世界重大污染事故 苏联切尔诺贝利核电厂污染事故”①

1984年4月26日，苏联的切尔诺贝利核电厂4号反应堆在乘计划停堆进行检修之 前，做汽轮发电机的负荷试验过程中，发生了堆芯熔化和大量核放射性外泄的严重事故。 切尔诺贝利核电厂4号堆是1000MW级大型石墨管道式沸水反应堆，20世纪70年 代初设计，于1983年12月投入运行。此堆在设计上有两个主要的安全不利因素：一是 堆芯具有气泡正反应性效应；二是控制棒挤水棒的正反应性效应(控制棒下端连接着石 墨制成的补偿棒，插入堆芯时，会引入正反应性)。这些负面效应早在1983年同类型的 立陶宛依格纳里娜核电厂的反应堆上被发现，有关设计单位也进行了研究并提出过改进 措施，但没有引起管理机构的重视，因而没有采取任何措施，甚至没有把这方面的信息 通告各运行单位。 这次实施的准备工作极其草率，“试验大纲”并未严肃认真加以制定，“大纲”中写 着的实施过程也轻描淡写，流于形式。“大纲”甚至还明确规定做试验时解除应急冷却系 统的备用状态，至于操作人员对试验中可能出现的各种异常情况都没有思想准备。 1．计划停堆前，4号机组一直在额定参数状态下运行。4月25日凌晨1时，操作人 员按照计划开始降低反应堆功率。于13时05分，反应堆热功率降为600MW，同时停止 该机组的一台汽轮发电机。14时整，按“试验大纲”要求，为了防止试验过程中应急堆 芯冷却系统动作，解除了该系统的备用状态。本应接着就开始做试验，但由于要响应电 网供电要求，该机组继续运行。这样，4号机组在解除了应急冷却系统备用状态下运行， 违反了操作规程。 2．于23时10分，再次降低反应堆功率。按照大纲要求，试验在反应堆热功率为700～ 1000MW条件下进行。但是，根据操作规程解除自动调节系统后，操作人员不能有效地 调节功率。结果，反应堆热功率直降至30MW以下。直到4月26日凌晨1时，操作人员 才把反应堆热功率稳定在200MW。由于反应堆处于“中毒”过程，并且堆内可利用的剩 余反应性小，未能进一步提升反应堆热功率。此时，反应堆已经处于难以控制的状态。

 尽管如此，管理层仍决定冒险进行试验。 3．由于反应堆在低功率下运行，造成了汽水分离器中蒸气压力和水位的下降。操作 人员试图用手动调节来维持汽水分离器中蒸气压力和水位，但未能达到目的。为了避免 蒸汽发生器中蒸汽压力下降水位过低而停机停堆，而强行继续试验，操作人员解除了这 两个参数的事故保护信号。 4．1时03分和1时07分，分别启动两个环路各一台备用给水泵，连同一直在运用 中的6台主泵，8台给水泵全部投入运转，1时19分，又调节加大给水量，才抑制住了 水位下降趋势。此时，给水流量加大至额定值的4倍。这又是违反操作规程的，因为给 水流量过大。会引起泵的汽蚀，从而导致振动和损坏。 5．当汽水分离器中较冷的水进入堆芯，蒸汽产量明显下降，堆内体积含汽量减小。 此状态下的正气泡反应性使堆芯引起负的反应性效应，从而引起自动调节棒提升，数十 秒内， 自动棒提升到上终端位置。为了维持反应堆在200MW功率下运行，操作人员不断 提升手动棒，堆芯内控制反应堆的能力不断减少。按操作规程规定，至少应有30根控制 棒留在堆芯内，但这时仅有6～8根棒留在堆内。操作人员已从反应堆快速计算程序打印 的结果中看到了这一情况，理应立即停堆，但却开始试验。 6．1时23分40秒，该机组的8号汽轮发电机的紧急截止阀关闭以停止向汽轮机供 汽。此时，该机组的两台汽轮发电机都已停运(7号汽轮发电机己在4月25日停止)。按 系统设置，反应堆将自动停闭。但操作人员考虑，如果第一次试验失败，可以准备再次 重复试验，决定解除了停机的停堆保护信号，反应堆继续在约200MW热功率下运行。在 大纲中没有这样的做法，他们再次偏离了试验计划。 停止向汽轮机供汽，又停掉了4台冷却水泵，使得堆内蒸汽产量增加，反应性增加 引起自动调节棒下插。1时23分31秒， 自动调节棒已补偿不了堆内含汽量提高引起的反 应性增加。反应堆功率急剧上升。1时23分40秒，值班长下令按下紧急停堆按钮，使所 有控制棒插入堆芯。由于大多数控制棒高悬于堆芯之上，在初始插入时因前面所述的补 偿棒正反应性效应与当时反应堆内的气泡正反应性和功率正反应性效应相结合，导致堆 功率剧增。事后通过计算得到的堆功率值在40秒内达到满功率的100倍。 大约J时24分左右，相继发生两次爆炸(间隔2—3秒入浓烟烈火直冲天空，高达 1 000多m。火花溅落在反应堆厂房、发电机厂房等建筑物屋顶，引起屋顶起火，同时由 于油管损坏、电缆短路以及来自反应堆的强烈热辐射，引起附近区域三十多处大火。 苏联有关部门及时有效地组织了控制事故和消防事故后果的工作。大火于26日晨 5时被扑灭。向毁坏的反应堆投掷堆积了炭化硼、白云石、铅、砂子、黏土等材料约5000t， 用以封闭反应堆厂房和抑制裂变产物外逸。1984年11月在4号堆废墟上建起了钢和混凝 土构成的密封建筑物，把废堆埋藏在里面。对切尔诺贝利核电厂厂区和周围地区进行放 射性污染清理。参加消除事故后果的总人数达20万人之多。1984年4月27日至8月从 切尔诺贝利核电厂周围地区(约30km半径)疏散了11．6万居民。 在切尔诺贝利事故中，有237位职业人员受到有临床效应的超剂量辐照。其中134 人呈现急性辐射病征兆。当中有28人在3个月内死亡，另外两名工作人员在爆炸事故中 直接致死。 在1986—1987年期间参加事故后果自理的20万人员接受的平均剂量约为lOOmSv。 其中约10％的人员受到的剂量为250mSv，少数人员受到的照射剂量约为500mSv。事故 后从禁区(半径30km)撤离的11．6万名居民在疏散前已受到辐照。其中约10％的人受到 的剂量大于50mSv，少于5％的居民受到大于lOOmSv的辐照剂量。 白俄罗斯、乌克兰和俄罗斯受放射性污染最严重的地区居住的居民，在此后70年内， 平均年照射剂量为2．3mSv(与全球平均本底辐射剂量2．4mSv相当)，北半球各国受此事 故影响最大的平均个人剂量约为0．8mSv至1．2mSv。