切尔诺贝利“石棺”究竟是怎么回事?
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发布时间：2024-08-12 15:22
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时间：2024-11-23 15:28
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1986年4月26日凌晨，乌克兰(前苏联的一部分)的切尔诺贝利核电站发生爆炸，造成了被称为世界上最严重的核灾难。
即使经过多年的科学研究和*调查，切尔诺贝利事故仍有许多未回答的问题——特别是大规模辐射泄漏对那些暴露者的长期健康影响。
切尔诺贝利核电站的四座反应堆位于乌克兰基辅市以北大约81英里( 130公里)和白俄罗斯边境以南大约12英里( 20公里)，是在1970年代和1980年代设计和建造的。一个人造水库，大约8.5平方英里( 22平方英里)。km )，由普里皮亚特河供水，为反应堆提供冷却水。
据英国《每日邮报》报道，距离发电厂最近的城镇是新建的普里皮亚特市，该市1986年容纳了近5万人世界核协会。一个较小的城镇Chornobyl居住着大约12，000名居民。该地区的其余部分主要是农场和林地。
切尔诺贝利核电站使用了四个苏联设计的RBMK - 1000核反应堆——这种设计现在被普遍认为存在固有缺陷。RBMK反应堆使用浓缩的U - 235燃料加热水，产生蒸汽驱动反应堆的涡轮机并发电。
在大多数核反应堆中，水被用作冷却剂并缓和核芯的反应性，随着核芯升温并产生更多蒸汽，水中蒸汽气泡或“空隙”的增加会降低核芯的反应性。这是在美国和其他西方国家建造的大多数反应堆中发现的重要安全特征。
但是在RBMK - 1000中没有，它使用石墨来缓和堆芯的反应性，并保持堆芯中发生连续的核反应。随着核芯受热并产生更多蒸汽泡，核芯变成了更多反作用的，而不是更少的，创造了一个正反馈回路，工程师称之为“正空隙系数”。"
前天切尔诺贝利核灾难工厂操作人员正准备一次性停工，以便对4号反应堆进行例行维护。违反安全规定，操作者禁用包括自动关闭机构在内的工厂设备，根据联合国原子辐射影响科学委员会(辐射科委)。
4月26日凌晨1 : 23，当极热的核燃料棒下降到冷却水中时，产生了大量蒸汽，由于RBMK反应堆的设计缺陷，这在4号反应堆的核芯中产生了更多的反应性。由此产生的电涌引起了巨大的爆炸，使覆盖在反应堆堆芯上的1000吨厚的板脱落，向大气中释放辐射，切断了冷却剂进入反应堆的流动。
几秒钟后，比第一次爆炸威力更大的第二次爆炸将反应堆建筑炸得四分五裂，并在核电站周围喷出燃烧的石墨和反应堆堆芯的其他部分，在受损的反应堆和3号反应堆周围引发了大量激烈的火灾，爆炸发生时，3号反应堆仍在运行。
爆炸导致两名工厂工人死亡，他们是事故发生几小时内死亡的几名工人中的第一个。在接下来的几天里，当紧急救援人员拼命试图控制火灾和辐射泄漏时，随着工厂工人死于急性辐射疾病，死亡人数攀升。
失败的核反应堆释放的大部分辐射来自碘- 131、铯- 134和铯- 137。根据辐射科委的说法，碘- 131的半衰期相对较短，为8天，但是通过空气被快速摄入，并倾向于定位在甲状腺中。铯同位素的半衰期更长(铯- 137的半衰期为30年)，并且在释放到环境中后的几年里一直受到关注。
4月27日，普里皮亚特的居民被疏散——事故发生大约36小时后。到那时，许多人已经开始抱怨呕吐、头痛和其他辐射病的症状。*最终关闭了核电站周围18英里( 30公里)的区域；居民被告知过几天他们就能回来，所以很多人把他们的个人物品和贵重物品都留下了。
切尔诺贝利事故发生后的四个月内，28名工人死亡，美国核管理委员会( NRC )统计，包括一些英勇的工人，他们知道自己暴露在致命水平的辐射下，以保护设施免受进一步的辐射泄漏。
事故发生时盛行的风来自南部和东部，所以大部分的辐射流向西北方向流向白俄罗斯。尽管如此，苏联当局迟迟不向外界公布灾难的严重程度。但是，当瑞典的一座核电站开始发出辐射警报时，当局*透露危机的全部程度。
根据NRC、UNSCEAR和其他消息来源，切尔诺贝利事故发生后的三个月内，共有31人死于辐射照射或灾难的其他直接影响。在乌克兰、白俄罗斯和俄罗斯，超过6000例甲状腺癌可能最终与辐射接触有关，尽管切尔诺贝利事故直接导致的确切病例数很难(如果不是不可能的话)确定。
令人惊讶的是，与切尔诺贝利核泄漏相关的癌症死亡率和其他健康影响的总体比率低于最初担心的水平。根据NRC的一份报告，“生活在污染地区的500万居民中的大多数……接受的辐射剂量非常小，相当于自然背景水平(每年0.1雷姆)。”。“今天，现有的证据并没有将这次事故与辐射引起的白血病或实体癌(甲状腺癌除外)的增加紧密联系起来。"
一些专家声称，未经证实的对辐射中毒的恐惧导致了比实际灾难更大的痛苦。例如，东欧和苏联的许多医生建议孕妇堕胎，以避免生育有出生缺陷或其他疾病的孩子，尽管这些妇女实际受到的辐射水平太低，不会造成任何问题。据辐射科委会*说，甚至联合国也发表了一份关于切尔诺贝利事故影响的报告，该报告“充满了没有科学评估支持的毫无根据的陈述”，最终被大多数当局驳回。
切尔诺贝利核泄漏事故发生后不久，核电站周围林地的树木被高辐射杀死。这个地区被称为“红色森林”，因为枯树变成了明亮的姜色。这些树最终被推土机推平并埋在壕沟里。
受损的反应堆被匆忙密封在一个混凝土石棺中，该石棺旨在容纳剩余的辐射:这种石棺的有效性——并将继续有效——是一个激烈的科学争论的主题。在反应堆周围建造更安全、更永久的安全壳结构的计划尚未实施。
尽管该场地受到污染——以及运行设计有严重缺陷的反应堆的固有风险——切尔诺贝利核电站继续运行多年，直到2000年12月关闭最后一个反应堆。该工厂、普里皮亚特和切尔诺贝利的鬼城，以及该工厂周围被称为“异化区”的大片地区，在很大程度上禁止人类进入。
然而，也有例外:该地区的几百名前居民已经返回了他们以前的家园，尽管有辐射暴露的风险。科学家、**和其他人员被允许在现场进行视察和其他目的。2011年，乌克兰向游客开放该地区，但谁想亲眼看到灾难的后果。
今天，这个地区被广泛认为是世界上最独特的野生动物保护区之一。狼、鹿、猞猁、海狸、鹰、野猪、麋鹿、熊和其他动物的数量激增，这些动物已经被记录在现在围绕着寂静植物的茂密林地中。只有少数辐射效应，例如生长在最高辐射区的矮化树木和体内含有高浓度铯- 137的动物，被认为会发生。
但这并不意味着该地区已经恢复正常，或者在不久的将来会恢复正常。由于前切尔诺贝利核电站周围地区长期存在辐射，该地区至少在20000年内不会对人类居住安全。
1986年，切尔诺贝利4号机组因一次灾难性的核事故遭毁坏，事后为它建了一个“石棺”(乌克兰正式称它为“掩蔽体”)把它保护起来。石棺内有毁坏的结构物和4号机组的RBMK一1000型反应堆堆芯喷出的放射性物质。该石棺装配有监测系统、消尘器、中子吸收剂、防火设备等，以便将这次事故影响减少到最小程度。特别是为工作人员和周围环境提供辐射防护。石棺内，在1986年那次灾难性核事故产生的燃料物质中的放射性活度大约达20兆居里(MiC)，这次事故将辐照过的燃料从堆芯喷射到该4号机组的建筑物和屋顶、通风烟囱以及附近地区。
为了减少裂变产物的释放，几架直升机首先把数吨砂子、石灰石、碳化硼和铅块投放到毁坏的反应堆上。这次运作是在事故后(4月底)紧急进行的，一直持续到1986年5月10日。然后从1986年6月到11月，为它建造一个石棺。该石棺大约用了30万立方米的混凝土和7000吨的结构钢。
但是，此石棺仍然是一个有害的掩蔽体，因为它里面含有205吨核燃料。其中的大部分燃料大概就埋在反应堆大厅内，有些地方的融溶塌落的堆芯碎片高度达15米。在碎片堆的表面上，伽马射线总活度达到2400雷姆每小时。对该石棺进行9年的调查研究证明，核燃料的材料处于次临界状态。但是，已获得的有关这些材料的数据还不足以使我们排除达到临界的可能性，如果这些次临界含燃料物质改变其性质或几何形状仍有可能达到临界。因此对这些物质的安全性需要继续进行调查研究。潜在的危害有:水漏入石棺;很难预测石棺顶部的状况。石棺顶部的支撑结构物依靠在4号机组的残骸上，需要进一步加固。
切尔诺贝利核灾难过去30年后，人们对事故反应堆的处理和预防措施一直没有停止。2016年11月，在国际社会的帮助下，终于在“石棺”上方修建了一个巨型金属拱顶装置，将事故机组与外界彻底隔离开，保护周围的人们不再受辐射泄漏威胁。“金钟罩”高108米，长162米，跨度为257米，钢结构重量达24860吨，总耗资约15亿欧元。据测算，新保护罩投入使用后，可保证100年内当地不再遭受放射性污染，同时为继续处理4号反应堆的核废料赢得了更多时间。
切尔诺贝利核电站是1973年开始兴建，1977年投入使用的最大核电站，共有四个机组，位置在前苏联基辅市北130公里处，1986年，在基辅的普里皮亚季镇的第四号机组发生了爆炸，污染了欧洲绝大部分地区，当时苏联没有第一时间补救，而且还封锁了消息，直到瑞典境内查出放射状物质含量过高，此事才大白于天下，那么防止核电站继续泄露的切尔诺贝利石棺是怎么建造的呢？又有多少人参与其中呢？
一，浇筑混泥土。
1986年4月，原本是要对第四号机组进行停机检查，结果工作人员多次违规操作，导致能量增加，反应堆融化燃烧，引起爆炸，放射性物质源源不断的泄露出去，在事故的两年后，有26万人参与了事故处理，给第四号机组浇筑了一层又一层的混凝土，把他当成棺材埋起来，清洗脏土。
二，救援不及时，泄露量太大。
1986年4月26号凌晨1点23分，第四号机组突然发出了两声爆炸，随后核电站的保护壳被一条30多米高的火柱掀翻，2000摄氏度的高温，瞬间把机组周围的钢架融化，虽然消防员六分钟后就到达现场，但是由于辐射太强，根本无法靠近，只能用直升机从空中抛下含有铅和硼砂的沙袋，以堵住核泄露。
在切尔诺贝利核电站事故后的七年里，有7000名清理人员死亡，而其中有三分之一是自杀，而医疗工作者近一半则永久性丧失记忆，或者患了精神病，到现在为止参与救援工作的80多万人里，已经去世5万多人，另有30多万人受放射性物质的伤害而死去。
切尔诺贝利的“石棺”是一个由40万立方米的混凝土和7000多的钢筋建造起来的一个巨大的钢筋混凝土建筑，它长270米，宽150米，高100米。共计有60万人员参与建造，大部分是当时前苏联的现役军人，历时7个个月终于将核电站的4号核反应堆彻底封住。由于从远处看这一建筑像一座巨大的坟墓，经常被人称为“石棺”。“石棺”建造过程大体分为以下几个步奏：
首先要阻止被毁的核反应堆对周围的放射性排放；当时虽然已经将核反应堆的明火扑灭，可是其附近仍旧有强烈的放射性辐射，即使是有着很强严密性的直升机都无法在附近长时间逗留，更不用普通人员了，所以要想让大型施工机械进入核反应堆附近就必须要消除其放射性排放。最终这一任务交给了苏联的直升机部队，直升机通过空投了近5000吨的硼、砂子、铅等的混合物到核反应堆上，终于有效阻止了核反应堆的放射性排放。
放射性的威胁解除后，地面工程车辆和人员便可以进入切尔贝诺利开始封闭核反应堆了。“石棺”的建造并不是我们平时那样运送混凝土现场进行浇筑，而是在几百公里外就预先制作成各种形状的混凝土板和金属板，通过重型运输车一个个的运到现场，再用重型起重机和重型直升机将这些构件一块一块的拼接起来，最终连接为一个整体。整个过程非常复杂困难，前苏联派遣了最好的工程技术人员和设备来完成这一工程。例如“石棺”钢筋混凝土横梁长70米，重150吨，前苏联用了当时最大的起重机和直升机才将其吊装成功。
关于因参与抢救工作而牺牲的人数，当时在现场死亡的人数非常少，一说只有几十人，但是由于大部分人接受了不同程度的放射性污染，在随后的20年间死亡了2万人，伤残20万人。
致敬这些无名的英雄们！
