切尔诺贝利核电站事故

2023-03-15

第一篇:切尔诺贝利核电站事故

切尔诺贝利核电站爆炸事故

贴耳诺贝利核电站爆炸事故

事故事件

1986年4月26日当地时间1点24分,前苏联的乌克兰共和国切尔诺贝利(Чорнобиль,Chernobyl)核能发电厂(原本以列宁的名字来命名)发生严重泄漏及爆炸事故。事故导致31人当场死亡,上万人由于放射性物质远期影响而致命或重病,至今仍有被放射线影响而导致畸形胎儿的出生。这是有史以来最严重的核事故。外泄的辐射尘随著大气飘散到前苏联的西部地区、东欧地区、北欧的斯堪地维亚半岛。乌克兰、白俄罗斯、俄罗斯受污最为严重,由于风向的关系,据估计约有60%的放射性物质落在白俄罗斯的土地。但根据2006年的TORCH(The Other Report On Chernobyl)报告指出,半数的辐射尘都落在前述的三个前苏联国家以外。此事故引起大众对于前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。苏联瓦解后独立的国家包括俄罗斯、白俄罗斯及乌克兰等每年仍然投入经费与人力在事故的善后以及居民的健康保健方面。因事故而直接或间接死亡的人数难以估计,且事故后的长期影响到目前为止仍是个未知数。2005年一份国际原子能机构的报告认为直到当时有56人丧生—47名核电站工人及9名儿童患上甲状腺癌—并估计大约4000人最终将会因这次意外所带来的疾病而死亡。绿色和平组织及其他人都对研究结果作出争论。 事件起因

关于事故的起因,官方有两个互相矛盾的理论。第一个是在1986年8月公布,有效地令事故的指责只归于核电站操作员。第二个则是发布于1991年,认为事故由于压力管式石墨慢化沸水反应堆(简称RMBK)的设计缺陷导致,尤其是控制棒的设计。双方的调查团都被多方面游说,包括反应堆设计者、切尔诺贝利核电站职员及政府。现在一些独立的专家相信两个理论都并非完全正确。

另一个促成事故发生的重要因素是职员并没有收到反应堆问题报告的事实。根据Anatoli·Dyatlov---一名职员所述,设计者知道反应堆在某些情况下会出现危险,但将其蓄意隐瞒。(造成这情况是因为厂房主管广泛地吹嘘未有RMBK资格员工:厂长V.P. Bryukhanov,具有燃煤发电厂的训练和经验。他的总工程师Nikolai Fomin亦是来自一个常规能源厂。Anatoli Dyatlov, 3号和4号反应堆的副总工程师只有“一些小反应堆的经验”,VVER反应堆的小版本即苏联海军的核潜艇的设计。) 具体细节

⊕反应器有一个危险高正面空系数。简单地说,这意味著如果蒸汽气泡形成在反应器冷却剂中,核反应加速,如果没有其它干预,将会导致逃亡反应。更坏的话,在低功率输出,这个其它因素未补偿正面空系数,会使反应器不稳定和危险。反应器在低功率的危险对工作人员是与预计相反和未知数。

⊕反应器的一个更加重大的缺陷是在控制棒的设计。在一个核反应堆,控制棒被插入反应堆以减慢核反应。但是,在RBMK反应堆设计,控制棒部分是空心的;当控制标尺被插入时,最初的数秒钟冷却剂被控制棒的空心外壳偏移了。因为冷却剂(水)是中子吸收体,反应堆的输出功率实际上上升。这情况也是与预计相反,而反应堆操作员亦不知情。

⊕操作员粗心大意并违犯了规程,部分是由于他们未察觉反应堆的设计缺陷。一些程序的不规则促成了事故发生。另一原因是安全干事和负责该夜实验操作员之间的通讯不足。

重要注意的一点,是操作员关上了许多反应堆的安全系统,除非安全系统发生故障,否则这是技术指南所禁止的。1986年8月出版的政府调查委员会报告,操作员从反应堆核心至少拿去了204支控制棒(这类型的反应堆共需要211支),留下七支。同样指南(上文提及)是禁止RBMK-1000操作时在核心区域使用少于15支控制棒。 事件经过 起因

1986年4月25日,4号反应器预定关闭以作定期维修。并决定利用这个场合,测试反应堆的涡轮发电机的能力,在电力损失情形下发充足的电供给反应堆的安全系统动力(特别是水泵)。像切尔诺贝利,反应堆有一对柴油发电器可利用作为待命,但并不能瞬间地起动—反应堆将因此被使用转动涡轮,到时涡轮会从反应堆分离和在自己的惯性之下力量转动,而测试的目标是确定当发电器起动时,涡轮是否在减少阶段能充足地供给泵浦动力。测试早先在其它单位执行成功(所有安全供应起动)而结果是失败的(那是涡轮产生了不足的力量在减少阶段供给泵浦动力),但另外的改进提示了对其它测试的需要。 经过

为了在更安全、更低功率地进行测试,切尔诺贝利4号反应器的能量输出从正常功率的3.2千兆瓦特减少至700百万瓦特。但是,由于实验开始的延迟时,反应堆控制员太快地减低能量水平,实际功率输出落到只30百万瓦特。结果,中子吸引而成的裂变产品氙-135增加了(这产品典型地在更大的功率情况下,在一台反应堆中消耗)。力量下落的标度虽是接近由安全章程允许的最大限制,但员工组的管理者选择不关闭反应堆并继续实验。后来,实验决定“抄捷径”和只上升功率输出到200 百万瓦特。为了克服剩余氙-135的中子吸收,远多于安全章程数量的控制棒由反应堆拔出。在4月26日上午1点05分,作为实验一部分,被涡轮发电机推动的水泵起动了;水的流量由于这行动而超出了安全章程的指定。水流量在上午1点19分增加了—因为水也会吸收中子,在水流量的进一步增加需要手工撤除控制棒,导致一个极不稳定和危险操作条件。

凌晨1点23分04秒,实验开始了。反应堆的不稳定状态在控制板没有显示任何情况,并且看起来所有反应堆员工并未充分地意识到危险。水泵的电力关闭了,并且被涡轮发电机的惯性推动,水流的速度减低了。涡轮从反应堆分离,反应器核心的蒸汽水平增加。因为冷却剂被加热,个别的蒸汽在冷却剂管道形成。在切尔诺贝利的RBMK石墨缓和反应器的特殊设计有一个高正面空系数,意味著在没有水时的中子吸收的作用使反应堆的力量迅速地增加,并且在这种情况下,反应堆操作变得逐渐变得不稳定和更加危险。凌晨1点23分40秒操作员按下了命令“紧急停堆”的AZ-5(“迅速紧急防御5”)按钮—所有控制棒的充分的插入,包括之前不小心地拿走的控制棒。这是否作为紧急措施,或只是简单地在实验完成时作为关闭反应堆定期方法,并不清楚(反应堆预定被关闭作为定期维修)。这通常意味著紧急停堆的命令是因为意想不到的迅速力量增量的一个反应。另一方面,总工程师Anatoly·Dyatlov,在事故时身在切尔诺贝利核电站,他写在他的书上:

“在1点23分40秒,集中化控制系统之前„„没有登记能辩解紧急停堆的任何参量变动。依照陈述委任„„会集和分析很多材料,在它的报告,没确定原因为什么命令了紧急停堆。并没有需要寻找原因。反应堆简单地在实验完成时被关闭。” 结果

由于控制棒插入机制(18至20秒的慢速完成),棒的空心部分和冷却剂的临时移位,逃走导致反应率增加。增加的能量产品导致了控制棒管道的变形。棒在被插入以后被卡住,只能进入管道的三分之一,因此无法停止反应。在1点23分47秒,反应堆产量急升至大约30 千兆瓦特,是十倍正常操作的产品。燃料棒开始熔化而蒸汽压力迅速地增加,导致一场大蒸汽爆炸,使反应器顶部移位和受破坏,冷却剂管道爆裂并在屋顶炸开一个洞。为了减少费用,和它的体积太大,反应堆以单一保护层方式兴建。这令放射性污染物在主要压力容器发生蒸汽爆炸而破裂之后进入了大气。在一部分的屋顶炸毁了之后,氧气流入---与极端高温的反应堆燃料和石墨慢化剂被结合—引起了石墨火。这火灾令放射性物质扩散和污染更广的区域。

由于目击者的报告和站内纪录不一致,有一些争论认为确实的事件是发生在当地时间1点22分30。最后共同同意的版本被描述在上面。根据这种理论,第一次爆炸发生了在大约1点23分47秒,操作员在七秒以后命令了“紧急停堆”。 事故伤害

事故共造成31名消防人员死亡,数千人受到强核辐射,数万人撤离。保守估计苏联共花费了180亿美元,以及50万军民处理此事件,但是现在看来事故对环境的负面影响无法估量!

第二篇:切尔诺贝利核电站事故对核事故应急管理体系的启示

时间: 2006-04-25 字体:大 中 小

张海红 曹剑锋 史丽生

(防化指挥工程学院十四队、防化指挥工程学院二系)

摘 要 1986年4月26日,乌克兰切尔诺贝利核电站4号机组发生了历史上最大的一次核事故,造成的后果远比三哩岛核事故严重得多,广泛得多,它引起了世界各国的普遍关注。对有关这次事故的过程、原因、后果、应急措施、环境监测、环境影响、剂量估算等进了大量研究,发表了大量研究资料。在这些资料中,我们得到很多关于此次核事故的信息,尤其是此次核事故反应出来的核事故应急管理体系的问题更对我国的核事故应急管理体系提供了有益经验和教训。

关键词 核事故应急 核电站 救援

核电作为一项环保能源,已实实在在地为国人所知道所享用。建设核电站,无疑能够很大程度上改善我国基本以火电为主(火电几乎占到了80%以上)严重失衡的电源结构,减轻煤运输和环境污染等巨大压力。但是核电站可能存在的危险事故隐忧,却是人们非常关注的。切尔诺贝利核电站事故,尽管已经过去了近二十年,但是人们至今还是记忆犹新,不敢忘记。

1986年4月26日,在切尔诺贝利核电站4号机组,莫斯科时间大约是1时23分(北京时间6时23分)4号机组的反应堆装置活性区及部分厂房遭到破坏,使一部分集存在活性区的放射性产物排放入大气。世界核电站历史中最严重的一次事故发生了。

反应堆发生的是热爆炸,由于一系列原因,反应堆中形成蒸汽,然后产生了热导出危机,烧热了燃料,使燃料毁坏,载热剂激烈的沸腾,在载热剂中进入了被毁坏燃料的颗粒,工艺孔道中的压力急剧上升,这就导致了热爆炸和反应堆的破坏。反应堆上部的金属构件移了位,全部高压管道破裂,一些控制棒和燃烧着的石墨块被抛了出来,反应堆卸料的一边和补给水房部分厂房被破坏了。活性区和蒸发器的管道的碎片落在反应堆和汽轮机厂房的顶上,打穿和破坏了电站二期的汽轮机大厅的房顶。这样的事故造成了严重的人员伤亡和严重的环境影响。

为预防核事故与实施核事故应急救援,针对切尔诺贝利核电站事故及其救援中发生的几点问题,为加强和改进我国核事故应急管理体系,有针对性的提出几点思考建议。

一、制定科学的核电站运行及试验规划。

切尔诺贝利核电站是由于进行了一场本不应该进行的试验造成的,而试验本身就违反了操作规程,在严重违背操作规程的条件下,4号机组进行了一系列违反操作规程的试验,粗劣的试验大纲,无效的监督和不按程序审批的试验计划是造成事故的管理因素。在1986年4月25日、26日切尔诺贝利核电站值班操纵员粗暴的违反核电站应该实施的规程主要有六点:

第一,减少了规定的后备反应性,即把反应堆活性区中吸收剂—控制棒的数量降到了允许值以下。

第二,突然降低反应堆的功率,然后使反应堆运行在低于实验计划中所规定的热功率水平。

第三,把全部8台循环泵与反应堆连接,超过了操作规程所规定的单线程流量。这一错误在实验计划中已经存在了。

第四,切除了两台汽轮发电机蒸汽信号的反应堆保护装置。

第五,切除了在汽鼓汽水分离器中的水位和蒸汽压力的反应堆保护装置。

第六,切除了产生最大设计事故时规定要求用的反应堆事故冷却系统。

电站的总工程师H.M.福明对没有充分考虑好的、没有按正常手续取得同意的关于汽轮发电机带负荷惰转实验计划做了批准之后,应由切尔诺贝利核电站的第二期运行的副总工程师佳特洛夫负责实验,而值夜班进行实验的主任是阿基莫夫,控制反应堆的主任工程师汤图诺夫,两人都缺乏熟练的试验技能和实验经验。领导和组织进行这次试验的是“顿河电力公司”的电气工程师莫特连科,但是他并不了解反应堆的特性。

在准备和进行汽轮发电机组自身用电负荷的惰转实验过程中,电站的值班操纵员切断了一系列的技术保护设施并违反了安全工艺过程安全方面很多重要操作规程的规定。值班员的主要动机是力图较快做完实验,在准备和进行实验时违反了规定的程序,违反了实验计划,粗心大意的操纵反应堆装置。这些都说明值班操纵员不大懂得核反应堆工艺过程的特性并丧失了安全感。其结果是由于值班操纵员把反应堆置于不符合操作规程的状态,这实际上加剧了正反应性系数对功率上升的影响,所以造成了严重的核事故。

因此,在我国核电站的运行管理上,首先要根据核电站的核岛与常规岛的不同特性,制定出符合科学要求的运行管理程序,为核电站的管理工作提供出合适的管理规范,对反应堆的运行要进行全面可靠的纪录,并有相应管理人员对反应堆是否正常运行做出判断,对反应堆进行的科学研究工作应该进行系统的审查,要从理论上对实验计划可行性进行充分的论证,还要有经验丰富的专家在场指导实验进行。

二、建立有效的监督机构

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。

切尔诺贝利核电站事故中,监督机构不能有效进行监督。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。即使该组织领导人去了,也来不及发现4号机组上发生的事和要做什么工作。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,这样4号机组处于没有国家原子能监督员保护状态下。

在机制上应该保证国家原子能监督局或者职能类似的机构清楚核电站的运行及实验状况,并应该提高监督人员素质,监督人员应具备一定的堆物理知识和一定的电学知识,在监督过程中应该很快进入情况,在人员时间安排上应该能够满足核电站安全运行的需要。工作职责、工作技能与工作时间均应制定合理的实施规范和细则。

三、管理体系中除设立专家咨询组之外,还应建立技术指导小组

专家咨询小组的组成是由于一些知名科学家组成,其工作单位比较分散,工作地点不集中,这将给相应的核电站核事故应急人员培训造成困难,核事故应急准备工作是一项长期的工作,应根据“常备不懈、积极兼容、统一指挥、大力协同、保护公众、保护环境”的方针开展工作。

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。个人剂量笔这种简单的直读式个人剂量仪应该对救援工作的每一个人进行分发与使用,但是切尔诺贝利核电站却将这些剂量仪给锁起来,没有做使用他们的准备。二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,因此有必要在核电站建立自己的技术指导小组,平时有计划有目的的进行培训,能够对仪器仪表使用有充分的熟练程度以及对放射性物质的特性有充分了解,在专家咨询组成员没有到达现场时能够对工作人员和救援人员的辐射防护工作提供出有力的技术指导。

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。专业技术小组的职能作用对于一个核电站来说是只管至关重要的。专业技术小组应在专家咨询组的指导下进行工作,为核事故应急救援的工作提供协调统一的技术指导工作。

四、建立专门的考核小组,对核电站不同工种的人员进行定期的专业考试,使工作人员对自己肩负的使命有一个清晰的认知,能够以渊博的知识为建设服务。

从核电站发生事故的原因来看,主要原因是人们对核电站整体知识的掌握不够深入以及管理混乱造成的。把控制反应堆进行实验委托给对工作没有受过充分训练的人员,在一个对核电站反应堆知识缺乏的人领导下进行试验,以及电站相关工作人员的违反操作规程反映出核电站人员专业素质不高,这是造成事故的隐患。核电站违反核安全要求,在没有足够的安全保障的情况下,从1986年1月17日到发生事故时,4号机组已经6次离开反应堆保护系统进行了运行。从1980年至1986年对设备运行中的27次故障情况都没有进行研究并做相应的评价。切尔诺贝利核电站没有教学中心与有效的专业技术培训系统,其后果已经由4月26日的事故所证实。在发生事故的时候,4号机组有不少“多余”的人。除了直接从事实验的人员之外,还有电站的其他人员,这些非实验人员留下来想学会怎样进行停堆实验,并且该核电站没有相应的人员培训设施。在核动力工程中专业技术的考核具有特别重要的意义,在切尔诺贝利核电站这些考核不是经常由非常权威的委员会进行负责的,技术考核比较混乱。因此建立相应的工作人员认证制度,进行专业考试,考试合格者发给相应岗位证书。考试内容应该宽泛,不应仅局限于本专业知识,是所有工作人员对于核电站管理章程和核电站安全准则均有宏观理解,在发生核事故的条件下应该能够在没有组织的情况下自行救援。对设备管理设立专门的应急装备处,由专业人士对仪器性能进行定期的检测。并选择合适的适用于应急状态下的宽量程仪器。根据核电站的最新发展提供出合适的仪器检修及更换措施。在切尔诺贝利核事故中,剂量监测员不能找到量程足够大的仪器进行放射性水平的测量,而这对事故救援级别的划定来说是具有决定意义的。只有确定了事故的级别,才能对救援行动的规模与方式起到恰当的指导作用。

工作人员的素质直接决定着核电站能否安全稳定运行,工作人员为核电站的工作提供优质的服务,不仅仅关系到经济利益,在非常时期的军事意义更加明显。在战时是防止敌军进行攻击和进行有效的救援提供强大的后备基础。

核电站应结合国际上惯用做法和我国国情,对核电站工作人员进行有效的考核与培训,必将为预防核事故打下良好基础,为可能发生的核事故应急救援工作提供出有力的技术支持。

五、新闻管制

切尔诺贝利核电站核事故后出现了一种称为“放射性恐惧症”的新病,众所周知,我们的感觉器官没有记录辐射存在、辐射的条件和它的危害大小的“装置”。辐射的复杂性造成了掌握辐射作用基本的放射性生物规律性知识的困难。核电站周围的广大民众,包括核电站周围30公里以内的居民缺乏足够的辐射特性以及它的生物学作用方面的知识,引起了人们在核电站事故后心理上的紧张。甚至一部分人感到恐惧,甚至畏惧,这就是所谓的“放射性恐惧症”。导致人们这种状态的原因,这里起很大作用的是切尔诺贝利核电站之后,居民没有听到客观易懂的报告,而且报道是片面的。放射性恐惧症严格说并不是一种病,而是人民对正式来源失去信心,而更多的相信传闻的一种状态。

不同放射性核素会维持不同时间的放射性影响。在两种情况下可能产生不良影响,一是短期强烈辐射,二是小剂量长期照射。一个国家存在有关负责居民辐射安全的庞大体系,这是一大批在放射医学领域积极工作的著名学者、各方面的专家。切尔诺贝利核电站周围居民疏散时就是通过政府的统筹安排进行的,过程有条不紊,这同核事故进展情况的准确发布是相关的,并且设立居民地址查询处,短期内就向26500人提供了有关居民所在地点方面的咨询。

因此,切尔诺贝利核电站事故新闻发布方面的经验教训告诉我们,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。

六、军队参加核事故应急救援的作用应该得到重视。

莫斯科时间大约是1时23分发生的核事故,在1时28分,以内勤中尉为首的内勤中尉普拉维克为首的14人组成护卫切尔诺贝利核电站的军事化消防队执勤人员来到事故地点,年轻的军官迅速准确的估计了事故的情况后,派手下的人首先扑灭汽轮机大厅屋顶上的火,以便切断威胁着其余动力机组的火焰。1时35分,内勤中尉基宾科为首的10人组成的护卫普里维亚特城的综合军事消防队的内勤警卫来到火灾现场。基宾科带领防毒气小组侦查与遭到破坏的反应堆性邻近的反应堆厂房的一些房间的火情,这样做可以选择递送水龙带的正确位置。同时电站的值班人员也都来了。1时40分,正在休闲的内勤少校捷连科尼科夫来到事故现场,担任起灭火总指挥,2时10分,由于消防队员的高超本领和奋不顾身的精神扑灭了汽轮机大厅屋顶上的火。后续有相应的救援部队到达现场并由相应的指挥官担任总指挥,在已经确定4号机组及其附近地域超过了允许水平后,消防队员在距离事故地点5公里的地方集合,并按规定时间派遣消防队员进入危险区。

4月27日,空军对切尔诺贝利厂区和周围进行了详细的勘测后绘制出了像反应堆投掷废弃物覆盖物的示意图。4月27日,45架直升机向核电站4号机组投放了65吨覆盖材料,但是还不能完成覆盖反应堆的目的。一开始反应堆的封填工作时直升机飞临反应堆上空,机组人员靠目测向反应堆投掷覆盖物。为了使飞行员工作更加有效,基辅、切尔诺贝利、切尔尼戈夫的一些企业制作了用于向反应堆投放废弃物的集装箱以及悬挂设备。飞行员们紧张作业,直升机不分昼夜的在反应堆上空飞行投掷装填物,飞行员还担任消除大气中放射性物质的行为,参加抢险的全体飞行员圆满的完成了任务。

有鉴于此,军队参加核事故应急救援任务时的作用十分强大,行动迅速有利,是一支战斗力很强的队伍。有必要针对我国的核电站进行核事故应急救援演习,特别是部队参加核事故应急救援演习,是确保把核电站事故灾难减小到最低的有效途径,因此有必要拉动担负核事故应急救援任务的部队进行定期的演习。

切尔诺贝利核电站事故已经远去20个春秋。它引起了世界各国的普遍关注。对有关这次事故的过程、原因、后果、应急措施、环境监测、环境影响、剂量估算等进行了大量研究,发表了大量研究资料。在这些资料中,我们得到很多关于此次核事故的信息,尤其是此次核事故反应出来的核事故应急管理体系的问题更对我国的核事故应急管理体系提供了有益经验和教训。核事故应急管理体系是一个复杂的科学体系,只有这个体系运转正常了,才能保证我国核电站的安全运行以及发生核事故后进行相应的救援工作顺利进行,本文结合历史上发生核事故的经验教训,提出应急管理体系中的几点看法,希望能够带来有益的作用。

参考文献

1 沃兹尼亚克等,伍仁毅、杜凡等译,《切尔诺贝利核事故与教训》,中国劳动出版社,1991年5月。

2 中国人民解放军防化指挥工程学院,董滨江等,《核事故应急概论》,1991年11月。

3 施中齐,《我国核应急管理体系》(应急响应专业知识培训班)。

第三篇:切尔诺贝利事故过程

事故过程

时间: 2006-04-24 字体:大 中 小

1.汽轮机“惰转试验”埋下了事故隐患

4月25日停堆前,就计划在停堆过程中进行惰转试验,以验证停堆后切断蒸汽供应情况下,利用汽轮机转子的惯性转动还能发出多大电量可供机组本身用电(厂用电),这是一种“挖潜”试验,但在全厂断电,失去外电源的情况,这也就是一种可用电源。在有充分的安全措施和周密的试验大纲的情况下,这种试验可以进行,而且此前该电站其他机组也做过这类试验。

试验决定在8号汽轮发电机组上进行,且编制了试验大纲。

2.试验大纲质量低劣

对试验中可能出现的安全问题没有仔细分析,没有准备安全措施,仅以一种纯粹公式化的方式草拟了有关安全措施的部分,该大纲没有附加安全措施的规定,严重的是大纲要求关掉反应堆应急堆芯冷却系统。这就意味着在预计的整个试验过程中(大约4个小时)实质上降低了堆安全性。

4月25日凌晨1点,堆开始降功率运行,13点5分堆热功率为1600兆瓦(功率50%),切断7号汽轮发电机组,4号核电机组自身所需电力(厂用电)全挂在8号汽轮发电机组供电母线上。

3.一系列误操作,导致堆运行处于危险状态

14点按大纲将应急堆芯冷却系统与主冷却回路断开,此时主控室却又让堆在此功率下再继续运行一段时间,此时应急堆芯冷却系统却被切除了,严重违反运行规程。

23点10分堆功率重新下降,按大纲要求惰转试验在700~1000兆瓦热功率下进行,但操纵人员未能控制住功率调节器,堆热功率掉到30兆瓦。

4月26日1时堆热功率才稳定在200兆瓦,这个功率低于规定的功率要求,堆处于不安全状态,尽管如此,仍决定继续试验工作。

1点3~7分主回路两侧各自一台的备用冷却泵投入,过多地加大了堆芯流量,违反了运行规程,此运行方式能使泵叶轮损坏和在主冷却剂管内形成空泡发生振荡。

1点23分堆参数接近稳定,试验开始。关闭了

7、8号汽轮发电机组的全部应急调节伐,停止了蒸汽供应,但堆仍在热功率200兆瓦下运行,在此时事故保护信号应动作,反应堆应当停堆。但试验人员却为了在第一次试验不成功后,保留再次试验的可能性,闭锁了这一事故保护信号,这又是一个不计后果的危险操作。试验开始不久,堆功率就开始上升,说明低功率下空泡效应产生的正反应性系数造成反应性上升。

图10 4号堆加上“石棺”后的切尔诺贝利核电站

图11 切尔诺贝利核事故毁坏的4号反应堆

1点23分40秒,值长命令将所有控制棒(调节棒、补偿棒)和快速停堆棒全部插入堆芯,可惜的是此时除自动调节棒就在堆芯中之外,其他控制棒、停堆棒几乎都提到了堆顶,往里插停堆棒(吸收棒)时受阻,靠重力也掉不下去,堆芯此时开始全面的出现正反应性、反应堆功率猛增,第一个功率峰值4秒之内就达到额定功率的100倍,堆的瞬发超临界,导致功率激增,堆芯熔化和压力剧增,最终形成了蒸汽爆炸和化学爆炸。

化学爆炸造成堆芯大量放射性物质外抛

切尔诺贝利核事故不是核爆炸而是核事故引起化学爆炸造成了核灾难。

为了“挖掘潜力”,正在做着汽轮机惰转试验,反应堆在低于10%功率(堆热功率320万千瓦此时只在低功率20万千瓦下运行)运转的切尔诺贝利核电站4号机组,由于操作者的失误和设计上的缺陷,反应堆反应性过快地增长,功率急速上升,停堆系统失灵;失去了控制的核裂变反应,像脱缰的野马,使堆芯迅速溶化,被汽化的燃料浓缩的能混入水中,引起了蒸汽爆炸,这是第一次爆炸,释放的能量掀起了1000吨重的堆顶盖板,切断了盖板上两侧的冷却管道,浓聚的高温使得堆芯烧成许多碎块, 紧接着,冷却水和汽包、冷却剂管道的水又与熔融的元件、包壳及大量的石墨发生了类似水煤气的反应,产生了大量的可燃的氢气、甲烷和一氧化碳,与水在高温下分解出的氧相结合而燃烧,产生了巨大而猛烈的化学爆炸,浓缩能量的气柱团夹杂着堆芯含有高放射性物质的碎片和石墨等结构材料冲开堆顶,又冲过没有设防的(没有安全壳)“密封厂房”,直冲天空高达1200 m,随着气流大量放射性物质扩散到周围的地区,甚至随高空气流漂到东欧、北欧、西欧等地,造成了乌克兰、白俄罗斯某些地区的严重生态污染或破坏。人类历史上最严重的一次核灾难就这样的发生了(见图

10、图11)。蒸汽爆炸破坏了堆体,而后的化学爆炸造成大量堆芯放射性物质的外溢。

第四篇:切尔诺贝利核电站事故:被夸大的历史悲剧

去年12月15日,乌克兰关闭了切尔诺贝利核电站的最后一台机组。在此前后,一些媒体为求轰动效应,片面夸大渲染切尔诺贝利核电站事故灾难的后果。为了让读者了解切尔诺贝利核电站事故后果的真相,不久前记者采访了国际原子能机构的核能专家。

据核能专家说,1986年4月26日原苏联(现乌克兰共和国境内)的切尔诺贝利核电站4号机组发生严重事故,释放出相当数量的放射性物质,放射性物质随云一起飘向北欧,一些国家的环境放射性测量结果发现有意外增加,从而引起世界的普遍关注。由于这起事故最初是保密的,因此对这起事故的后果说法相当混乱,尤其是对这起事故的放射性后果存在许多误解和担忧。

从1986年到1996年,国际上召开了不少会议,评估切尔诺贝利事故的后果。最具权威性的是1996年4月在维也纳由国际原子能机构、世界卫生组织和欧洲委员会联合举办的“国际切尔诺贝利事故10年大会”。大会报告认为,这起事故共造成30人死亡,其中28人死于过量的辐射照射,另外2人死于爆炸。其长期的健康效应,根据10年的观察,除儿童甲状腺癌发生率增加外,迄今尚未观察到可归因于这起事故的其他任何恶性肿瘤发病率的增加和由该事故引起的遗传效应。

关于切尔诺贝利事故的环境后果,大会报告的结论是,这起事故后的头几个星期内,核电站厂址周围10公里内的针叶树和某些小哺乳动物,曾接受到致死的辐射剂量。到1986年秋天,辐射剂量率已降到最初的1%。1989年这些地方的自然环境开始恢复。没有观察到对生态系统造成严重的或持久的影响。

去年5月,联合国原子辐射效应科学委员会在维也纳开会,评价切尔诺贝利核电站事故14年来的辐射后果。这次会议专门讨论了切尔诺贝利核电站事故的后果,通过了联合国原子辐射效应科学委员会主席给联合国秘书长安南和世界卫生组织总干事的信,澄清有关事实。

那么引起切尔诺贝利事故的具体技术原因是什么呢?核能专家认为,切尔诺贝利事故发生的主要原因是该核电站所采用的核反应堆(原苏联设计的石墨慢化、轻水冷却、堆内沸腾反应堆,被称为RBMK型反应堆)存在严重的设计缺陷。运行人员执行的实验程序考虑不周和违反操作规程也是导致这次事故的原因。但追溯其根本原因应归于原苏联核电站主管部门安全意识淡漠,因为这种堆型的上述设计缺陷早已为人所知,但未引起重视。

切尔诺贝利核电站事故在核电发展历史上是一次非常严重的事故,尽管它的发生有其特殊的原因,但它给核电蒙上的阴影,至今还没有消除。对这起事故的后果进行实事求是的估价,对产生事故的原因进行认真分析,从中吸取教训,核电将会得到更加稳步的发展。事实上,从1986年以来,国际上加强了核安全领域的合作与交流,各国进一步完善核安全法规和标准,改进核电站的设备和系统,完善运行规程和各种运行文件,重视人员培训,加强安全教育,核电站的安全水平进一步提高。与此同时,各国加强了核安全监管部门的地位和作用,进一步强化核安全监督,核电的安全性和良好运行记录必将为更多的人们所了解。

第五篇:切尔诺贝利核事故经过

一、基本信息

堆型:石墨慢化、沸水冷却压力管式热中子反应堆(RBMK-1000)(简称RBMK-1000型石墨堆) 机组:切尔诺贝利4号机组

地点:离乌克兰离普里皮亚特(Pripyat)小镇3km,离切尔诺贝利18km,离乌克兰首府基辅市以北130km。 时间:1986年4月26日

触发事件:反应堆安全系统试验过程中工作人员严重违规操作而引发功率瞬变,进一步引起瞬发临界而造成的严重事故。

事故后果:反应堆堆芯、反应堆厂房和汽轮机厂房被摧毁,大量放射性物质释放到大气。500人住进了医院,造成31人死亡。

二、事件过程

(1)为了试验,多次违规操作

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。

从4月25日1时开始,工作人员对4号机组进行降功率操作,至13时5分

时,4号机组已从满功率工况(3200MW)下降到1600MW,并按计划关闭7号汽轮机。根据试验大纲,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。但是,按低功率下运行规程解除局部自动调节系统时,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。为了达到实验计划的功率,操作人员将大部分控制棒提出,所提升的控制棒数已经超出了运行规程的限制。中心区城内的堆芯中子通量分布己被氙严重毒化。

尽管如此,工作人员仍决定继续作试验。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。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。蒸汽压力下降,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,操作人员切除了与这些多数有关的事故保护系统。1时23分04秒,为了试验关闭了汽轮机入口截止阀,随着汽轮机的隔离,4台循环水泵开始惰转。

(2)功率急剧上升,进入失控状态

由于石墨堆设计的缺陷,当反应堆处于20%额定功率以下运行时,容易出现极大的不稳定性。而试验大纲恰恰就在接近20%额定功率运行。于是试验开始后不久,反应堆功率开始急剧上升。冷却剂的大部分已经非常接近很容易闪蒸成蒸汽的饱和点。具有正空泡系数的RBMK反应堆对此类蒸汽形成的响应是,反应性与功率增长,温度与蒸汽产量进一步增大,从而产生一种失控的状态。1时23分40秒,工作人员按下紧急停堆按钮,要把所有控制棒和紧急停堆梯全部插入堆芯。但几秒钟后,控制室感觉到了若干次震动,工作人员看到了控制棒已经不能达到其较低的位置。于是手动切除了控制棒的电源,使其靠自重下降。 (3)蒸汽爆炸,烈火冲天

尽管工作人员将控制棒插入反应堆,然而,在此期间,反应堆功率在4s内就大约增大到满功率的100倍。功率的突然暴涨,使得燃料碎裂成热的颗粒,这些热的颗粒使得冷却剂急剧地蒸发,从而引起了蒸汽爆炸。大约在凌晨l时24分,接连听到两次爆炸声,燃烧的石星块和燃料向反应堆厂房的上空直喷,一部分落到汽轮机大厅的房顶上,并引发了火灾。大约有25%的石墨块和燃料管道

中的材料被抛出堆外,其中大约3%~4%的燃料以碎片或以1~10μm直径的颗粒形式被抛出。两次爆炸发生后,浓烟烈火直冲天空,高达1000多米。火花溅落在反应港厂房、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、电线短路以及来自反应堆的强烈热辐射,引起反应推厂房内、7号汽轮机房内及其临近区域多处起火,总共有30多处大火。1时30分,值勤消防人员从附近城镇出发赶往事故现场,经过消防入员、现场值班运行和检修人员以及附近5号、6号机组施工人员共同努力,于5时左右,大火全部扑灭。

三、事故分析 (1)违章操作

从本质上说,切尔诺贝利事故是由过快反应性引入而造成的严重事故。管理混乱,严重违章是这次严重事故发生的主要原因。操作人员在操作过程中严重地违反了运行规程。 (2)设计缺陷

1)正空泡系数(正功率系数)

RBMK-1000型石墨反应堆在设计上存在严重缺陷,固有安全性差。反应堆具有正的空泡反应性系数。,在堆功率低于20%额定功率时,功率反应性系数是正值。因而,在20%额定功率以下运行时,反应堆易于出现极大的不稳定性。在其它各种外在因素(操作人员多次严重违犯操作规程等)存在条件下,正是通过这个内在的正的空泡反应系数导致反应堆瞬发临界,造成了堆芯碎裂事故。 2)没有安全壳

RBMK-1000型石墨反应堆没有安全壳,这是该事故造成对环境严重影响的一个原因。当放射性物质大量泄漏时,没有任何防护设施能阻止它进人大气。

参考文献

1 《核反应堆安全分析》 朱继洲 等编著 西安交通大学出版社 2 Chernobyl Accident,World Nuclear Association

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