切尔诺贝利核电站（英语：Chernobyl Nuclear Power Plant），位于乌克兰基辅州普里皮亚季镇附近，距离乌克兰和白俄罗斯边境16公里，距切尔诺贝利市西北18公里，距乌克兰首都基辅以北110公里。是乌克兰的一座已经停止使用的核电站。核电站建设方案最初打算将电站建在距离基辅仅25公里处，但是科学界担忧核电站与乌克兰首府基辅过于接近，逐更改为现今位置。
1986年电站的四号机组发生爆炸，引发震惊世界的切尔诺贝利核事故。该事件被评为国际核事件分级第7级。
在反应堆运行时能够实现不停堆装卸料。反应堆燃料是用锆合金(Zr-2.5%Nb)做包壳的二氧化铀芯块,富集度为2.0%,每一组件内含有18根燃料棒。采用沸腾轻水作冷却剂,产生的蒸汽通过强迫循环直接供给汽轮机。
4月25日
13时,反应堆功率开始从满功率下降。
13时5分,热功率水平降至1600MW,按计划关闭了7号汽轮机。反应堆运转的四台主泵,两台给水泵和其它设备所需要的电源切换到8号发电机组母线上。
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,按实验大纲,实验应在热功率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。
4月26日
13时,操作人员能够使反应堆热功率稳定在200MW。由于在功率骤减期间氙毒的积累,这已是他们能够得到的最大功率。这时操作人员己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,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,堆芯冷却剂人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。在这种情况下,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。
13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。试验开始后不久,反应堆功率开始急剧上升。冷却剂大部分已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,产生一种失控的状态。
13时23分40秒,操纵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,操纵员看到控制棒已经不能达到较低位臵。于是手动切除了控制棒的电源,使其靠自重下降。
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1时24分,接连听到两次爆炸声,燃烧的石墨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。
13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。
1986年电站的四号机组发生爆炸，引发震惊世界的切尔诺贝利核事故。该事件被评为国际核事件分级第7级。
切尔诺贝利使用的反应堆
RBMK是一种石墨慢化、轻水冷却的压力管式反应堆。反应堆堆芯由石墨块(7m×0.25m×0.25m)组成直径12m、高7m的圆柱体,总共大约有1700根垂直管道装有反应堆燃料。在反应堆运行时能够实现不停堆装卸料。反应堆燃料是用锆合金(Zr-2.5%Nb)做包壳的二氧化铀芯块,富集度为2.0%,每一组件内含有18根燃料棒。采用沸腾轻水作冷却剂,产生的蒸汽通过强迫循环直接供给汽轮机。
违章实验引发的事故
事故过程
事故是在进行8号汽轮发电机组实验计划时引发的。实验目的:探讨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。4月25日
13时,反应堆功率开始从满功率下降。
13时5分,热功率水平降至1600MW,按计划关闭了7号汽轮机。反应堆运转的四台主泵,两台给水泵和其它设备所需要的电源切换到8号发电机组母线上。
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,按实验大纲,实验应在热功率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。
4月26日
13时,操作人员能够使反应堆热功率稳定在200MW。由于在功率骤减期间氙毒的积累,这已是他们能够得到的最大功率。这时操作人员己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,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,堆芯冷却剂人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。在这种情况下,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。
13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。试验开始后不久,反应堆功率开始急剧上升。冷却剂大部分已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,产生一种失控的状态。
13时23分40秒,操纵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,操纵员看到控制棒已经不能达到较低位臵。于是手动切除了控制棒的电源,使其靠自重下降。
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1时24分,接连听到两次爆炸声,燃烧的石墨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。
13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。
事故对环境的影响
- 在事故当天,爆炸能量和大火产生的气体和可挥发裂变产物的烟云有1000~2000m高,其释放占总释放量。4月27日该烟云已移到波兰的东北部。该烟云在东欧上空上升到9000m高。在事故后的2~6天烟云扩展到东欧、中欧和南欧,以及亚洲1000m高空。
- 事故中释放出的源项超过了3.7x1018Bq,其中惰性气体释放了100%,I为40%,Cs为25%,Te大于10%。
- 鉴于事故的严重性和可能的释放量.很快就作出了采取疏散的决定。首先在3h内从普里皮亚特镇和切尔诺贝利疏离了45000人。其中大部分受到了大于0.25Sv的辐照剂量,最严重者为0.4~0.5Sv。以后几天,外围30km范围内又撤离了90000人。
事后处理
事故后的首要任务是尽最大可能减少放射性物质扩散和对人的辐射影响。
- 为防止熔化元件掉入下部水池,操作人员关闭了有关阀门,将抑压池水排空.消防人员控制火势防止蔓延至3号机组。
- 事故时虽停止了链式反应,但仍有大量余热释放,加之锆水反应热,石墨燃烧热,核能和化学能同时释放。为防止事故扩大,采取了堆底液氮或氮气强制冷却。
- 利用直升飞机投下1000t砂子灭火,接着投下粘土、硼、白云石、石灰石和铅等五千余吨于堆上,以形成防护层。先后出动两次约三百架次飞机。这对灭火、控制事故蔓延,减少放射性物质随烟火指引扩散起着很好的作用(至4月30日得到了控制)。
- 修筑带冷却装置混凝土壳(石棺),以便最终掩埋反应堆。离堆165m处开挖隧洞,在堆下部构筑带有冷却系统的厚混凝土层,防止从地下泄漏,周围打防渗墙至基岩为止（据报道于7月底完成）。
- 电厂30km内,居民全部被临时迁移到外地,事故后16小时开始撤离,动员了约1700辆机动车,4小时内撤出3万多人,先后共撤出135000人。
影响
- 爆炸当场导致2名工作人员死亡。
- 28名事故处理人员在三个月后死于急性放射性综合症
- 共有47人死于直接辐射引起的疾病(2006年)
- 生活在核污染区的青少年,有6000多名患甲状腺癌,其中已有15人死亡(2005年)
- 至今还有大面积受污染地区无法居住
- 【石棺】设计的有效期是60年，60年后如何处理没有确定（2012）
- 据推测:事故将最终导致4000人死于与辐射因素相关的疾病
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