切爾諾貝利災難解釋！核爆炸是如何發生的？原因非常複雜

切爾諾貝利1986年的RBMK反應堆爆炸仍然是人類歷史上最大的單一核災難，但是切爾諾貝利核爆炸是如何發生的呢?

1986年4月26日，蘇聯北部的烏克蘭切爾諾貝利核電站發生嚴重故障。事故發生當晚，當地時間凌晨1點23分，蘇聯核電站4號反應堆發生兩次致命爆炸。切爾諾貝利的爆炸撕裂了反應堆的屋頂，掀翻了反應堆的核心，整個歐洲都暴露在放射性同位素中。這場核災難在短短几周內就奪去了切爾諾貝利核電站一名工人和另外28人的生命，但在隨後的幾年裡，至少有4000人患上了與輻射有關的癌症。

切爾諾貝利核爆炸是如何發生的？

關於4月26日晚上發生的事情的確切細節永遠不會被歷史所知，但科學家們對該事件是如何展開的有一個非常好的近似。

切爾諾貝利核電站位於烏克蘭北部，靠近白俄羅斯邊境，距基輔81英里(130公里)，擁有4座RBMK-1000核反應堆。

蘇聯的反應堆設計出現於上世紀70年代，根據世界核協會(World Nuclear Association)的說法，「有幾個缺點」在1986年的災難中發揮了作用。

核反應堆就像一個「輕水石墨反應堆」，通過燃料管道中的沸水產生蒸汽，然後為渦輪機提供動力並發電。

核反應堆中的石墨起著慢化劑的作用，在水作為冷卻劑的作用下，幫助維持正在進行的核鏈式反應。

這是「世界上沒有其他動力反應堆」發現的一個主要設計缺陷。

英國核能協會表示：「正如切爾諾貝利事故所顯示的，RBMK的一些設計特徵——尤其是控制棒設計和正的空穴係數——是不安全的。」

切爾諾貝利事故發生後，為了解決這些問題，在設計上做了一些重大改變。

1986年4月25日，操作切爾諾貝利四號反應堆的機組人員接到指令，要大幅關閉反應堆，進行安全測試。

該測試將評估反應堆在斷電期間保持水流通過反應堆的能力，只需要在備用發電機啟動前關閉反應堆的渦輪即可。

安全測試之前在該工廠進行過，但沒有產生積極的結果。

核能協會解釋說：「在4月26日的核試驗之前，操作人員採取了一系列行動，包括關閉自動關機機制。」

當操作員採取行動關閉反應堆時，反應堆處於極其不穩定的狀態。

控制棒設計的一個特點是，當它們被插入反應堆時，造成了巨大的功率激增。

在核反應堆內部，控制棒通過吸收異常的中子粒子來限制或提高鈾或鈈的核裂變速度。

在核裂變過程中，鈾的放射性燃料棒會噴出中子，希望它們撞擊其他鈾粒子，分裂成更輕的元素，釋放能量。

切爾諾貝利核電站使用的控制棒是由可吸收中子的碳化硼製成的，但是在控制棒的頂端添加了石墨——石墨是一種最初導致裂變速率達到峰值的材料。

隨著核燃料棒變得越來越熱，它們把反應堆核心的水變成了蒸汽。

反應堆內部的壓力達到了一個臨界點，破壞了rector，吹掉了1000噸的反應堆蓋板。

這反過來又堵塞了所有的控制棒，而此時控制棒只到核心的一半。

核能協會表示：「隨後，強烈的蒸汽生成擴散到整個堆芯——由於緊急冷卻迴路破裂，水被傾倒到堆芯中，從而產生蒸汽爆炸，並將裂變產物釋放到大氣中。」

大約兩到三秒鐘後，第二次爆炸從燃料管道和熱石墨中噴出了碎片。

專家們對第二次爆炸的性質存在一些爭議，但它很可能是由鋯蒸汽反應產生氫氣引起的。

據該協會稱，暴露在外的反應堆核心向大氣中釋放了約5%的核材料。

但人為失誤也在這場核災難中發揮了作用。

當安全測試開始時，切爾諾貝利反應堆的功率被降低到720MWt，儘管嚴格禁止低於700MWt的運行。

然後反應堆開始下降到大約500MWt，然後突然下降到30MWt。

當反應堆核心的工作人員緊急將電力恢復到200MWt左右時，安全防範措施被違反。

例如，反應堆必須始終有至少15根控制棒延伸到核心，但在失敗的測試中只有8根被插入。

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