要想知道这样的变乱会不会再发生,起首得搞清晰这样的变乱是怎么发生的。
切尔诺贝利核变乱怎么发生的?
一句话归纳综合:切尔诺贝利核变乱是一群不及格的把持员,在一个有较着设计缺陷的核反映堆上,进行了一系列严重错误的操作导致的。
下面简单描述一下过程:
1986 年 4 月 25 日,切尔诺贝利核电站 4 号机组筹办正常的停堆检修,在正式停堆之前,机组人员筹办趁便把三年前就该做的低功率下的汽机冲转试验给做了。但电厂俄然接到电网调剂员号令,需要持续供电,不克不及停堆,所以机组维持半功率运行了十小时。
核反映堆在低功率运行的工况下会发生一种惰性气体氙,而这种惰性气体的存在会大大降低反映堆的升功率速度,在氙过多的时辰,反映堆甚至无法顺遂启动,我们业内管这种惰性气体叫氙毒,也就是剧中的女科学家提到的毒物。
因为这种毒物的原因,长时候半功率运行之后的反映堆是不许可直接降功率做汽机冲转试验的,因为对峙这么做有可能损坏堆芯。
但三更接班的时辰,副总工迪亚特洛夫俄然呈现在本家儿控室,要求当即把功率降下来做低功率汽机冲转试验,这是第一个严重错误;
第二个严重错误是人员天资不符,其实这不仅仅是错误,更是违法,违反核平安法。
看过这部剧的人都知道,执行操作的两名把持员中,有一人方才入职还不到 4 个月,
这么短的时候,在正常的核电厂里是不成能拿到把持员执照的。
日常平凡我们开个车都需要正规的驾照,而在切尔诺贝利这个神奇的处所,居然把持核反映堆不需要执照!
再老的司机也不克不及这么干吧!
接下来,把持员发现做这个试验的规程有一页是被划失落的
没想到的是副总工居然要求按照划失落的程序进行试验,按无效的程序操作,这是第三个严重错误;
连试验程序都是无效的,那就意味着接下来的每一步操作都是严重错误。
这就比如一名飞翔员,拿着错误的指导手册在开飞机,并且开的是核动力的飞机,你说会发生什么?
跟着所有平安系统离线,几乎所有的节制棒被抽出堆芯,反映堆功率急剧上升,把持员阿基莫夫见势不妙,当即按下告急停堆按钮,也就是剧中提到的 AZ-5 按钮。
这个按钮你们可以理解为核反映堆的告急刹车,正常环境下,无论发生什么环境,只要按下告急停堆按钮,反映堆就会立马停下来。
但这些把持员不知道的是,切尔诺贝利核电厂的这个告急刹车其实是无效的,不仅无效,还会推波助澜!
为什么会有这样的事?
这就涉及到切尔诺贝利核变乱的另一个主要原因了——设计缺陷。
正常的核电厂,告急停堆按钮节制的是所有的节制棒,节制棒的本家儿要当作分是硼,硼可以敏捷降低核燃料的反映性,使核反映遏制。
只要这个钮按下,所有的节制棒当即插入堆芯,堆芯的链式裂变反映就会立马遏制。
可问题是,切尔诺贝利核电厂的这种机组,节制棒的尖端居然不是硼,而是石墨,石墨会加速核反映速度。
这就比如汽车掉控了,情急之下一脚踩下去,发现踩的不是刹车,而是油门!
跟着下插的节制棒尖端石墨与堆芯接触,反映堆功率刹时剧增,冷却水刹时汽化,孔道分裂变形,节制棒无法进一步下插,卡在了格架上。而尖端的石墨被固心猿意马在堆芯反映区,导致堆芯功率无尽头上升。
更多的冷却水被汽化,而因为切尔诺贝利核电厂的又一设计缺陷——正空泡系数,即空泡越多,核反映越快,恶性轮回,导致链式裂变反映完全掉控……
压力容器最终承受不住庞大的压力,发生蒸汽爆炸,1200 吨的顶盖直接被翻开,这是第一次爆炸。
跟着压力容器的分裂,里面的压力刹时降为常压,剩下的冷却剂刹时汽化,所以 2~3 秒之后,紧接着发生了第 2 次蒸汽爆炸。
这一次爆炸,直接把堆芯的四分之一抛出了反映堆外,导致了更大规模的核泄露。
当然,若是苏联的核电厂与欧美日一样,有一个庞大的平安壳的话,即便发生这两次爆炸,堆芯的放射性物质也纷歧心猿意马会泄露到厂外,对电厂以外的人员和情况造当作风险。
日本高滨核电厂,图中最大的两个圆顶建筑物就是平安壳
没有平安壳,就是切尔诺贝利核电厂的第 3 个重大设计缺陷。
以上只是一个粗略的归纳综合,有乐趣的伴侣可以看神剧切尔诺贝利第 5 集,这是我见过最棒的有关切尔诺贝利变乱的科普,很可贵能有一部电视剧能把一个如斯专业的故事讲得如斯通俗易懂和令人着迷。
当然有必然专业根本的伴侣,可以去看一下我下面列的参考文献,里面有比电视剧更详尽的申明。
这样的变乱我们国度有没可能发生?
截止到 2019 年 6 月 13 日,我国在运核电机组达到 47 台,装机容量近 4800 万千瓦,排名宿世界第三;在建机组 11 台,装机容量 1218 万千瓦。
图片来自国度核平安局官网
此中最早的是秦山一期,1991 年初次并网,93 年正式投入运营。
秦山一期全貌,图中最大的穹顶状建筑就是反映堆平安壳
大师知道,切尔诺贝利核变乱发生于 1986 年,所以我们国度的所有核电站,都是在这之后才建当作的。
我想即便人类再愚蠢,也不成能再犯切尔诺贝利同样的错误。
当然,这只是本家儿不雅意识上不成能,其实客不雅上也不成能。
因为切尔诺贝利变乱之后,全宿世界的核平安监管机构,包罗美国的 NRC,中国的核平安局,都把相关的经验反馈写进了核平安律例。
好比美国的联邦核平安律例 10CFR,中国的核平安律例 HAF/HAD,都对空泡系数、反映堆节制棒设计、反映堆平安壳有明白的划定:
所有节制棒,任何一部门的材质都必需是降低核反映速度的——解决上面提到的设计缺陷 1;
所有核反映堆,空泡系数必需为负——解决上面提到的设计缺陷 2;
任何类型的反映堆,必需有庞大的密闭可承压平安壳——解决上面提到的设计缺陷 3。
不合适要求的,一律得不到核准开建。
以上只是设计层面,办理层面上,在切尔诺贝利变乱之后,也针对性出台了多项律例尺度。
好比我国的核平安律例 HAF103/HAD103,就对核电厂运行人员的各项天资和操作做了详尽而严酷的划定。
起首说人员天资:
在我们国度的核电厂,每一名掌管出产的负责人,必需是把持员身世,像剧中福明那种火电厂身世的总工程师底子就不成能在中国呈现。并且据我所知,我国绝大大都核电厂的总司理都是把持员身世,非专业身世的办理人员在核电厂的手艺层面根基上插不上嘴,也没有插嘴的机遇。
此外,每一名核电从业人员要想当作为真正可以或许操控核电机组的把持员,那真可以说是需要履历九九八十一难了。剧里那种刚加入工作 4 个月的毛头小子,在我们国度的核电厂里,可能连本家儿控室都进不去。
核电把持员可能是整个核电行业对人员的专业本质要求最高的岗亭,就像飞翔员之于飞机的意义一样,核电把持员之于核电站也是同样的存亡意义。
所以国内把持员选拔,往往从电厂雇用的时辰就起头了,今朝国内各大核电厂的把持员,根基上都是从几台甫校相关专业校招过来的。
这些优质的苗子到了电厂之后,他们在黉舍里学的还远远不敷。在每一位把持员上岗之前,还要颠末长达四五年的专业培训,培训完再颠末严酷模拟机测验、笔试和面试,全数经由过程之后,由核平安局依法颁布我国的《平易近用核反映堆把持员执照》。
这里弥补两点注重:
1.是核平安局发证,而不是核电厂带领,电厂没有资格给本身的员工颁布把持员证。
2.这个测验不是无限轮回的科举,考不中可以下次再考,直到考中为止,而是只有三次机遇,若是三次都没过,那就申明你不适合做把持员,直接 PASS。
说完了人员天资,我们来看看国内的运行办理划定:
剧中我们看到切尔诺贝利 4 号机组本家儿控室把持员阿基莫夫和拓普特洛夫被姑且指派执行带核的汽机冲转试验,而且拿着一本无效的试验程序进行操作,当他两提出贰言的时辰,带领直接给压了下去。
作为一名前核电从业人员,看到这里感觉的确不成思议。
在国内的核电厂,每一项带核的试验,是不成能姑且指派或人去执行的。
我曾经有幸加入三门核电的蒸汽发生器二次侧打压试验,这还仅仅是一个装料前的非平安级试验,从立项到最终执行,我们筹办了差不多一年半的时候。
为了防止试验执行的关头时刻,本家儿要负责人因为不成抗力缺席,我们从一起头就设置装备摆设了 3 名具备划一天资的负责人,一报酬本家儿,两人备用。
一旦试验过程中,本家儿要负责人身体不适,或者其他不成抗力导致的缺席,随时可与及格的备用负责人进行交代,所以不存在姑且随便抓小我负责试验的做法。
至于采用无效的试验程序,那更是天方夜谭。
对于核电厂的每一项试验,无论巨细,在执行关头步调的时辰,都必需按照有用的程序执行,并且每执行一个步调,负责人必需签字确认,以便明白责任归属。未来出了任何问题,直接就能追溯到责任人。
这是三门核电的一个小冲刷试验,那时有幸由我来负责(不才签名比力丑,大师见笑)
此外,对于核平安相关试验,必需有核平安监管部分的监视人员到现场见证,否则试验无效,好比三门核电的每一项平安级试验,都有核平安局下设的华东监视站监视人员驻场监管。
若是采用无效程序,直接就会被颁布发表违法。
再说本家儿控室的长官意志:
在三门核电装料前,我有幸进过一号机组的本家儿控室,对于一个处在高清摄像头和灌音设备 360 度无死角监控之下的房间,并且每一步操作都稀有据记实的本家儿控室,我不知道哪一个带领敢像切尔诺贝利的迪亚特洛夫那般猖獗。
以上,就是整个核能行业在轨制和办理层面临于切尔诺贝利核变乱的响应,其其实每一次重大变乱发生后,轨制和办理层面的响应,往往只是最根基的操作,
在一次次疾苦的反思过程中,出格是在切尔诺贝利这种人类前所未见的大灾难之后,全宿世界核能行业慢慢进化出了一套完整的核平安文化,而文化就像无所不在的空气,渗入在整个行业的方方面面,角角落落。
每一名核电行业的从业人员,从进入这个行业的第一天起头,就浸泡在平安文化的空气里,天天睁眼闭眼,目之所及,耳力所至,无一不是平安相关的信息,无论做哪一件事,起首考虑都是平安问题。久而久之,平安二字会浸透进每小我的血液,深切每小我骨髓,直到生命的终结。
讲到这里,我们国度到底有没可能发生切尔诺贝利这样的变乱,相信大师已经能本身得出结论了。
Reference:
国度能源局官网
国度核平安局官网
美国核管会官网
国际原子能机构官网
宿世界核能行业协会官网
HAF103 核动力厂运营平安划定
HAF103-06 核动力营运单元的组织和平安运行办理
10 CFR PART50 APPENDIX.A Criterion 11
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