車諾比核變事故

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車諾比事故

序
1986年4月26日凌晨，前蘇聯車諾比爾核能電廠的4號反應器，因為運轉人員違法進行極危險的實驗，導致水蒸氣及氫氣爆炸。爆炸後引起反應器內石墨的燃燒，造成大量的放射性物質外釋，造成31名搶救的消防人員死亡與廣大地區遭受污染。
這項實驗違反所有電廠安全運轉規定，它必須強迫停止電廠所有安全防護系統，在西方世界簡直不可能想像；再加上反應器先天設計不良，一連串蓄意違法情況下，終於釀成核能史上最大災變。

車諾比核電廠簡介
車諾比核電廠位於前蘇聯烏克蘭共和國百都基補西北方約 60 哩處普里比亞特河(Pripyat River)左岸約 300 公尺邊，距離南邊的烏克蘭首都基輔(Kiev)約 130 公里。電廠所處區域為Drieper河谷平原，為產糧區，該河為基輔城主要飲水來源 。 由於電廠的設置帶動了兩個衛星小鎮，離廠北三公里的普里比亞市，人口約 4 萬 5 千，南邊 15 公里另有一小城車諾比，人口約 12 萬 5 千，居民多為電廠工程師、建築師及家屬。
車諾比電廠在當時有四座RBMK1000（沸水式）核能反應爐，每座之發電容量為100萬千瓦，另有兩座在興建中。RBMK反應爐是沸水式水冷卻石墨緩衝的高功率反應爐，水與鈾燃料棒接觸而被加熱沸騰，所產生的水蒸汽則帶動兩座50萬千瓦的渦輪機以產生電力。
燃料棒放置在石里緩衝劑中，石墨的作用是使中子減速和維持連鎖反應，控制棒則用來控制反應爐產生的功率．蘇聯的工程師知道此種反應爐的設計有缺點，但車諾比四號機反應爐自從1983年開始發電以來，運轉相當順利[3]。這種陣反應器在全世界僅見於蘇聯，設計於1954年，前於1974年在列寧格勒啟用操作，車諾比核電廠4座反應器是以兩座為一組，共用一棟建築物和設施。發生事故的是4號反應器。與3號反應器在1984年同時運轉操作。
這種反應器利用鈾原子核分裂時釋出的能量將水轉變成蒸汽。再導入汽輪機而發電。以循環水作為冷卻劑，以低度濃縮鈾為燃料，使冷卻劑在反應器內加熱沸騰，經由汽水分離器將乾燥的蒸汽送至500千瓦的汽輪發電機。大部分冷卻循環系統封閉在圍阻構造物之中。
此一核電廠在設計上有兩點值得注意：
(1)電廠設計時，計算和控制設備相當原始，因此大部分緊急應變皆以手動操作。
(2)這種有別於西方國家的沸水式反應器，在低電力時相當不穩定。

災變發生經過
災變的起始事件是管理和技術人員決定測試汽輪機在突然喪失電力的情況下，反應器的應變情況。此一漏夜測試未經仔細規劃，且未經上級許可。
1986年4月25日下午，四號機按照計畫進行停機，此時操作人員開始進行一個有關安全系統的實驗。該實驗是想了解在電廠失去所有電力的情況下，仍在轉動的渦輪機是否有足夠的殘餘能量，去供應45秒鐘的電力，這45秒是緊急柴油發電機開始供應所需的時間。 在下午2點時，反應爐功率減低到額定輸出的一半，並且緊急爐心冷卻系統被關掉了，此時在基輔的人員要求四號機繼續供電到晚上11點10分，車諾比的工作人員答應了。但11點10分後，他們並未將緊急冷卻系統再打開，這是第一件重大錯誤，按著一連串的嚴重操作疏失是：把輸出功率降低到額定輸出的百分之一，遠低於實驗所需的功率;將絕大部分的控制棒抽出;關掉其它重要的安全系統。
到4月26日1時23分，這些不當的操作使得四號機變得不穩定．輸出功率一直上升，技街人員很快對反應爐失去了控制，1時23分44秒，輸出功率高達額定輸出的100倍，部分燃料棒因而破裂，高熱的破裂物使冷卻水大量蒸發，導致蒸汽爆炸而摧毀了重約1千公噸的反應爐頂蓋。
燃燒的反應爐破碎物散落在周圍的建築，產生了30多個火災，更多的水與高熱的石墨或鈷合金反應產生氫氣，氫氣與氧反應，導致了二、三秒之後的第二次大爆炸，噴出的輻射性碎片和核種被甩到離地面有l哩之高，此時．石墨也著火，排放出更多的輻射物質。後來經過10天的拼命搶救才將燃燒的爐心控制住，為了減火和抑制輻射釋放，直升機丟擲5千公噸以上的鉛、硼、以及其它材料到爐中。
在5月1日，損壞的反應爐內的燃料棒，溫度上升到2OOO℃，這是因為仍留在損壞的反應爐內的輻射物質衰變所產生的熱量。在泵入氮氣冷卻後，溫度到5月6日才下降，估計26%以上的反應爐輻射劑量因爆炸而釋放到外界，31位消防人員和電廠2人喪失生命，他們大部分都受到嚴重輻射灼燒，另有2O9名人員也受到嚴重輻射傷害。

放射性物質外釋對人體健康的影響
綜合俄國國家報告[1]、OECD[2]、世界衛生組織[3]與聯合國報告[4]等權威報告，本次事件的人類健康效應摘要如下：
重度輻射暴露族群，共有237人，主要是事故發生之初的救火人員，包括電廠員工與救火隊員。他們都有非常明顯的急性輻射效應，譬如噁心、嘔吐、腹瀉，嚴重者甚至昏迷、死亡。有28人在最初三個月內死於輻射傷害，另有2位死於與輻射非相關的疾病。有11位病患發生消化道傷害。事故10年間，另有4位死亡，但其死因與輻射傷害的效應無關。
受輻射響地區小孩甲狀腺癌的明顯增加，是車諾比爾災變中，唯一可以清楚確定的輻射健康效應，至1995年底，共發現約1,800例的15歲以下兒童甲狀腺癌病例。事故發生時已出生及事故後六個月內出生的小孩，其甲狀腺癌上升極明顯，但事故後六個月才出生的小孩，其甲狀腺癌罹患率與未受曝露民眾相同。但甲狀腺癌只要手術治療即可痊癒，至今只有3位兒童死於甲狀腺癌。
血癌是與輻射曝露主要相關的疾病，到1995年底，20萬人中只有40人罹患血癌。因此，至今的結論為︰除了甲狀腺癌以外，似無明顯證據顯示，血癌或其他癌症有升高的現象。

事件對當時蘇聯和其它國家的影響
事故發生之後三天，進入空氣中的放射性物質形成的放射雲，隨當時刮起的風飄往北歐上空。4月28日凌晨，瑞典人探測到空氣中的放射性劑量比正常值高5-10倍，隨後芬蘭測出超標10倍，挪威超標5倍，波蘭測得的放射性超標更高。後來，有些放射性雲試過阿拉斯加灣向北美洲的西海岸移動。總之，這次核事故形成的放射性污染不但危害蘇聯本土，而且危及鄰國，甚至北美。
4月28日上午9時，瑞典一座核電廠技術人員偵測到異常高的輻射強度，接著斯堪的那維亞地區也有同樣的發現，當時風是由蘇聯方向吹來，他們向莫斯科詢問發生了什麼事，但得不到答案，直到當晚9時，莫斯科電視台才播出官方關於車諾比核電災變的聲明，世界各國才得知災變之發生。但蘇聯境內，政府在4月26日上午8時，才向電廠周圍幾百平方公里的居民宣佈核電災變事件，並命令所有的人都立即進入室內並緊閉門窗。
車諾比事件所噴射到大氣中的輻射塵隨著氣流飄散，除散落在蘇聯境內外，也飄散到世界各地。輻射塵首先飄向西北方，經過立陶宛和拉脫維亞(4月26-27日)，後來飄向斯堪的那維亞中部、東歐、西歐和南歐4月30日)，以及英國和愛爾蘭(5月2-3日)，最後，阿拉伯半島、西伯利亞，北美洲等地都測到來自車諾比的輻射物質。各地受到的污染情況，依地形和當時氣候而異，瑞典北部和芬蘭部分地區污染嚴重，數千隻馴鹿因而被宰殺。義大利民眾被告知不要喝牛奶和獵捕兔子，德國民眾被告知蔬菜不安全。另外一些統計數據如下：
1.土耳其靠近黑海沿岸的小城Bursd，首當其衝接受大量輻射雲暴露，數月內新生嬰兒得神經管　　　　　　缺陷(neuraltube defect)及無腦症的情形明顯增加。
2.芬蘭一九八七年(意外發生後的半年內)早產新生兒中畸型的病例增多。
3.整個德國境內嬰兒剛出生的死亡率增多。


參考資料
http://www.bio.ncue.edu.tw/~8723019/supplyment/junk/junk7.htm
http://www.newnuclearhome.com/pages/safety/tschernobyl.htm