切尔诺贝尔核事故二十周年（第一篇）
切尔诺贝尔核事故二十周年（第一篇）
杨少蕙
2006年6月
在1986年4月26日切尔诺贝尔核电站发生爆炸，泄漏大量辐射影响乌克兰、俄罗斯、白俄罗斯和欧洲其他地方。这是迄今为止核工业历史上最严重的核事故。二十年过去了，但人们仍然对这场事故有深刻的记忆，依然十分关注事故后期辐射和健康影响。多个国际组织例如国际原子能机构 （IAEA） 、联合国原子辐射效应科学委员会 （UNSCEAR） 及经济合作与发展组织核能机构 （OECD/NEA） 都对事故过程，伤亡情况，辐射剂量和健康及环境影响作出报告。
在切尔诺贝尔核事故中毁坏的4号反应堆（来源：切尔诺贝尔论坛）
切尔诺贝尔核电站位置及厂房资料
切尔诺贝尔核电站位于乌克兰首都基辅（Kiev）以北130公里，靠近白俄罗斯，毗邻普里皮亚季河（River Pripyat）。在事故时，在核电站30公里半径范围内的总人口在115,000与135,000之间，其中49,000名核电站雇员及其家属居住于3公里外的普里皮亚季镇（Pripyat），而在核电站东南面15公里的切尔诺贝尔市有居民12,500人。
切尔诺贝尔核电站位置（Source: Globalis.gvu.unu.edu）
核电站由四个压力管式石墨慢化沸水反应堆（RBMK-1000）组成，每个能产生1000兆瓦特（MW）的电量，当时四个反应堆共提供了乌克兰10%的电力。厂房的工程始于1970年代，1号及2号反应堆于1977年启用，接著3号及4号亦于1983年相继启用。在事故时，核电站还有两个反应堆在建造中，事故后被迫停建。
从已荒废的普里皮亚季镇远望切尔诺贝尔核电站（Source: www.iaea.org- Revisiting Chernobyl's Lost City）
切尔诺贝尔核电站所采用的RBMK-1000反应堆
切尔诺贝尔核电站采用RBMK-1000类型反应堆。 RBMK-1000是前苏联设计的一种以普通沸水为冷却剂、石墨为慢化剂的压力管式反应堆。
沸水作为一种冷却剂及提供蒸汽用来推动涡轮机。反应堆的冷却系统是双回路的，轻水在冷却回路 I 流过压力管，被管内的铀燃料加热沸腾，并经冷却回路 II 供应蒸汽给两台500兆瓦特涡轮机。
石墨慢化剂将中子速度减慢，令中子更有效地使燃料产生核分裂。反应堆的石墨堆芯大约是7米高和直径12米，中间孔道可容纳1661根压力管和211支控制棒。反应堆的功率是透过升降控制棒来操纵，当插入控制棒时，中子会被吸收而降低裂变速度。
RBMK-1000在设计上存在缺点，带来潜在的安全危险。 在低功率输出，反应堆变得不稳定，功率会突然急剧上升。因此正常操作程序包括三种安全保护程式：一个紧急堆心冷却系统，保持以不低于200兆瓦特电功率运行的要求，和最小插入30个控制棒。
压力管式石墨慢化沸水反应堆 （RBMK-1000）（（Source: OECD/NEA, 2002））
切尔诺贝尔核事故的经过
切尔诺贝尔核电站 4 号机组于 1986 年 4 月 25 日停机，进行例行检修。当时决定试验在停堆情况下，减速的涡轮机能否提供足够的电力支援应急设备和堆心冷却系统的运行，直至应急发电机开始供电。
可惜，在试验时因机组人员没有与核安全管理人员进行适当的沟通，以致试验的安全预防措施不够充分。而且机组人员进行了一些偏离安全程式的操作，造成了潜在的危险事态。同时反应堆在设计上存在缺点，当操作失误时，引致反应堆不受控制，发生意外。
当反应堆低功率运行时，诱发了一个突然及难以控制的功率高峰。在缺乏紧急冷却设施和插入足够数量的控制棒情况下，高功率运行的反应堆发生了剧烈的爆炸，几乎完全摧毁了反应堆。加上在反应堆内石墨减速棒和其他材料发生大火，使这场灾难恶化，令放射性物质广泛且较长时间释放到环境中。
除了切尔诺贝尔核电站所采用的RMBK-1000反应堆之外，商业运行的核电站还会使用哪些种类的反应堆？
目前世界各地的核能发电反应堆约有四百四十个。用作商业运行的反应堆主要包括：
- 压水式反应堆 （压水堆）
- 沸水式反应堆 （沸水堆）
- 重水压水式反应堆 （CANDU）
- 压力管式石墨慢化沸水反应堆 （RBMK）
- 压水式反应堆 （压水堆）
- 沸水式反应堆 （沸水堆）
- 重水压水式反应堆 （CANDU）
- 压力管式石墨慢化沸水反应堆 （RBMK）
现时商业运行的反应堆中，超过五成属压水式反应堆。而大亚湾 广东核电站及 岭澳核电站亦是其中的例子。
大亚湾核电站会否发生类似切尔诺贝尔核事故的意外？
大亚湾核电站是使用压水式反应堆，与切尔诺贝尔核电站反应堆的设计完全不同，故不可能发生像切尔诺贝尔核事故那样的意外。
大亚湾核电站与切尔诺贝尔核电站的比较：
| 大亚湾核电站 | 切尔诺贝尔核电站 |
|---|---|
| 反应堆性能比较稳定，堆内无易燃物质。同样的水用作冷却和慢化剂。在失去冷却剂时，反应堆会同时降低功率 | 在低功率输出，反应堆变得不稳定，功率会突然急剧上升。堆内有大量石墨，在高温下容易燃烧 |
| 采用压力容器结构，焊缝和密封接头较少 | 采用压力管结构，堆内有很多压力管，焊缝和密封接头很多 |
| 结构紧密。万一主冷却回路发生故障，可以简便地启动堆心紧急冷却系统 | 体积庞大。当主冷却回路发生故障时，较难启动堆心紧急冷却系统 |
| 有防止放射性物质外泄的坚固安全壳 | 只有部分设备放在混凝土屏蔽内，反应堆厂房不能承受内压，不能防止放射性物质外泄 |
参考资料：
[1] United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation （UNSCEAR）, Source, Effects and Risks of Ionizing Radiation, Annex D: Exposures from the Chernobyl Accident, 1998. （只提供英文版本）
[2] Nuclear Energy Agency, Organization for Economic Co-operation and Development （OECD/NEA）, Chernobyl: Assessment of Radiological and Health Impacts, 2002 Update of Chernobyl: Ten Years On, 2002. （只提供英文版本）
[1] United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation （UNSCEAR）, Source, Effects and Risks of Ionizing Radiation, Annex D: Exposures from the Chernobyl Accident, 1998. （只提供英文版本）
[2] Nuclear Energy Agency, Organization for Economic Co-operation and Development （OECD/NEA）, Chernobyl: Assessment of Radiological and Health Impacts, 2002 Update of Chernobyl: Ten Years On, 2002. （只提供英文版本）