切尔诺贝利事故

切尔诺贝利事故事故简介切尔诺贝利核事故或简称“切尔诺贝利事件”，是一件发生在前苏联统治下乌克兰境内切尔诺贝利核电站的核子反应堆事故。该事故被认为是历史上最严重的核电事故，也是首例被国际核事件分级表评为第七级事件的特大事故。1986年4月26日凌晨1点23分（UTC+3），乌克兰普里皮亚季邻近的切尔诺贝利核电厂的第四号反应堆发生了爆炸。连续的爆炸引发了大火并散发出大量高能辐射物质到大气层中，这些辐射尘涵盖了大面积区域。这次灾难所释放出的辐射线剂量是二战时期爆炸于广岛的原子弹的400倍以上。经济上，这场灾难总共损失大概两千亿美元，是近代历史中代价最“昂贵”的灾难事件。切尔诺贝利核事故被称作历史上最严重的核电事故。切尔诺贝利城因此被废弃。分析研究切尔诺贝利事件对于核工业的安全与快速发展有着十分重要的意义。燃烧的四号机组事故简介附近被废弃的村庄四号机组石棺事故简介事故的长期影响事故堆型介绍切尔诺贝利核电站简介：切尔诺贝利核电站(北纬51度23分14秒东经30度6分41秒)是位于乌克兰普里皮亚季，切尔诺贝利市西北11英里(18千米)，离乌克兰与白俄罗斯边界10英里(16千米)，及乌克兰首都基辅以北70英里(110千米)。核电站由四个反应堆组成，每个能产生1千兆瓦特的电能(3千2百兆瓦特的热功率)，核事故时四个反应堆共提供了乌克兰10%的电力。厂房的工程始于1970年代，1号反应堆于1977年启用，接着2号(1978年)、3号(1981年)、4号(1983年)亦相继启用。还有两个反应堆(5号及6号，每个能产生10亿瓦特)在事故发生时仍在建造中。厂房的四个反应堆都是属于同一类型，称为RBMK-1000（压力管式石墨慢化沸水反应堆）事故堆型介绍RBMK-1000堆芯：RBMK为石墨压力管式反应堆，使用轻水冷却，在垂直于压力管上部分产生蒸汽。石墨砌体直径12米，高7米，重约1700吨。共1660根燃料组件，2%富集度的二氧化铀，燃料组件中铀的质量为114.7kg，燃料的燃耗深度为20MW·d/kg。堆芯进、出口水温是270℃和284℃，汽鼓内压力约7Mpa。二回路：两个环路，每个环路有840条燃料通道，两个汽水分离器，四台冷却剂泵及其相关装置，其中3台为正常运行之用，1台作为备用。汽水分离器直接向2台500兆的汽轮机提供蒸汽，每个发电机带有一台冷凝器和供水系统，反应堆由一台专门机器不停堆更换燃料。冷却环路封闭在安全厂房内。同位于反应堆下部的充水抑制系统相连。事故堆型介绍控制和保护系统：211根吸收棒，控制功率分布和紧急防护。所有多的紧急防护都是通过吸收棒下插进行，最大移动随度为0.4米/秒。必须有不下于30根控制棒位于下插状态。RBMK-1000型反应堆有两个功率控制的系统。第一个是物理功率密度分布控制系统（PPDDCS），该系统在堆芯内装有探测器。第二个是反应堆控制系统，它在堆芯内部和堆外侧面的生物屏蔽箱内都装有探测器安全系统：反应堆控制保护系统（RCPS）事故堆芯冷却系统（ECCS）主冷却剂回路超压保护系统反应堆空间超压保护系统事故定位系统（漏泄紧固部件系统隔离阀系统辐射监测系统）事故堆型介绍事故堆型介绍2％富集度，1661根燃料原件，压力管式211根吸收棒事故堆型介绍堆芯缺陷：正的空泡系数，负的燃料系数，功率低于20%总功率系数为正，在700兆瓦下不允许操作；停堆系统不适当，不能使得事故终止，反而使得事故加剧；没有有效的应急手段，方式应急系统失灵下，继续使反应堆运行；大量的在700℃左右运行的石墨，遇水将起激烈的化学反应；无安全壳！地下水层隧道液氮冷却系统抑制水池事故过程惰转实验：1986年4月25日，切尔诺贝利核电站4号机组工作人员为了探讨在厂内外全部断电情况下汽轮发电机中断蒸汽供应时，利用转子惰转动能来满足该机组本身电力需要的可能性，进行反应堆安全系统的试验工作。实验过程：1时开始，对4号机组进行降功率操作。13时5分，4号机组下降到1600MW，按计划关闭7号汽轮机。14时把反应堆应急堆芯冷却系统与强迫循环回路断开，以防止实验过程中应急堆芯冷却系统动作。23时10分，继续降功率，按照试验大纲，试验应在热功率700~1000MWt下进行。操作人员未能及时消除因自动调节棒测量部件所引起的不平衡状态，结果使功率降到30MW以下。26日0时28分，运行人员切断局部自动控制系统。26日1时19分，为了达到实验计划的功率，操作人员将大部分控制棒提出。提升的控制棒数超出了运行规程的限制（违规操作！）。将反应堆热功率稳定在200MW。强行开始实验！为了保证试验后有足够的冷却，所有8台主循环水泵部投入了运行。（违规加开两台循环主泵）导致堆芯注水太多。为了抑制沸腾的程度，堆芯流速很高，堆芯冷却剂入口温度接近饱和工况（导致蒸汽减少，蒸汽分离器内的水位也下降到紧急状态标志以下）。为了避免停推，操作人员切除了与此有关的事故保护系统（违规操作！关闭了水位和压力的停堆保护信号）。26日1时23分04秒，开始试验，关闭8号涡轮发电机的事故调节阀使之惰转。为了不致因此自动停堆，解除了与此有关的保护系统（违规操作！）。事故过程反应堆失控状态事故过程事故发生事故过程流程图事故措施事故措施限制堆芯事故后果：使用紧急辅助给水泵向堆芯注水，事实证明这一努力是无效的。专业人员小组从军用直升机上抛下硼、石灰石、沙、黏土和铅覆盖遭到破坏的反应堆。辐射得到有效控制。在事故发生后的月底已降到每天数十居里。通过注入氮气降低了氧气浓度和温度，通过与进来的大气形成对流从而使堆芯温度得到有效降低。在建筑物下面建造人工除热水平层，使其置于混凝土的上面。四号机组发生事故后对一、二、三号机组所采取的措施：1、2、3号机组相继停堆。切尔诺贝利电场并没有因为四号机组出问题而停止运作，只封闭电厂的四号机，并且用200米长的水泥与其他机组隔开，但由于缺乏能源，所以乌克兰政府让其他三个机组继续运作。1991年、1996年、2000年这三个机组才相继关闭。对1、2、3号机组进行去污和其他工作，清除之后γ放射性水平达到原来的1/10到1/15.事故措施污染现场的处理：现场的废物和被污染设备的清除建筑物顶部和外表面的清除表层泥土的清除用可以形成薄膜的化合物覆盖已清除的表面。四号机组的长期掩埋：使用专门技术将靠近机组地区内的表层泥土运到限定地点。该地区用混凝土覆盖。建筑物的顶部和墙壁清除污染。整体掩埋4号机组。30公里范围内的清除污染工作和经济应用的恢复。为了防止地下水和地面水遭受污染，建造综合性水利工程。损坏机组状况的监测和判断：损坏的机组内的计量测量及光学测量。由直升机进行辐射剂量测量和光学观测。在残存结构内和容易进入的整体建筑内的重要参数测量。事故后果总结事故后果人员伤亡：9.3万人：造成致癌死亡人数约为9.3万人左右；27万人：27万人因切尔诺贝利核泄漏事故患上癌症；34万人：核泄漏事故发生后，前苏联疏散了11万多人，随后数年，又从污染严重地区搬迁了23万人，前后共疏散34万余人；50万：参与抢救切尔诺贝利的英雄们有五十万；800年：专家称消除切尔诺贝利核泄漏事故后遗症需800年，而反应堆核心下方的辐射自然分化要几百万年；20亿人：建立在白俄罗斯国家科学院研究成果上的报告说，全球共有20亿人口受切尔诺贝利事故影响。涉及周边国家：4月27日，瑞典Forsmark核电厂发现辐射粒子俄罗斯、白俄罗斯、奥地利及乌克兰受到高程度污染（污染程度铯-13740,000Bq/m）丹麦、挪威、芬兰等十几个欧洲国家受到辐射尘影响引起大众对于苏联的核电厂安全性的关注，事故也间接导致了苏联的瓦解事故后果环境的破坏：水源污染严重，共有2.5万km2,2225个村庄地面137Cs污染水平超过了185kBq/m2农产品受辐射严重超标辐射导致基因突变，明显影响了树木的生长、繁殖和存活率等生命健康的长期威胁：严重性：事件死亡人数共达9000人（包括死于辐射尘地区），包括了死于核辐射的47名救灾人员，和九名死于甲状腺癌症的儿童；约50万清理人受到高剂量辐射；甲状腺癌等癌症比例快速增加（小孩喝的牛奶是被碘-131所污染），畸形婴儿的出生率升高；长期性:大部份固体癌症的潜伏期大约是在20至60年，可能会在2065年之内，额外会有16,000多人死于癌症；不确定性：直到目前为止，白血病病例的增加数量还不足以在统计学上推断和辐射外泄有关。经济、社会的震荡：直接经济损失和处理事故的巨大开支；农业经济受到严重影响，一些欧洲国家（除法国以外）已经强制实行食物限制；人才流失，阻碍了经济复苏。事故原因总结事故的经验教训事故的经验教训建立有效的监督机制：监督机构应独立于核电站之外的独立组织，有权利对核电站进行各方面安全的检查，并把监督程序法制化。对监督人员制定出明确的可操作性强的行为规范。对于切尔诺贝利核电站事故发生前违反核电站安全准则的行动，本应由前苏联国家原子能监督局的代表出来干预并制止类似行动，然而在这一天没有一个该组织的工作成员。监督员都奉命在上班时间到医务室去了，他们整天在那里参加医务会议。事故的经验教训建立技术指导小组：救援工作中救援人员在平时应在技术培训中清楚明白核电站构造以及辐射防护的有关知识，熟练使用有关剂量检测仪表，为最大限度减小救援工作的损失起到积极作用。专家咨询组和技术指导小组的有机结合才能使救援中的技术问题得到充分解决。切尔诺贝利核电站发生核事故以后电站的人员没有能够准确的客观的估计所发生的事情，所有人对消除这样大的事故后果，从职业上和心理上都没有准备，对切尔诺贝利核电站区域及其邻近地区的最初辐射水平采用计量仪表进行最初的测量，由于这些仪表本身测量量程窄，没有能给出真实的辐射水平的数据。在发生核电站事故的情况下，除了普遍测量还应进行个别测量。并且，核电站专门的咨询组是在核电站发生事故后几个小时才从莫斯科乘专机赶来。事故的经验教训有效的信息渠道：必须成立专门的新闻机构和社会社团组织进行核事故信息的发布，既要保证核电站周围居民的知情权，又要考虑严重核事故条件下撤离人员的秩序问题，禁止任何非官方授权的组织和个人发表内任何与核事故有关的言论，并且应该根据事故的情况进行连续追踪报道，使居民对事故的发展及救援情况有所了解，避免不必要的心理恐慌和失实新闻的流传。切尔诺贝利事故的信息公开工作很差，使公众无法了解情况，这对于保障公民的人身安全以及心理安全产生了巨大的影响。事故发生后，邻近的小镇普里普亚特的居民并没有得知任何这方面的消息，直到放射性尘飘到了1000公里以外的瑞典某核电站，前苏联知道纸包不住火的时候，前苏联官方于28日21时才公布了有关消息，事故3天后附近的居民才被匆忙撤离，5月1日还照常在基辅市举行盛大的节日游行。事故的经验教训及时纠正核反应堆设计缺陷：切尔诺贝利事故所的堆型RBMK，为石墨水冷堆，不具有负反应性系数和安全壳，这在当时来说，也是众所周知的安全隐患。在事故之前，有很多次机会对反应堆的安全设施做出改进，也有人提出了相关的问题，但是均没有得到重视。控制棒的下落时间全程需20秒。如今的压水堆PWR则在2秒以内。保护控制系统过度依赖操纵员。事故的经验教训营造核安全文化氛围：除堆型本身设计有缺陷外，其他导致切尔诺贝利事故的原因都可以归结为安全文化的缺失，无论是操作员、管理者、救援队等等，均缺乏安全文化的教育。事故发生时，4号机组在低功率工况下（计划25%功率）做汽机惰转状态下的发电实验，而核电厂管理方将试验看成一次非核实验，没有与负责运行和安全的人员沟通，没有注意安全事项，没有注意可能的风险，严重违反了运行程序，闭锁反应堆保护系统通道，任意变更实验条件（控制棒的下插深度），造成了严重事故。究其根本原因，在于核电厂管理方自上而下缺乏核安全文化。事故的经验教训及时的应急措施：切尔诺贝利核电站实验大纲允许在无其他保护措施的情况下闭锁灵敏的局部功率调节系统和应急堆芯冷却系统，导致核电站的控制特性变坏，在发生堆芯过热的事故时得不到冷却。切尔诺贝利核电站既没有可靠的灭火设备，也没有完善的应付石墨大火的应急流程，事故中石墨堆芯长期燃