192.1986年:切尔诺贝利
切尔诺贝利核事故由人为错误和设计缺陷共同导致。
电网(1878年),轻水反应堆(1946年),球床核反应堆(1966年),加拿大重水铀反应堆(1971年),福岛核事故(2011年)
切尔诺贝利核事故是迄今为止最可怕的工业事故之一,它很可能由设计缺陷和操作失误共同导致。它向我们展现了当工程师犯错误的时候,事情会变得有多糟糕。
事实上,有三个错误共同引发了切尔诺贝利核事故。第一个错误是工程师使用水的方式。他们需要使用水产生水蒸气,因为水蒸气是反应堆产生的热能转化为汽轮机产生的电能的媒介。问题在于液态水比水蒸气更易吸收中子。当操作人员降低反应堆温度的时候,堆芯内大部分是水。此时,如果操作人员错误地加热反应堆,会使液态水发生闪蒸(高温饱和液体因沸点低于周围温度而引起的快速蒸发过程),将导致反应堆功率骤增。从水到蒸气的快速转变会导致中子的快速增加—― 正反馈循环。
第二个错误在于控制棒的设计。控制棒是用于吸收中子的,但不幸的是,切尔诺贝利核电站的控制棒的末端是由石墨制成的。因此当控制棒插入反应堆中时,石墨末端代替水引起了另一种类型的反应堆功率骤增。
第三个错误,切尔诺贝利核电站的反应堆没有保护壳,因此当事故发生的时候污染没有得到有效的控制。
事故发生的具体过程是这样的:1986年4月26日,操作人员错误地冷却了堆芯。当他们重新加热堆芯的时候,水发生了闪蒸,导致反应堆功率骤增。随后控制棒被插入反应堆,石墨末端又引起了一次灾难性的功率骤增。燃料棒发生爆炸,摧毁了控制棒。一场蒸汽爆炸使反应堆堆芯外露,氧气进入后引起了火灾,并造成核燃料进入了空气中。二次爆炸—―很可能是由于足够多的液态核燃料融合引起的一场小型核爆炸—― 造成了核燃料的泄漏。
事故产生的核辐射波及了数百万英亩的土地,欧洲大部分地区都受到了一定程度的影响。由一小部分工程师决定的设计和一小部分操作人员造成的错误,影响了数百万人。■ 工程学之书