切爾諾貝利核事故的原因及影響分析

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(xué)電子信息工程專業(yè)14047513TOC\o"1-3"\h\u8901摘要 通過反應(yīng)堆的水流量的增加，造成了堆芯內(nèi)產(chǎn)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(dòng)調(diào)節(jié)來維持汽水分離器中蒸汽壓力和水位，但未能達(dá)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(yīng)堆停堆，操作人員解除了與這些參數(shù)有關(guān)的事故保護(hù)信號(hào)。并于1點(diǎn)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(shì)，水位趨于穩(wěn)定。為了提高水位，繼而進(jìn)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(dāng)汽水分離器中較冷水進(jìn)入反應(yīng)堆堆芯后，產(chǎn)蒸汽量明顯下降。堆內(nèi)容積含汽量減少導(dǎo)致負(fù)的反應(yīng)性效應(yīng)，因而引起自動(dòng)調(diào)節(jié)棒提升。約30秒內(nèi)，自動(dòng)棒提升到上部終端位置，操作人員不得不提升手動(dòng)吸收棒以維持反應(yīng)堆在200MW功率下運(yùn)行。由于不斷提升手動(dòng)棒，堆芯內(nèi)控制反應(yīng)性的能力不斷減少。為了限制汽水分離器中水位的進(jìn)一步上升，于1點(diǎn)21分50秒，開始大幅度減少給水流量。1點(diǎn)22分10秒，較熱的水進(jìn)入堆芯，從而引起堆內(nèi)蒸汽品質(zhì)上升。為了補(bǔ)償蒸汽品質(zhì)上升(正反應(yīng)性效應(yīng))，自動(dòng)調(diào)節(jié)棒開始不斷下插。直到1點(diǎn)22分30秒，操作人員才停止減少給水流量，此時(shí)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(cuò)誤).偽了在實(shí)驗(yàn)正式開始之前了解堆內(nèi)中子場(chǎng)分布和反應(yīng)性安全余量情況，計(jì)算機(jī)打印輸出堆內(nèi)功率分布和每根控制棒在堆芯中的位置。操作人員從反應(yīng)性快速計(jì)算程序打印結(jié)果看到:堆內(nèi)反應(yīng)性貯備已經(jīng)太少，應(yīng)立即停堆(按操作規(guī)程規(guī)定:至少應(yīng)有30根控制棒留在堆芯內(nèi)，但這時(shí)僅有6-8根棒留在堆內(nèi))。盡管如此，操作人員并沒有停堆，而是開始實(shí)驗(yàn)。1點(diǎn)23分4秒，該機(jī)組的8號(hào)汽輪發(fā)電機(jī)的緊急截止閥關(guān)閉以停止向汽輪機(jī)供汽.此時(shí)，兩臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)都已解列(7號(hào)汽輪發(fā)電機(jī)已在4月25日停車)，反應(yīng)堆理應(yīng)自動(dòng)停止.但是，操作人員臨時(shí)決定解除了該事故保護(hù)信號(hào)，致使反應(yīng)堆繼續(xù)在約200MW熱功率下運(yùn)行。這樣做的目的在于:如果第一次試驗(yàn)失敗的話，有可能再次重復(fù)試驗(yàn).但“大綱”中并沒有這樣的要求，這樣做再次偏離了實(shí)驗(yàn)計(jì)劃。由于較熱的水進(jìn)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(tái)冷卻水泵)，使得堆內(nèi)產(chǎn)蒸汽量增加，反應(yīng)性增加引起自動(dòng)調(diào)節(jié)棒下插.I點(diǎn)23分3I秒，自動(dòng)棒巳補(bǔ)償不了蒸汽品質(zhì)提高引起的反應(yīng)性加大，反應(yīng)堆功率開始上升。1點(diǎn)23分40秒機(jī)組值班長(zhǎng)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(shù)吸收棒處于最上部位置，不能立盯起到抑制反應(yīng)堆功率作用。3秒鐘之內(nèi)堆功率上升到530MW上，反應(yīng)堆功率上升周期短于20秒，致使超功率保護(hù)和短周期事故停堆信號(hào)出現(xiàn)。但這一切已經(jīng)不能阻止一場(chǎng)災(zāi)難性事故的出現(xiàn)。堆內(nèi)傳熱條件的惡化，使得堆芯壓力管內(nèi)燃料棒溫度急劇地上升。由于燃料多卜勒效應(yīng)和控制棒的插入暫時(shí)補(bǔ)償了汽泡正反應(yīng)性效應(yīng)，堆功率略降，出現(xiàn)了第一個(gè)峰值。之后，燃料碎化引起汽泡驟然增加，汽泡正反應(yīng)性效應(yīng)造成功率急劇上升;堆內(nèi)壓力管內(nèi)壓力上升，使得逆止閥關(guān)閉，主回路流量劇減，這進(jìn)一步惡化了堆內(nèi)狀況.事后通過模擬計(jì)算得到的功率峰值在4秒鐘內(nèi)達(dá)到滿功率的100倍.據(jù)四號(hào)機(jī)組外工作人員說，大約在1點(diǎn)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(hào)機(jī)組反應(yīng)堆廠房燃起。3.事故的影響3.1大量的放射性物質(zhì)在反應(yīng)堆爆炸后流到外面根據(jù)俄國(guó)科學(xué)家的報(bào)告，切爾諾貝利4號(hào)反應(yīng)堆共有180一190t的UO2以及核反應(yīng)產(chǎn)生的核廢料，他們估計(jì)有5%一30%的物質(zhì)在事故中流到外面。有資料稱在事故中有8t多強(qiáng)放射性物質(zhì)進(jìn)人到環(huán)境中去，其強(qiáng)度相當(dāng)于日本廣島和長(zhǎng)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(fā)生時(shí)，反應(yīng)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(guó)家和地區(qū)，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(guó)、意大利、愛爾蘭、法國(guó)和英國(guó)，造成了空氣和地面不同程度的污染。至今西歐有的國(guó)家還在對(duì)牛奶實(shí)施放射性檢測(cè)。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(duì)人員死亡和因核輻射引發(fā)的癌癥患者在報(bào)道中相差很大，按官方的說法，因事故當(dāng)場(chǎng)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(shè)立半徑30km的禁區(qū)，撤離人員永遠(yuǎn)離開了家園在事故處理中，當(dāng)局將以核電廠為中心、半徑30km的廣大區(qū)域劃為禁區(qū)，在該區(qū)域撤離了135000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(bào)道稱:隔離區(qū)內(nèi)的平均照射度仍大于100毫倫琴，隔離區(qū)以外是較重污染撤離區(qū)，平均照射度在60毫倫琴左右，個(gè)別地方可達(dá)150一200毫倫琴;再往外是輕度污染的準(zhǔn)撤離區(qū)，平均照射度在30毫倫琴;有人擔(dān)心20年前的90Sr和137Cs還會(huì)對(duì)土壤的污染仍會(huì)存在，植物、昆蟲和蘑菇等仍會(huì)從表層的土壤中吸收137Cs,有些科學(xué)家擔(dān)心核輻射會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)厝嗽斐蓭讉€(gè)世紀(jì)的影響。3.5對(duì)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(kù)區(qū)聚集，造成對(duì)水生物的嚴(yán)重影響。從資料中發(fā)現(xiàn)，核電廠的基礎(chǔ)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(dāng)?shù)睾蜑蹩颂m首都基輔市的地下水源。由于粘土層的不透水性和對(duì)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(lián)政府為處理事故付出高昂的代價(jià)，今后還會(huì)付出多大代價(jià)尚無法預(yù)測(cè)專家估計(jì)，事故處理花費(fèi)達(dá)數(shù)百億美元，可建10多個(gè)這樣的該核電廠。建安全封閉殼需8.7億歐元，該殼的設(shè)計(jì)壽期為100年，100年后還要投資，是一個(gè)無底洞。3.7對(duì)人類心靈的創(chuàng)傷無比巨大，嚴(yán)重影響核能的發(fā)展切爾諾貝利核事故后，國(guó)際社會(huì)陷入了核恐懼中，德國(guó)、美國(guó)等國(guó)掀起了反對(duì)建設(shè)核電廠的浪潮，20多年核能發(fā)展陷人低谷。參考文獻(xiàn)[1]王乃粒,朱長(zhǎng)超.有關(guān)切爾諾貝利核電站事故的報(bào)告[J].世界科學(xué),1987,04[2]王恒德.切爾諾貝利核事故及其后果[J].輻射防護(hù)通訊