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        切爾諾貝利之殤

        2016-09-14 19:22:21王蜀寧
        科學24小時 2016年9期
        關(guān)鍵詞:切爾諾貝利核事故反應堆

        王蜀寧

        30年前,一場人類歷史上最為嚴重的核事故發(fā)生在切爾諾貝利,一座被蘇聯(lián)人稱為“最安全”的核電站在一瞬間變成了吞噬生命的“地獄之門”。5年前,另一座被稱為“最安全”的核電站——日本東京電力公司福島第一核電站再次出現(xiàn)大規(guī)模核泄漏,數(shù)十萬人流離失所……每當我們漸漸忘記歷史的傷痛,歷史便會在恰當?shù)臅r候再次捶打我們,促使我們驚醒。我們在此重提切爾諾貝利之殤,是為了讓用生命換來的啟示不被遺忘。

        啟示之一:杜絕人為失誤是預防核事故的前提

        正如帝國的滅亡不是因為哪一匹戰(zhàn)馬的跌倒,而是多種因素綜合作用的結(jié)果一樣,切爾諾貝利核事故也是多種因素導致的,但其中人為因素占主導。蘇聯(lián)1954年建成了世界上第一座核電站,從那以后30多年的核電站建造和運行經(jīng)驗,并未讓核電專家和管理人員對這一超過化石能源數(shù)百萬倍的巨大能量產(chǎn)生絲毫敬畏之情,反而為可以在51個月的時間內(nèi)連續(xù)成批建成多座100萬千瓦級核電站的創(chuàng)舉而沾沾自喜。切爾諾貝利核電站的悲劇在它奠基的那一日就已經(jīng)顯示出了征兆,為了盡量縮短施工周期,節(jié)省成本,石墨堆體之外并未完全使用高強度混凝土和鉛金屬層反復加固,特別是反應堆建筑外壁和普通廠房并無什么不同。然而,蘇聯(lián)科學院院長兼科學院原子能研究所所長亞歷山德羅夫卻得意地宣稱:“反應堆的工作過程跟在家里煮茶沒什么兩樣,切爾諾貝利核電站就像在紅場擺了個茶壺一樣?!?殊不知藐視自然的力量,其實就是在藐視自己的生命。

        一個“問題”核反應堆偏偏遇到了一群“不走尋常路”的專家,使它真正進入了“作死模式”。1981年,由蘇聯(lián)秘密援建伊拉克的奧斯拉克反應堆被以色列空軍“定點清除”。蘇聯(lián)專家因此開始擔心一旦外界供電中斷會導致反應堆無法緊急停堆了可怎么辦?開始意識到必須為核反應堆建立一套應急供電機制。常規(guī)的解決方案是通過加固應急柴油發(fā)電機,并維持應急發(fā)電機持續(xù)低功率運轉(zhuǎn),以確保供電的瞬時切換。然而,專家們卻偏偏要進行在全場斷電的情況下,利用渦輪機轉(zhuǎn)子的慣性旋轉(zhuǎn)來滿足機組本身電力的實驗,這被稱為“惰性”實驗。這是一種風險極高的實驗,如果渦輪機轉(zhuǎn)子沒能與反應堆分離,沒能在慣性的作用下繼續(xù)運轉(zhuǎn)發(fā)電,缺少足夠電能的水泵就不會對燃料棒實施冷卻,反應堆就會像怪獸擺脫了枷鎖……退一萬步講,就算要驗證這個思路是否可行,也完全可以在實驗型反應堆上實施。

        實驗過程中操作上的連續(xù)失誤是切爾諾貝利核電站滑向深淵的最后推手。操作人員為了提高實驗安全性,需要反應堆低負荷運行,但功率降低幅度過大,滿功率3000兆瓦的4號反應堆功率一下降低到僅僅30兆瓦,造成反應堆動力輸出嚴重失衡。而后為了迅速達到使實驗順利進行的200兆瓦功率,操作人員嚴重違反操作規(guī)程拔出了過多的控制棒。外部供電被切斷后,由于水流量下降,在缺少控制棒的情況下,中子的吸收作用導致反應堆功率和堆芯溫度急劇升高。這時,操作人員又試圖插入所有的控制棒緊急停堆。然而,沸水的阻力和蒸汽壓力的綜合作用使控制管道發(fā)生變形,控制棒卡在了管道的三分之一處,這時4號反應堆的功率已經(jīng)達到了30000兆瓦,是額定功率的10倍。災難已經(jīng)無法避免了……

        參加最危險任務(wù)的士兵穿上特制鉛服和圍裙,準備上屋頂清理放射性廢料

        啟示之二:人的能動性將在核事故救援中發(fā)揮關(guān)鍵作用

        切爾諾貝利核電站4號反應堆爆炸后的第2天,蘇聯(lián)基輔軍區(qū)下轄十余個作戰(zhàn)師緊急動員參加救援。在隨后的2年時間里,共有60~80萬人參加了事故救援,其中在核電站周邊參與救援的共有26萬人。而在4號反應堆廠房頂部被爆炸掀出的巨大“天窗”周圍,則是事故救援的核心區(qū),有1萬名官兵輪番奮戰(zhàn)。當時的輻射劑量高得可怕,據(jù)半年多以后測定,爆炸后的高溫堆芯和混凝土的熔融物表面輻射劑量仍然高達96000毫希伏/小時。而人類只要遭到6000毫希伏/小時的短時輻射,就會迅速死亡。在這樣的極端環(huán)境中,官兵們穿著的30多千克重的特別鉛服就像紙一樣薄,每名士兵在平臺上只要逗留3分鐘,就已經(jīng)達到了他們一生能夠承受輻射劑量的最大值。而他們的工作只有一個,就是將反應堆爆炸所迸濺出的強輻射物從廠房頂部“天窗”扔回廠房內(nèi)部,這種工作是無法用機械來完成的。

        工人在修建石棺,把4號反應堆封閉起來

        在這些人中,有237人當時就受到嚴重核輻射,數(shù)天后死亡,另有1500人受到核輻射傷害。此次核事故救援行動的總指揮瓦連尼科夫大將也受到放射性沾染。如果沒有這些蘇軍官兵的舍生忘死,切爾諾貝利核事故產(chǎn)生的可怕后果將是無法想象的。

        啟示之三:超重型裝備將在核事故救援中發(fā)揮決定性作用

        在這場核事故救援大會戰(zhàn)中,人力與機械力必須完美結(jié)合,才有可能對抗狂暴的放射能。在核事故發(fā)生6個月之后,24萬地面部隊用上萬噸的混凝土為4 號反應堆建造了一座“石棺”。最后一步就是吊裝一塊重達35噸重的鉛質(zhì)頂蓋,讓“石棺”最后合攏,然而地面工程機械無法靠近,依靠人力更無法完成。蘇軍當時現(xiàn)役的載重能力最強的米-6直升機也只有12噸的起吊能力。萬幸的是,蘇聯(lián)羅斯托夫直升機制造廠剛剛定型還沒批量生產(chǎn)的米-26超重型直升機堪當此任。該機型最大起重能力達到20噸,專家拆除了這架原型機上一切可以拆卸的設(shè)備和零件,舍棄一切防護,由該機型的首席試飛員安納托利·格里先科駕駛。在核事故救援現(xiàn)場,安納托利·格里先科穩(wěn)穩(wěn)吊起35噸重的鉛蓋,精準地完成了合攏,這一直升機吊裝紀錄一直保持至今。

        直升機向堆芯投放沙包

        另一位首席試飛員卡拉佩田負責吊裝重達20噸的空氣壓縮機,雖然他也出色地完成了任務(wù),但由于吊放高度較低,直升機旋翼產(chǎn)生的氣流激起放射性塵埃使他受到核沾染。后來這位英雄身患白血病,卒于1990年,俄羅斯政府此后為他追授了“俄羅斯英雄”稱號。另一種當時剛剛定型的卡-27直升機則由于采用了共軸雙旋翼設(shè)計,非常適合吊裝任務(wù)。這架直升機由首席試飛員穆克爾·梅爾努科駕駛,活躍在地面人員無法靠近的區(qū)域,累計飛行超過46架次,其中就包括吊放1枚18米長的探針到被毀的4號反應堆堆芯。為此,他也榮獲了“蘇聯(lián)英雄”稱號。

        這些功勛直升機在完成任務(wù)后,便因沾染了過量核輻射而報廢。如今,它們和其他數(shù)十架直升機,以及2500余輛各類車輛一道,仍在靜靜地守護著那座巨大的拱形“石棺”。當然,還有更多的身影“飛蛾撲火”般地消失在這場戰(zhàn)斗最激烈的地方。據(jù)俄羅斯《共青團真理報》網(wǎng)站公布的一段錄像,當時1架米-8 直升機正在4號反應堆上空作業(yè),當飛機緩緩向作業(yè)區(qū)域接近時,只看到直升機尾部一沉,緊接著整個機身像泥一樣癱軟化開,短短幾秒鐘,這架12噸的直升機便成為了火海中的一道暗影。

        切爾諾貝利事件5年后,龐大的蘇聯(lián)轟然倒塌。隔離區(qū)成了一個孤獨的世界,它依然靜默著,當人類離去,自然終于再次主宰了它。

        1990年,由大型運輸機改裝的目前世界最大的消防飛機——伊爾76P首次亮相,該機可以一次性攜帶42噸滅火劑。它如果能在4年前的那場核事故救援中參戰(zhàn),那么反應堆爆炸引發(fā)的大火就可能在更短的時間內(nèi)被撲滅,而不是10天。

        啟示之四:恢復生態(tài)是核事故處置的重中之重

        與轟轟烈烈的核事故救援場面形成鮮明對比的是,蘇聯(lián)對當?shù)丨h(huán)境的恢復并未采取任何有效措施。如今,半徑為30千米范圍內(nèi)的區(qū)域以及更遠的被稱為“熱點”的高濃度污染地帶都變成了無人區(qū),大片土地的清污工作一直處于停滯狀態(tài)。根據(jù)相關(guān)專家的估算,想要完全消除切爾諾貝利核事故對自然環(huán)境的影響至少需要800年,而持續(xù)的核輻射危險將會持續(xù)10萬年。

        然而,無人區(qū)卻也并非是不毛之地。1998年,17匹幾近滅絕的蒙古野馬來到了這里,現(xiàn)在該種群已經(jīng)發(fā)展到80~90匹。此外,麋鹿、狐貍、海貍、水獺、熊,甚至還有瀕臨滅絕的烏雕都可以在隔離區(qū)里看到。據(jù)切爾諾貝利國際生態(tài)學實驗室記錄,隔離區(qū)內(nèi)目前有超過400個物種的動物,包括280種禽類和50種瀕臨滅絕的動物。對這些生活在輻射環(huán)境中的動物來說,這片被鐵絲網(wǎng)隔離的無人區(qū),到底是“天堂”還是“地獄”呢?

        事故救援中使用過的飛機等裝備都被遺棄了

        自從我們的祖先懂得了用火,人類的生存就再也無法擺脫對能源的依賴。核能就像一匹依然野性十足的良駒,能力強大卻又難以馴服,因而我們必須從每次發(fā)生的核事故中充分吸取教訓。世界上雖然還不存在絕對安全的核反應堆,但我們卻可以讓切爾諾貝利核電站的悲劇不再重演。

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