切尔诺贝利事故分析报告

切尔诺贝利事故

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析

报

告

切尔诺贝利事故分析报告

前言

随着时代的发展，社会的进步，人们对能源的需求越来越旺盛，传统的石油天然气等能源已经不能满足人们日益增长的能源需求，同时传统能源带来的生态环境的恶略影响进一步的迫使我们发展使用新能源。太阳能效率低下，风能很难大量的发展使用，潮汐能难以集中使用，等等的各方面因素使我们将视野投向了核能。如今，核能的发展可以说已经很成熟了，在全世界的很多国家中，核能发电都占有很大的份额。然而，虽然核能具有蕴藏丰富，成本相对低廉，环境污染几乎为零等极其诱人的优点，但是核能的安全却是一个与其诱人优点万群可以相提并论的绝对不可忽视的巨大缺点。在核能发展史上，就有1979年3月的美国三里岛核事故，1986年4月前联切尔诺贝利事故，2011年日本福岛核事故，这几个核电事故都是非常严重的，给当地，该国乃至世界带来惨痛的教训与灾难，给核能的发展带去了恐怖的阴影。然而发展核能又是必须的，，那么我们要做的就是经一切可能的在运行安全的前提下发展核电。总结经验，分析发生过的核电事故则是安全可靠地发展核电的必修课。

本报告主要以前联切尔诺贝利事故为题材，分析其事故，发生的过程、原因，发生事故的可避免性，同时总结该事故能够使我们获得的核电运行经验教训及启迪。

切尔诺贝利事故详情

1986年4月25日，4号反应器预定关闭以作定期维修。并决定在这场合作为测试反应堆的涡轮发电机能力的机会，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机可利用作为待命，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。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有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日晚上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。上午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。” 由于控制棒插入机制（18至20秒的慢速完成），棒的空心部份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。根据这种理论，第一次爆炸发生在大约1点23分47秒，操作员在七秒以后命令了“紧急停堆”。

事故损失

1986年4月26日当地时间1点24分，联的乌克兰国切尔诺贝利（台译：车诺比，港译：切尔诺贝尔，俄文：Чорнобиль，英文：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。外泄的辐射尘随着大气飘散到前联的西部地区、东欧地区、北欧的斯堪的纳维亚半岛。乌克兰、白俄罗斯、俄罗斯受污染最为严重，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。此事故引起大众对于联的核电厂安全性的关注，事故也间接导致了联的瓦解。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致力于灾难的善后以及居民健康保健。因事故而直接或间接死亡的人数难以估算，且事故后的长期影响到目前为止仍是个未知数。意外发生后，马上有203人立即被送往医院治疗，其中31人死亡，当中更有28人死于过量的辐射。死亡的人大部份是消防队员和救护员，因为他们并不知道意外中含有辐射的危险。为了控制核电辐射尘的扩散，当局立刻派人将135,000人撤离家园，其中约有50,000人是居住在切尔诺贝利附近的普里皮亚特镇居民。卫生单位预测在未来的70年间，受到5–12艾贝克辐射而导致癌症的人，比例将会上升2%。另外，已经有10人因为此次意外而受到辐射，并死于癌症。到2006年，官方的统计结果是，从事发到目前共有4000多人死亡。但是绿色和平组织，基于白俄罗斯国家科学院的数据研究发现，在过去20年间，切尔诺贝利核事故受害者总计达9多万人，

随时可能死亡。因此，绿色和平组织认为，官方统计的结果比切尔诺贝利核泄漏造成的死亡人数少了至少9万人，这个数字是官方统计数字的20倍！对于绿色和平组织的“估计”缺乏理论支持。

死亡人数：9.3万人

致癌人数：27万人

经济损失：180亿卢布

对社会的影响

国家影响

由原子炉熔毁而漏出的辐射尘飘过俄罗斯、白俄罗斯和乌克兰，也飘过欧洲的部份地区，例如：土耳其、希腊、摩尔多瓦、罗马尼亚、立宛、芬兰、丹麦、挪威、瑞典、奥地利、匈牙利、捷克、斯洛伐克、斯洛文尼亚、波兰、瑞士、德国、意大利、爱尔兰、法国(包含科西嘉)和英国。在最早发生意外的时候，有人认为切尔诺贝利的核泄漏是来自瑞典而不是俄国，

1986年4月27日，瑞典Forsmark核电厂工作人员发现异常的辐射粒子粘在他们的衣服上，该电厂距离切尔诺贝利大约1100公里。根据瑞典的研究，容发现该辐射物并不是来自本地的核能电厂，他们怀疑是俄国核电厂出了的问题。当时瑞典曾透过外交管道向联询问，但未获证实。另外，法国政府宣称辐射尘只飘到德国及意大利的边界。因为辐射尘的关系，意大利规定部份农作物禁止人们食用，例如蘑菇。法国政府为了避免引发民众的恐惧，所以没有作出类似的测量。切尔诺贝利灾难不只污染了周围的乡镇，它还借由气流的帮助，因此能够没有规律地往外面散开。根据俄国及西方科学家的报告指出：掉落在俄国的辐射尘有60%在白俄罗斯。而由TORCH 2006的报告指出有一半的易挥发粒子掉落在乌克兰、白俄罗斯、及俄罗斯以外的地方。在俄罗斯联邦布良斯克（Bryansk）的南方极大的区域和乌克兰北方的部份地区，都被辐射物质污染。联当局在事件发生之后36小时，就开始疏散住在切尔诺贝利反应堆周围的居民。在1986年5月，即事件发生后一个月，约116,000名住在核子厂方圆30公里（相当于18英里）的居民都被疏散至其他地区。因此，这个地区经常会被称为疏散区域（Zone of alienation）。然而辐射所影响的围其实能散播至超过方圆30公里外的地方。核电厂爆炸事故对切尔诺贝利居民造成的长期影响一直备受争议，有超过300,000人脱离了灾难的威胁，但仍然有数百万人继续居住在污染区。然而，那些受到低剂量辐射所影响的人，几乎没有死亡率增加、癌症或先天缺陷的症状。但是仍不能够确定其原因与放射性污染的关联。同时，前联当局在灾难中设置了障碍：科学研究也许因为缺乏的透彻性而受到限制。在白俄罗斯、一个受官方质疑的科学家Yuri Bandazhevsky,，因为错误评估切尔诺贝利核电厂的马力（1000 Bq/kg），而被国家监控组织所拘留。食物限制1986年4月，一些欧洲国家（除法国以外）已经强制实行食物限制，特别是菌类和牛奶。在灾难过后20年，主要限制制造、运输、消费过程中来自切尔诺贝利放射性尘埃的的食物污染、尤其是对铯-137指标的控制，以防止它们进入人类的食物链。在瑞典和芬兰的部分地区，部分肉类产品受到监控，包括在自然和接近自然环境下生活的羚羊等等。在德国，奥地利，意大利，瑞典，芬兰，立宛和波兰的某些地区，野味〔包括野猪、鹿等〕，野生蘑菇，浆果以及从湖里打捞的食肉鱼类的铯-137含量达到每千克几千贝克。在德国一些野生蘑菇的铯-137含量甚至达到了40,000贝克/千克。按照2006年TORCH报告，这些地区的平均水平约为6,800贝克/千克，是欧盟规定的600贝克/千克的10倍以上。由此欧盟委员会已经表示：“对于从这些成员国进口的某些食物的限制必须在未来维持多年”。在英国，根据1985起实行的食物和环境保护条例

Act、FEPA），从1986年起限制了放射行指标超过1000贝克/千克的绵羊的迁移和销售。这项安全措施是根据欧盟委员会专家组第31项报告的建议而作出的。但是从1986年以来，受限制区域已经减少了96%：从一开始限制区域几乎包括了9000个农场和400万头绵羊，到2006年已经递减到374个农场大约750平方公里的地区和约20万头绵羊。只有坎布里亚、北威尔士和格兰西南部的一些区域仍然受到限制。在挪威，萨米人受到被污染的食物的影响，有些驯鹿因为吃了地衣而受到污染，因地衣在从空气中获取养分的过程中吸收了放射性微粒。

环境影响

在事故后，隔离区变成部份野生动物的天堂。虽然动物也饱受辐射之苦，但比起人类对它们的伤害是非常轻微的，所以对它们而言事故的发生反而是好事。在隔离区的动物比如老鼠已适应了辐射，它们和没受辐射影响地区的老鼠寿命大约相同。下列为隔离区再度出现或被引入的动物：山猫、猫头鹰、大白鹭、天鹅、疑似一只熊、欧洲野牛、蒙古野马、獾、河狸、野猪、鹿、麋鹿、狐狸、野兔、水獭、浣熊、狼、水鸟、灰蓝山雀、黑松鸡、黑鹳、鹤、白尾雕。

切尔诺贝利论坛的报告于2005年九月份，联合国、国际原子能机构、世界卫生组织、联合国开发计划署、乌克兰和白俄罗斯政府以及其他联合国团体，一起合作完成了一份关于核事故的总体报告。报告指出事件死亡人数共达4000人，世界卫生组织更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。联合国于2006年四月份公布世界卫生组织的结果，也许有另外5000多名受害者死于辐射尘地区（包括乌克兰、白俄罗斯和俄罗斯等地）。所以，总数达约9000名受害者。欧洲议会议员（绿党）一位来自绿党的欧洲议会会员（member of the European Parliament），名叫Rebecca Harms。她受联合国的委托，于2006年撰写一份关于切尔诺贝利核事故的报告，报告名为TORCH。容说明：“从辐射尘飘散的分布来看，白俄罗斯（其国土约22%）和奥地利（13%）是最受辐射尘污染的地区。其他国家，例如乌克兰（5%）、芬兰和瑞典皆受到高程度上的污染（污染程度：> 40,000 Bq/m，铯-137）。更有80%的辐射尘飘至摩尔多瓦，和欧洲的土耳其、斯洛文尼亚、瑞士。而斯洛伐克则受到较低程度上的污染（污染程度：> 4,000 Bq/m，铯-137）。另外，德国44%和英国34%境地区均受辐射尘的污染。” 国际原子能机构和联合国原子辐射效应科学委员会（United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation、UNSCEAR）认为TORCH所报告里的污染地区不够全面，认为还有更多地区的污染程度会超过40,000或4,000 Bq/m，铯-137。TORCH报告于2006年另外指出“预计将会有更多，因这次事故而导致出的放射性物质碘-131（增加引起甲状腺癌的主要物质），会散布至前联之外等地。有机会患上甲状腺癌的地区，例如捷克和英国，他们均提出需要更多的研究来解决西欧方面的癌症问题。”此次报告主要预计会额外有30,000至60,000人死于癌症，还预计当中会有18,000至66,000名白俄罗斯人患上甲状腺癌。此外，当局表示这些病症当中，还会有很多潜在因素。因此，当局将无法于2006年初期准确地预计出正确的资料。不仅如此，当局更指出“大部份固体癌症的潜伏期大约是在20至60年”。意外发生后的二十年，平均有约40%的癌症个案于白俄罗斯地区上升，即当年最受辐射尘所污染的地区。”从2005年的讨论会更显示，近期有45岁以下女性患上乳癌的个案亦有所上升。另外，TORCH报告也说明了“切尔诺贝利核事故与两项非癌症疾病有关，它们是白障和心血管疾病。”按照刚才的报告，人类自然组织写了一段文字，容是：“众所周知，辐射能够更改变以及破坏人类的基因和染色体。”“基因变种以及未来疾病的演变和伤害是有关联的，但结果则较难预测。从另一方面来探讨这问题，有人研究过由事故所影响的基因演变。结果显示，白俄罗斯人的germline minisattelite干细胞里的确有着双重的增长。” 绿色和平组织乌克兰卫生局局长于2006年，发现有约240万

的乌克兰人（包括428,000名儿童）受到这次事故的辐射尘，而导致影响身体和心理健康，又指境流徙人士亦受到同样的问题。另一项研究指称，瑞典的死亡率有提高的倾向，根据切尔诺贝利清理协会的报告指出，组织里大约有600,000名清理人，当中就有10%清理人牺牲，165000名残废。另外，国际癌症研究机构（International Agency for Research on Cancer）于2006年四月份报告，主题为“切尔诺贝利核事故释放出的辐射尘，所导致在欧洲癌症人士的资料统计”。但是，他们又称癌症人士的统计数目，较难做出一个较准确的统计表。当然，结果显示出的是，现今欧洲癌症人士并没有任何上升的趋势。另外，例如在污染地区患上甲状腺癌症的话，就一定是被事故里的辐射尘所感染。但其实最终的是，按照线性无门槛模型（linear no threshold model）在癌症方面上的研究，说出可能会在2065年之，额外会有16,000多人死于癌症。他们的预计方针，是根据95%信赖区间而定的。

人体影响

意外发生之后，人们的健康问题主要被放射性物质“碘-131”所影响。目前，有人担心20年前的锶-90和铯-137还会对土壤造成污染。而且，植物、昆虫和蘑菇最表层的土壤会吸收铯-137。所以，有些科学家担心核辐射会对当地人造成几个世纪的影响。联当局一开始认为事故可控制,因此仍然在当地进行大规模五一庆典。在1986年5月，即事件发生后一个月，约116,000名住在核子厂方圆30公里（相当于18英里）的居民都被疏散至其他地区。因此，这个地区经常会被称为疏散区域（Zone of alienation）。然而辐射所影响的围其实能散播至超过方圆30公里外的地方。核电厂爆炸事故对切尔诺贝利居民造成的长期影响一直备受争议，有超过300,000人脱离了灾难的威胁，但仍然有数百万人继续居住在污染区。然而，那些受到低剂量辐射所影响的人，几乎没有死亡率增加、癌症或先天缺陷的症状。但是仍不能够确定其原因与放射性污染的关联。同时，联当局在灾难中设置了障碍：科学研究也许因为缺乏的透彻性而受到限制。在白俄罗斯、一个受官方质疑的科学家Yuri Bandazhevsky，因为错误评估切尔诺贝利核电厂的马力（1000 Bq/kg），而被国家监控组织所拘留。俄国科学家报告指出，切尔诺贝利4号机反应炉总共有180至190吨的二氧化铀以及核反应产生的核废料。他们也估计这些物质大约有5%-30%流到外面。但根据曾经到过石棺反应炉做后续处理的清理人（例如Usatenko和Karpan博士）说反应炉只剩大约5%-10%的物质。反应炉的照片里显示了反应炉完全是空的。因为大火引发的高温，让许多辐射物质冲向大气层高空，并向外四面八方扩散。在灾难中，负责复原及整理的工作人员，我们将他们称为“清理人”。清理人在清理的过程中接受到非常高剂量的辐射。根据俄罗斯的估计，大约有300,000到600,000的清理人在灾变后的两年，进入离反应炉30公里的围清除辐射污染物。在被辐射污染的地区里，有许多小孩的辐射剂量高达50 戈雷（Gy）。这是因为他们在喝牛奶的过程中吸收了当地生产而被辐射污染的牛奶，当地牛奶是被碘-131所污染，碘-131的半衰期为8天。许多研究发现白俄罗斯、乌克兰及俄罗斯的小孩也罹患甲状腺癌比例快速增加。根据日本原子弹爆炸的事后调查统计预期，在切尔诺贝利地区的白血病在未来的几年将会增加。但直到目前为止，白血病病例的增加数量还不足以在统计学上推断，并和辐射外泄有关。但是，事实证明了在切尔诺贝利地区里，畸形婴儿的出生率的确是升高了，有调察显示证实是由辐射灾难余后的辐射尘，所导致的结果。长期的健康影响意外发生之后，人们的健康问题主要被放射性物质“碘-131”所影响。目前，有人担心20年前的锶-90和铯-137还会对土壤造成污染。而且，植物、昆虫和蘑菇最表层的土壤会吸收铯-137。所以，有些科学家担心核辐射会对当地人造成几个世纪的影响。

切尔诺贝利事故分析与总结