊急事故停堆靠插入所有吸收棒,最大下插速度為0 , 4m/s.為保證所需功率分布和負的凈反應性系數,運行規程規定運行時插入堆芯的吸收棒必須不少于30根。1986年4月26日切爾諾貝利核事故發生在四號機組。截止那時,蘇聯對這種堆型已有100堆年的運行經驗,切爾諾貝利四號機組也成功地運行了三年,而且還是РБМК系列中運行紀錄最良好的機組之一。
2.事故起因
切爾諾貝利核電站四號機組計劃于1986年4月25日停堆檢修.停堆之前,擬定在該機組8號汽輪發電機上做一項實驗。實驗的目的在于:探討廠內、外全斷電情況下汽輪發電機中斷蒸汽供應時,利用轉子惰走動能來滿足該機組本身電力需求的可能性。
切爾諾貝利核電站曾經作過類似的實驗。當時發現:發電機母線上的電壓早在轉子惰走動能耗盡之前就已下降。這次實驗準備用特制的電機磁場調節器來解決這一問題。
計劃停堆前,四號機組一直在額定參數狀態下運行。4月25日凌晨1點正,操作人員按照計劃開始降低反應堆功率。于13點5分,反應堆熱功率降為1600MW,同時停止該機組的7號汽輪發電機。14點正,按“實驗大綱”要求,為了防止實驗過程中應急堆芯冷卻系統動作,解除了該系統的備用狀態.之后,本應開始作實驗,但由于應電網供電要求,該機組繼續運行。這樣,四號機組在解除了應急堆芯冷卻系統備用狀態下運行,違反了操作規程。
于23點 10分,再次降低反應堆功率。按照“大綱”要求,實驗是在反應堆熱功率為700-1000MW條件下進行。但是,在根據操作規程解除局部自動調節系統后,操作人員沒有能夠及時地排除自動調節器測量部分所引起的不平衡狀態。結果,反應堆熱功率降至30MW以下.直到4月26日凌晨1點,操作人員才成功地把反應堆熱功率穩定在200MW。由于反應堆處于“中毒”過程,同時堆內可利用的剩余反應性量小,未能實現進一步提升反應堆熱功率。此時反應堆熱功率顯然低于“大綱”要求的值。
盡管如此,仍決定進行實驗。于1點03分和1點07分分別啟動兩個環路的一臺備用冷卻水泵,連同一直在運行中的六臺主泵,八臺冷卻水泵全部投入運轉。
由于反應堆熱功率遠低于計劃值,從而引起堆芯和環路水阻偏低,加上八臺冷卻水泵全在運轉,通過反應堆的冷卻劑流量超過了規定允許值。這是違反操作規程的,因為流量過大會引起泵的汽穴發生從而導致振動和損壞。通過反應堆的水流量的增加,造成了堆芯內產蒸汽量的減少以及汽水分離器中蒸汽壓力和水位的下降。操作人員試圖用手動調節來維持汽水分離器中蒸汽壓力和水位,但未能達到目的.在這期間,他們看到汽水分離器中蒸汽壓力下降了0, 5-0.6MPa,水位低于警戒線。為了避免反應堆停堆,操作人員解除了與這些參數有關的事故保護信號。并于1點19分,加大給水流量。30秒后流量加大到初始值的三倍多,從而成功地抑制住了水位的下降趨勢,水位趨于穩定。為了提高水位,繼而進一步加大給水流量,約1分鐘后給水流量加大到初始值的四倍。
當汽水分離器中較冷水進入反應堆堆芯后,產蒸汽量明顯下降。堆內容積含汽量減少導致負的反應性效應,因而引起自動調節棒提升。約30秒內,自動棒提升到上部終端位置,操作人員不得不提升手動吸收棒以維持反應堆在200MW功率下運行。由于不斷提升手動棒,堆芯內控制反應性的能力不斷減少。
為了限制汽水分離器中水位的進一步上升,于1點21分50秒,開始大幅度減少給水流量。1點22分10秒,較熱的水進入堆芯,從而引起堆內蒸汽品質上升。為了補償蒸汽品質上升(正反應性效應),自動調節棒開始不斷下插。
直到1點22分30秒,操作人員才停止減少給水流量,此時給水流量已減少到比正常值小1.5倍(這是操作人員疏忽造成的操作錯誤).偽了在實驗正式開始之前了解堆內中子場分布和反應性安全余量情況,計算機打印輸出堆內功率分布和每根控制棒在堆芯中的位置。操作人員從反應性快速計算程序打印結果看到:堆內反應性貯備已經太少,應立即停堆(按操作規程規定:至少應有30根控制棒留在堆芯內,但這時僅有6-8根棒留在堆內)。
盡管如此,操作人員并沒有停堆,而是開始實驗。
1點23分4秒,該機組的8號汽輪發電機的緊急截止閥關閉以停止向汽輪機供汽.此時,兩臺汽輪發電機都已解列(7號汽輪發電機已在4月25日停車),反應堆理應自動停止.但是,操作人員臨時決定解除了該事故保護信號,致使反應堆繼續在約200MW熱功率下運行。這樣做的目的在于:如果第一次試驗失敗的話,有可能再次重復試驗.但“大綱”中并沒有這樣的要求,這樣做再次偏離了實驗計劃。
由于較熱的水進入堆芯(減少汽水分離器給水流量所致)和通過堆芯流量減少(停掉了四臺冷卻水泵),使得堆內產蒸汽量增加,反應性增加引起自動調節棒下插.I點23分3I秒,自動棒巳補償不了蒸汽品質提高引起的反應性加大,反應堆功率開始上升。1點23分40秒機組值班長命令操縱員按AZ-5按鈕(緊急停堆用按鈕)停堆。所有吸收棒和緊急停堆棒開始下插,但由于絕大多數吸收棒處于最上部位置,不能立盯起到抑制反應堆功率作用。3秒鐘之內堆功率上升到530MW上,反應堆功率上升周期短于20秒,致使超功率保護和短周期事故停堆信號出現。但這一切已經不能阻止一場災難性事故的出現。堆內傳熱條件的惡化,使得堆芯壓力管內燃料棒溫度急劇地上升。由于燃料多卜勒效應和控制棒的插入暫時補償了汽泡正反應性效應,堆功率略降,出現了第一個峰值。之后,燃料碎化引起汽泡驟然增加,汽泡正反應性效應造成功率急劇上升;堆內壓力管內壓力上升,使得逆止閥關閉,主回路流量劇減,這進一步惡化了堆內狀況.事后通過模擬計算得到的功率峰值在4秒鐘內達到 滿功率的100倍.據四號機組外工作人員說,大約在1點24分左右,相繼聽到兩聲爆炸聲,接著熊熊大火在破壞了的四號機組反應堆廠房燃起。
3.事故的影響
3.1大量的放射性物質在反應堆爆炸后流到外面
根據俄國科學家的報告,切爾諾貝利4號反應堆共有180一190t的UO2以及核反應產生的核廢料,他們估計有5%一30%的物質在事故中流到外面。有資料稱在事故中有8t多強放射性物質進人到環境中去,其強度相當于日本廣島和長崎兩顆原子彈的100倍。3.2事故造成了大范圍不同程度的污染
事故發生時,反應堆爆炸形成的放射性塵埃飄到俄羅斯、白俄羅斯和烏克蘭,也飄到歐洲的其他國家和地區,例如:土耳其、希臘、摩爾多瓦、羅馬尼亞、立陶宛、芬蘭、丹麥、挪威、瑞典、奧地利、匈牙利、捷克、斯洛伐克、斯洛文尼亞、波蘭、瑞士、德國、意大 利、愛爾蘭、法國和英國,造成了空氣和地面不同程度的污染。至今西歐有的國家還在對牛奶實施放射性檢測。核電廠周圍6萬多平方千米的土地受到了直接污染。3.3事故造成了大量人員死亡和癌癥患者
對人員死亡和因核輻射引發的癌癥患者在報道中相差很大,按官方的說法,因事故當場死亡30人,事故至少造成9.3萬人因輻射患癌癥死亡,27萬人患癌癥,大約600萬人受到核輻射的侵害。
3.4設立半徑30km的禁區,撤離人員永遠離開了家園
在事故處理中,當局將以核電廠為中心、半徑30km的廣大區域劃為禁區,在該區域撤 離了135 000人。原來這里是生活的天堂,事故后變成了荒無人煙的地方。20年后有報道 稱:隔離區內的平均照射度仍大于100毫倫琴,隔離區以外是較重污染撤離區,平均照射度在60毫倫琴左右,個別地方可達150一200毫倫琴;再往外是輕度污染的準撤離區,平均 照射度在30毫倫琴;有人擔心20年前的90Sr和137Cs還會對土壤的污染仍會存在,植物、昆蟲和蘑菇等仍會從表層的土壤中吸收137Cs,有些科學家擔心核輻射會對當地人造成幾個世紀的影響。
3.5對地表水體造成了污染
放射性塵埃落到附近第聶伯河的水體中,在庫區聚集,造成對水生物的嚴重影響。從資料中發現,核電廠的基礎坐落在粘土層上,粘土層較厚,粘土層下面是一含水層,該含水層是當地和烏克蘭首都基輔市的地下水源。由于粘土層的不透水性和對放射性核素的吸附作用,地下水未受污染,所以,事故處理中沒有像福島核事故那樣鬧水荒。3.6前蘇聯政府為處理事故付出高昂的代價,今后還會付出多大代價尚無法預測
專家估計,事故處理花費達數百億美元,可建10多個這樣的該核電廠。建安全封閉殼需8.7億歐元,該殼的設計壽期為100年,100年后還要投資,是一個無底洞。3.7對人類心靈的創傷無比巨大,嚴重影響核能的發展
切爾諾貝利核事故后,國際社會陷入了核恐懼中,德國、美國等國掀起了反對建設核電廠的浪潮,20多年核能發展陷人低谷。
參考文獻
[1]王乃粒,朱長超.有關切爾諾貝利核電站事故的報告[J].世界科學,1987,04 [2]王恒德.切爾諾貝利核事故及其后果[J].輻射防護通訊,2000,Z1 [3]李宗明.讓切爾諾貝利核事故的警鐘長鳴-紀念切爾諾貝利核事故25周年[J].核安全,2011,03 [4]胡遵素.切爾諾貝利事故及其影響與教訓[J].輻射防護,1994,05 [5]林誠格,卞洪興.蘇聯切爾諾貝利核電站事故及其經驗教訓[J].核動力工程,1987,01
第四篇:切爾諾貝利核電站事故對核事故應急管理體系的啟示
切爾諾貝利核電站事故對核事故應急管理體系的啟示
時間: 2006-04-25 字體:大 中 小
張海紅 曹劍鋒 史麗生
(防化指揮工程學院十四隊、防化指揮工程學院二系)
摘 要 1986年4月26日,烏克蘭切爾諾貝利核電站4號機組發生了歷史上最大的一次核事故,造成的后果遠比三哩島核事故嚴重得多,廣泛得多,它引起了世界各國的普遍關注。對有關這次事故的過程、原因、后果、應急措施、環境監測、環境影響、劑量估算等進了大量研究,發表了大量研究資料。在這些資料中,我們得到很多關于此次核事故的信息,尤其是此次核事故反應出來的核事故應急管理體系的問題更對我國的核事故應急管理體系提供了有益經驗和教訓。
關鍵詞 核事故應急 核電站 救援
核電作為一項環保能源,已實實在在地為國人所知道所享用。建設核電站,無疑能夠很大程度上改善我國基本以火電為主(火電幾乎占到了80%以上)嚴重失衡的電源結構,減輕煤運輸和環境污染等巨大壓力。但是核電站可能存在的危險事故隱憂,卻是人們非常關注的。切爾諾貝利核電站事故,盡管已經過去了近二十年,但是人們至今還是記憶猶新,不敢忘記。
1986年4月26日,在切爾諾貝利核電站4號機組,莫斯科時間大約是1時23分(北京時間6時23分)4號機組的反應堆裝置活性區及部分廠房遭到破壞,使一部分集存在活性區的放射性產物排放入大氣。世界核電站歷史中最嚴重的一次事故發生了。
反應堆發生的是熱爆炸,由于一系列原因,反應堆中形成蒸汽,然后產生了熱導出危機,燒熱了燃料,使燃料毀壞,載熱劑激烈的沸騰,在載熱劑中進入了被毀壞燃料的顆粒,工藝孔道中的壓力急劇上升,這就導致了熱爆炸和反應堆的破壞。反應堆上部的金屬構件移了位,全部高壓管道破裂,一些控制棒和燃燒著的石墨塊被拋了出來,反應堆卸料的一邊和補給水房部分廠房被破壞了。活性區和蒸發器的管道的碎片落在反應堆和汽輪機廠房的頂上,打穿和破壞了電站二期的汽輪機大廳的房頂。這樣的事故造成了嚴重的人員傷亡和嚴重的環境影響。
為預防核事故與實施核事故應急救援,針對切爾諾貝利核電站事故及其救援中發生的幾點問題,為加強和改進我國核事故應急管理體系,有針對性的提出幾點思考建議。
一、制定科學的核電站運行及試驗規劃。
切爾諾貝利核電站是由于進行了一場本不應該進行的試驗造成的,而試驗本身就違反了操作規程,在嚴重違背操作規程的條件下,4號機組進行了一系列違反操作規程的試驗,粗劣的試驗大綱,無效的監督和不按程序審批的試驗計劃是造成事故的管理因素。在1986年4月25日、26日切爾諾貝利核電站值班操縱員粗暴的違反核電站應該實施的規程主要有六點:
第一,減少了規定的后備反應性,即把反應堆活性區中吸收劑—控制棒的數量降到了允許值以下。
第二,突然降低反應堆的功率,然后使反應堆運行在低于實驗計劃中所規定的熱功率水平。
第三,把全部8臺循環泵與反應堆連接,超過了操作規程所規定的單線程流量。這一錯誤在實驗計劃中已經存在了。
第四,切除了兩臺汽輪發電機蒸汽信號的反應堆保護裝置。
第五,切除了在汽鼓汽水分離器中的水位和蒸汽壓力的反應堆保護裝置。
第六,切除了產生最大設計事故時規定要求用的反應堆事故冷卻系統。
電站的總工程師H.M.福明對沒有充分考慮好的、沒有按正常手續取得同意的關于汽輪發電機帶負荷惰轉實驗計劃做了批準之后,應由切爾諾貝利核電站的第二期運行的副總工程師佳特洛夫負責實驗,而值夜班進行實驗的主任是阿基莫夫,控制反應堆的主任工程師湯圖諾夫,兩人都缺乏熟練的試驗技能和實驗經驗。領導和組織進行這次試驗的是“頓河電力公司”的電氣工程師莫特連科,但是他并不了解反應堆的特性。
在準備和進行汽輪發電機組自身用電負荷的惰轉實驗過程中,電站的值班操縱員切斷了一系列的技術保護設施并違反了安全工藝過程安全方面很多重要操作規程的規定。值班員的主要動機是力圖較快做完實驗,在準備和進行實驗時違反了規定的程序,違反了實驗計劃,粗心大意的操縱反應堆裝置。這些都說明值班操縱員不大懂得核反應堆工藝過程的特性并喪失了安全感。其結果是由于值班操縱員把反應堆置于不符合操作規程的狀態,這實際上加劇了正反應性系數對功率上升的影響,所以造成了嚴重的核事故。
因此,在我國核電站的運行管理上,首先要根據核電站的核島與常規島的不同特性,制定出符合科學要求的運行管理程序,為核電站的管理工作提供出合適的管理規范,對反應堆的運行要進行全面可靠的紀錄,并有相應管理人員對反應堆是否正常運行做出判斷,對反應堆進行的科學研究工作應該進行系統的審查,要從理論上對實驗計劃可行性進行充分的論證,還要有經驗豐富的專家在場指導實驗進行。
二、建立有效的監督機構
監督機構應獨立于核電站之外的獨立組織,有權利對核電站進行各方面安全的檢查,并把監督程序法制化。對監督人員制定出明確的可操作性強的行為規范。
切爾諾貝利核電站事故中,監督機構不能有效進行監督。對于切爾諾貝利核電站事故發生前違反核電站安全準則的行動,本應由前蘇聯國家原子能監督局的代表出來干預并制止類似行動,然而在這一天沒有一個該組織的工作成員。即使該組織領導人去了,也來不及發現4號機組上發生的事和要做什么工作。監督員都奉命在上班時間到醫務室去了,他們整天在那里參加醫務會議,這樣4號機組處于沒有國家原子能監督員保護狀態下。
在機制上應該保證國家原子能監督局或者職能類似的機構清楚核電站的運行及實驗狀況,并應該提高監督人員素質,監督人員應具備一定的堆物理知識和一定的電學知識,在監督過程中應該很快進入情況,在人員時間安排上應該能夠滿足核電站安全運行的需要。工作職責、工作技能與工作時間均應制定合理的實施規范和細則。
三、管理體系中除設立專家咨詢組之外,還應建立技術指導小組
專家咨詢小組的組成是由于一些知名科學家組成,其工作單位比較分散,工作地點不集中,這將給相應的核電站核事故應急人員培訓造成困難,核事故應急準備工作是一項長期的工作,應根據“常備不懈、積極兼容、統一指揮、大力協同、保護公眾、保護環境”的方針開展工作。
切爾諾貝利核電站發生核事故以后 電站的人員沒有能夠準確的客觀的估計所發生的事情,所有人對消除這樣大的事故后果,從職業上和心理上都沒有準備,對切爾諾貝利核電站區域及其鄰近地區的最初輻射水平采用計量儀表進行最初的測量,由于這些儀表本身測量量程窄,沒有能給出真實的輻射水平的數據。在發生核電站事故的情況下,除了普遍測量還應進行個別測量。個人劑量筆這種簡單的直讀式個人劑量儀應該對救援工作的每一個人進行分發與使用,但是切爾諾貝利核電站卻將這些劑量儀給鎖起來,沒有做使用他們的準備。二核電站專門的咨詢組是在核電站發生事故后幾個小時才從莫斯科乘專機趕來,因此有必要在核電站建立自己的技術指導小組,平時有計劃有目的的進行培訓,能夠對儀器儀表使用有充分的熟練程度以及對放射性物質的特性有充分了解,在專家咨詢組成員沒有到達現場時能夠對工作人員和救援人員的輻射防護工作提供出有力的技術指導。
救援工作中救援人員在平時應在技術培訓中清楚明白核電站構造以及輻射防護的有關知識,熟練使用有關劑量檢測儀表,為最大限度減小救援工作的損失起到積極作用。
專家咨詢組和技術指導小組的有機結合才能使救援中的技術問題得到充分解決。專業技術小組的職能作用對于一個核電站來說是只管至關重要的。專業技術小組應在專家咨詢組的指導下進行工作,為核事故應急救援的工作提供協調統一的技術指導工作。
四、建立專門的考核小組,對核電站不同工種的人員進行定期的專業考試,使工作人員對自己肩負的使命有一個清晰的認知,能夠以淵博的知識為建設服務。
從核電站發生事故的原因來看,主要原因是人們對核電站整體知識的掌握不夠深入以及管理混亂造成的。把控制反應堆進行實驗委托給對工作沒有受過充分訓練的人員,在一個對核電站反應堆知識缺乏的人領導下進行試驗,以及電站相關工作人員的違反操作規程反映出核電站人員專業素質不高,這是造成事故的隱患。核電站違反核安全要求,在沒有足夠的安全保障的情況下,從1986年1月17日到發生事故時,4號機組已經6次離開反應堆保護系統進行了運行。從1980年至1986年對設備運行中的27次故障情況都沒有進行研究并做相應的評價。切爾諾貝利核電站沒有教學中心與有效的專業技術培訓系統,其后果已經由4月26日的事故所證實。在發生事故的時候,4號機組有不少“多余”的人。除了直接從事實驗的人員之外,還有電站的其他人員,這些非實驗人員留下來想學會怎樣進行停堆實驗,并且該核電站沒有相應的人員培訓設施。在核動力工程中專業技術的考核具有特別重要的意義,在切爾諾貝利核電站這些考核不是經常由非常權威的委員會進行負責的,技術考核比較混亂。因此建立相應的工作人員認證制度,進行專業考試,考試合格者發給相應崗位證書。考試內容應該寬泛,不應僅局限于本專業知識,是所有工作人員對于核電站管理章程和核電站安全準則均有宏觀理解,在發生核事故的條件下應該能夠在沒有組織的情況下自行救援。對設備管理設立專門的應急裝備處,由專業人士對儀器性能進行定期的檢測。并選擇合適的適用于應急狀態下的寬量程儀器。根據核電站的最新發展提供出合適的儀器檢修及更換措施。在切爾諾貝利核事故中,劑量監測員不能找到量程足夠大的儀器進行放射性水平的測量,而這對事故救援級別的劃定來說是具有決定意義的。只有確定了事故的級別,才能對救援行動的規模與方式起到恰當的指導作用。
工作人員的素質直接決定著核電站能否安全穩定運行,工作人員為核電站的工作提供優質的服務,不僅僅關系到經濟利益,在非常時期的軍事意義更加明顯。在戰時是防止敵軍進行攻擊和進行有效的救援提供強大的后備基礎。
核電站應結合國際上慣用做法和我國國情,對核電站工作人員進行有效的考核與培訓,必將為預防核事故打下良好基礎,為可能發生的核事故應急救援工作提供出有力的技術支持。
五、新聞管制
切爾諾貝利核電站核事故后出現了一種稱為“放射性恐懼癥”的新病,眾所周知,我們的感覺器官沒有記錄輻射存在、輻射的條件和它的危害大小的“裝置”。輻射的復雜性造成了掌握輻射作用基本的放射性生物規律性知識的困難。核電站周圍的廣大民眾,包括核電站周圍30公里以內的居民缺乏足夠的輻射特性以及它的生物學作用方面的知識,引起了人們在核電站事故后心理上的緊張。甚至一部分人感到恐懼,甚至畏懼,這就是所謂的“放射性恐懼癥”。導致人們這種狀態的原因,這里起很大作用的是切爾諾貝利核電站之后,居民沒有聽到客觀易懂的報告,而且報道是片面的。放射性恐懼癥嚴格說并不是一種病,而是人民對正式來源失去信心,而更多的相信傳聞的一種狀態。
不同放射性核素會維持不同時間的放射性影響。在兩種情況下可能產生不良影響,一是短期強烈輻射,二是小劑量長期照射。一個國家存在有關負責居民輻射安全的龐大體系,這是一大批在放射醫學領域積極工作的著名學者、各方面的專家。切爾諾貝利核電站周圍居民疏散時就是通過政府的統籌安排進行的,過程有條不紊,這同核事故進展情況的準確發布是相關的,并且設立居民地址查詢處,短期內就向26500人提供了有關居民所在地點方面的咨詢。
因此,切爾諾貝利核電站事故新聞發布方面的經驗教訓告訴我們,必須成立專門的新聞機構和社會社團組織進行核事故信息的發布,既要保證核電站周圍居民的知情權,又要考慮嚴重核事故條件下撤離人員的秩序問題,禁止任何非官方授權的組織和個人發表內任何與核事故有關的言論,并且應該根據事故的情況進行連續追蹤報道,使居民對事故的發展及救援情況有所了解,避免不必要的心理恐慌和失實新聞的流傳。
六、軍隊參加核事故應急救援的作用應該得到重視。
莫斯科時間大約是1時23分發生的核事故,在1時28分,以內勤中尉為首的內勤中尉普拉維克為首的14人組成護衛切爾諾貝利核電站的軍事化消防隊執勤人員來到事故地點,年輕的軍官迅速準確的估計了事故的情況后,派手下的人首先撲滅汽輪機大廳屋頂上的火,以便切斷威脅著其余動力機組的火焰。1時35分,內勤中尉基賓科為首的10人組成的護衛普里維亞特城的綜合軍事消防隊的內勤警衛來到火災現場。基賓科帶領防毒氣小組偵查與遭到破壞的反應堆性鄰近的反應堆廠房的一些房間的火情,這樣做可以選擇遞送水龍帶的正確位置。同時電站的值班人員也都來了。1時40分,正在休閑的內勤少校捷連科尼科夫來到事故現場,擔任起滅火總指揮,2時10分,由于消防隊員的高超本領和奮不顧身的精神撲滅了汽輪機大廳屋頂上的火。后續有相應的救援部隊到達現場并由相應的指揮官擔任總指揮,在已經確定4號機組及其附近地域超過了允許水平后,消防隊員在距離事故地點5公里的地方集合,并按規定時間派遣消防隊員進入危險區。
4月27日,空軍對切爾諾貝利廠區和周圍進行了詳細的勘測后繪制出了像反應堆投擲廢棄物覆蓋物的示意圖。4月27日,45架直升機向核電站4號機組投放了65噸覆蓋材料,但是還不能完成覆蓋反應堆的目的。一開始反應堆的封填工作時直升機飛臨反應堆上空,機組人員靠目測向反應堆投擲覆蓋物。為了使飛行員工作更加有效,基輔、切爾諾貝利、切爾尼戈夫的一些企業制作了用于向反應堆投放廢棄物的集裝箱以及懸掛設備。飛行員們緊張作業,直升機不分晝夜的在反應堆上空飛行投擲裝填物,飛行員還擔任消除大氣中放射性物質的行為,參加搶險的全體飛行員圓滿的完成了任務。
有鑒于此,軍隊參加核事故應急救援任務時的作用十分強大,行動迅速有利,是一支戰斗力很強的隊伍。有必要針對我國的核電站進行核事故應急救援演習,特別是部隊參加核事故應急救援演習,是確保把核電站事故災難減小到最低的有效途徑,因此有必要拉動擔負核事故應急救援任務的部隊進行定期的演習。
切爾諾貝利核電站事故已經遠去20個春秋。它引起了世界各國的普遍關注。對有關這次事故的過程、原因、后果、應急措施、環境監測、環境影響、劑量估算等進行了大量研究,發表了大量研究資料。在這些資料中,我們得到很多關于此次核事故的信息,尤其是此次核事故反應出來的核事故應急管理體系的問題更對我國的核事故應急管理體系提供了有益經驗和教訓。核事故應急管理體系是一個復雜的科學體系,只有這個體系運轉正常了,才能保證我國核電站的安全運行以及發生核事故后進行相應的救援工作順利進行,本文結合歷史上發生核事故的經驗教訓,提出應急管理體系中的幾點看法,希望能夠帶來有益的作用。
參考文獻 沃茲尼亞克等,伍仁毅、杜凡等譯,《切爾諾貝利核事故與教訓》,中國勞動出版社,1991年5月。中國人民解放軍防化指揮工程學院,董濱江等,《核事故應急概論》,1991年11月。施中齊,《我國核應急管理體系》(應急響應專業知識培訓班)。
第五篇:切爾諾貝利核事故至今仍然對歐洲環境有影響嗎(范文模版)
切爾諾貝利核事故至今仍然對歐洲環境有影響嗎?
核事故的遺產史上最嚴重核事故給世界留下了什么?災難的典型圖景:距離切爾諾貝利核電站僅幾公里的普里皮亞季市(Pripyat)由示范城市淪為空無一人的鬼城。1986年4月26日,位于烏克蘭的切爾諾貝利核電站四號反應堆發生爆炸,生成高濃度的放射性云團,污染蔓延至歐洲地區。
30年后的今天,在瑞士,尤其是阿爾卑斯山脈以南的提契諾州,還能監測到當年的核輻射痕跡。這對公眾健康有什么影響呢?
“災難記憶的淡化比放射性同位素銫-137的消散來得更快,”聯邦衛生局核輻射風險辦公室的負責人Christophe Murith說,銫-137的半衰期長達30年。對Murith來說,在30年前春天所發生的那場災難至今歷歷在目。當放射性云團從切爾諾貝利飄移至中歐北部和瑞士時,他就工作在第一線。視頻:核輻射擴散
“是瑞典人向我們發出的警示信號:他們測量到輻射強度的異常增長。當時我剛剛完成博士論文,正在研究一項光譜技術。突然,我有了用武之地:實地測量、和持懷疑態度的當地人打交道,還有同那些想了解一切數據的聯邦官員合作,”Christophe Murith回憶道。當年,他恰好在聯邦輻射防護委員會的實驗室工作。
一輛從部隊借來的面包車載著這位年輕的研究員走訪了整個提契諾山谷。這里是瑞士受污染最嚴重的地區。“放射性物質留在了那些當放射性云團經過時曾降雨的地方,”Murith介紹說,“當時,提契諾州土壤中銫-137的濃度是瑞士高原地區的100倍。”
當務之急是保護那些對核輻射最敏感的人群,比如兒童和孕婦。“我們分析的重心是食品:我們想切斷輻射的飲食傳播路徑,”Christophe Murith強調。另外,他們還向居民提出了一系列建議,諸如避免飲用鮮奶,以及對色拉和蔬菜進行徹底清洗,等等。
但從全球比較來看,瑞士居民在切爾諾貝利核災難之后體內所積累的放射性物質濃度尚屬中等。聯邦衛生局統計的相關數值為每年0.5毫希沃特(毫西弗)。通常拍一次X光片,人體就能接收到1毫希沃特的輻射物——相比可見,0.5毫希沃特的量并不算高。“但是,那些沒有遵守我們防輻射建議的人,還是會在體內積累10倍以上的輻射物。”
野豬和湖泊里的切爾諾貝利
30年過去了,那場災難的痕跡依然可見。
在提契諾和格勞賓登州的一些山谷,仍然能夠發現當年切爾諾貝利核事故釋放的銫-137。Christophe Murith證實說:“放射性銫尤其會頑固地存在于森林生態系統的表層,它會被磨菇吸收,會進入野生動物體內。直到今天,野豬體內還會存有超標的銫。這樣的豬肉是不能出售的。”
瑞士的湖泊里至今也還能找到切爾諾貝利事故排放出的污染物。
瑞士聯邦核安全監察局(IFSN)近期發表的一篇報告中就引用了2013年一項瑞士研究公布的相關數據。比如比爾湖:在1950 至2013年間積累的銫-137物質中,有八分之一可能來自切爾諾貝利;而其他的則產自Mühleberg核電站在60年代進行的核試驗。
腫瘤患病率沒有明顯增加 由高敏感度監測器測量到的輻射對專家們來說無疑是很有意思的研究對象。聯邦衛生局前副局長Bernard Michaud表示:“從公眾健康角度來看,當年擴散出的放射性物質已經沒有什么不良影響。”
但Christophe Murith認為,受切爾諾貝利核災難影響而致病的可能并非為零,他說:“確定因果關系很困難,因為甲狀腺癌的發病早前已呈上升趨勢,特別是在女性當中。”這應該也和診斷技術的進步有關,Murith透露。
聯邦衛生局從廣島及長崎原子彈爆炸后的物質分析數據出發,推斷出瑞士受切爾諾貝利事故影響而致死的病例數約為200起。“但在烏克蘭、俄羅斯和白俄羅斯這幾個受災嚴重的國家,情況則大不一樣,至少有4000至5000人死于很可能是由切爾諾貝利核泄漏事故引發的甲狀腺癌,” Christophe Murith指出。
伯爾尼大學社會與預防醫學研究所向瑞士資訊swissinfo.ch介紹道,研究并未發現切爾諾貝利事故導致兒童患癌的明顯趨勢。但該研究所的兒科專家Ben Spycher認為,即使是強度極低的天然放射性環境也有可能促使兒童罹患白血病或腦癌。他說:“這些天然放射性物質中有極小的一部分來自切爾諾貝利。但即使有關聯,也是微乎其微的。”
不能掉以輕心盡管所有的研究結果都證實,切爾諾貝利事故對瑞士居民的健康沒有明顯影響,但我們也要意識到,這些數據并不完整。提契諾州癌癥統計辦公室主任Andrea Bordoni提示道,瑞士沒有國家范圍的腫瘤犯病率統計,而且,提契諾的州級調查也僅僅始于1996年,距災難發生已有10年。
但Andrea Bordoni表示,統計方面的這一空白并無大礙。“確實,我們沒有事故發生最初幾年的數據,從理論上來說,我們可能錯過了甲狀腺癌發展的峰值。但是,如果切爾諾貝利事故對瑞士民眾的健康曾造成重大傷害,我們在多年之后依然可以察覺。這種情況并沒有發生。”
沃州Genolier醫院放射科主任Jacques Bernier提醒說,在放射治療中,病人的甲狀腺乳頭狀癌會隨著時間推移發生不同的基因突變。“所以還是不能掉以輕心,因為突變會帶來潛在的長期風險,”他說。法國里昂的國際癌癥研究中心是世界衛生組織下屬的癌癥專門研究機構。該中心警示說,在核泄漏事故發生幾十年后,輻射的影響依然存在。為了對切爾諾貝利事故造成的健康危害的進行全面評估,它呼吁開展長期性的協作項目。另外,讓Christophe Murith確信的還有一點:“災難發生后,撤離居民內心產生的抑郁、焦慮、自殺和創傷后應激障礙等問題一直是一個不容忽視的事實。核泄漏事故給人們造成的心理影響遠遠超過輻射災害本身。”
切爾諾貝利的火災威脅綠色和平組織警告說,繼切爾諾貝利事故之后,大量危險的放射性物質散播在核電站附近的森林和土壤中。這些物質很有可能因為當地頻繁的森林大火而擴散至大氣中。
綠色和平組織透露,一場蔓延的火災相當于6級核事故(切爾諾貝利核泄漏的事故等級為7級)。2010年,一場當地火災通過擴散的濃煙將輻射一直帶到了土耳其。
瑞士聯邦衛生局在《晨報周末版》(Le Matin Dimanche)的采訪中表示,正在認真處理這一問題。如果發生嚴重火災,瑞士會很快收到預警,并采取預防措施,因為瑞士處于相關國際預防網絡之內。
衛生局表示,即使在最糟糕的情況下,能傳播到瑞士的銫-137的濃度也會比1986年時弱100至1000倍。瑞士資訊
∣ 瑞士唯一官方中文媒體 深度了解瑞士