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人类之殇,史上7场4级以上“核事故”(附:核事故分级、分

发布时间:2023-11-07 09:28:51来源:网络转载
人类之殇,史上7场4级以上“核事故”(附:核事故分级、分类)(医疗事故分级标准)

近期因为日本向大海排废水的事件,又引发了舆论对核技术的批判和讨论。博主一直以为,技术本身并无善恶之分,关键要看使用者的目的和动机,合理的使用可以造福人类,但以暴力为目的或使用不当、使用过失却又可毁灭人类,更何况“核”本身就是个大杀器,拥有难以想象的力量。大家最熟知的就是“切尔诺贝利”事故,然而历史上可完全不止这一起,今天就来回顾下最严重的7起核事故,均为4级以上。

核事故分布(图片来源:果壳网)


7、 日本:东海村临界事故 —— 4级

6、巴西:戈亚尼亚核事故 —— 5级

5、英国:温斯乔火灾 —— 5级

4、美国:三哩岛核事故 ——5级

3、前苏联:克什特姆核废料爆炸事故 —— 6级

2、日本:福岛核事故 ——7级

1、前苏联:切尔诺贝利核事故 ——7级

(由于事故等级不同,福岛和切尔诺贝利的篇幅相对较长)


科普:核事故等级

开始前先普及个内容,核事故是指大型核设施(例如核燃料生产厂、核反应堆、核电厂、核动力舰船及后处理厂等)发生的意外事件,可能造成厂内人员受到放射损伤和放射性污染,严重时,放射性物质泄漏到厂外,污染周围环境,对公众健康造成危害。

国际核事故分级标准(INES)制定于1990年,这个标准是由国际原子能机构(IAEA)起草并颁布,旨在设定通用标准以及方便国际核事故交流通信。核事故分为7级,类似于地震级别,灾难影响最低的级别位于最下方,影响最大的级别位于最上方。最低级别为1级核事故,最高级别为7级核事故。

第0级——偏差事故:

不会对核电站的核安全造成影响。如2008年斯洛文尼亚科斯克核电站事件。

第1级——异常事故:

这一级别对外部没有任何影响,仅为内部操作违反安全准则。2010年11月16日在大亚湾核电站发生的事故位于这一级别。

第2级——事件级事故:

这一级别对外部没有影响,但是内部可能有核物质污染扩散,或者直接过量辐射了员工或者操作严重违反安全规则。如卡达哈希核电站事件。

第3级——重大事件级事故:

很小的内部事件,外部放射剂量在允许的范围之内,或者严重的内部核污染影响至少1个工作人员。这一级别事件包括1989年西班牙Vandellos核事件,当时核电站发生大火造成控制失灵,但最终反应堆被成功控制并停机。

第4级——没有明显厂外风险的事故:

非常有限但明显高于正常标准的核物质被散发到工厂外,或者反应堆严重受损或者工厂内部人员遭受严重辐射。如1973年英国温茨凯尔后处理装置事故、1980年法国圣洛朗核电厂事故、1983年阿根廷布宜诺斯艾利斯临界装置事故、1993年俄罗斯托木斯克核事故、1999年日本东海村JCO临界事故、2006年比利时弗勒吕核事故。

第5级——具有厂外风险的事故:

有限的核污染泄漏到工厂外,需要采取一定措施来挽救损失。例如1952年加拿大恰克河核事故、1957年英国温思乔火灾(温茨凯尔反应堆事故)、1979年美国三哩岛核电站事故、1987巴西戈亚尼亚医疗辐射事故。

第6级——重大事故:

一部分核污染泄漏到工厂外,需要立即采取措施来挽救各种损失。1957年前苏联Kyshtym(克什特姆)核事故便是6级,事故当时造成70-80吨核废料发生爆炸并散播至800平方公里的土地上。

第7级——特大事故:

大量核污染泄漏到工厂以外,造成巨大健康和环境影响。这一级别历史上仅有两例,为1986年切尔诺贝利核事故和2011年的日本福岛核事故。

科普:核事故分类

按核设施与核活动类型,事故可分为如下几类:

  • 核反应堆事故;
  • 核燃料循环设施事故;
  • 放射性废物管理设施事故;
  • 核燃料或放射性废物运输和贮存事故;
  • 用于农业、工业、医学和有关科研目的的放射性同位素生产、使用、贮存、处理和运输事故;
  • 用放射性同位素作空间物体动力源的事故;
  • 核武器库事故。

纵观历史上发生过的核事故,绝大多数发生的地点都是核电站,而成因也往往是操作不当、断电等引起的冷却措施失灵,反应堆急速升温,从而引发爆炸和泄露。


7、东海村临界事故

时间:1999年9月30日

地点:日本 茨城县 那珂郡 东海村

事故等级:4级

东海村核事故发生在东京东市北部的核燃料制备厂,本次事故导致2名工作人员死亡,数百人受到核辐射,为此撤离了厂区周围350米范围内的居民,厂房周围10公里范围内的居民不得出门,学校和医院关闭,农作物和蔬菜停止收割。

1999年9月30日上午10时35分左右,位于日本茨城县那珂郡东海村的核燃料加工厂,三名工人正在进行铀的一个纯化操作,在制造硝酸铀酰过程中,为了缩短工作时间,一名工人把一个不锈钢桶中富含U-235的硝酸盐溶液通过一个漏斗倾入到沉淀槽中,另一名工人手扶漏斗站在沉淀槽旁,第三名工作人员在距沉淀槽约几米的办公桌旁工作。根据推算,该沉淀槽的铀临界质量只有5.5KG,而这名工人却连续将7桶2.4KG铀粉和10L硝酸桶内的铀硝酸盐溶液倾倒入沉淀槽中,导致圆形沉淀槽内累积了相当16.6KG铀,于是即引发了链式核裂变反应,在瞬间3名工作人员都看见了“蓝色的闪光”,γ辐射监测报警器立即鸣响,临界事故已发生。由于3名工作人员的位置与辐射源的距离分别是65cm、1m与2.6m,故他们均受到了因核裂变产生的大剂量中子和γ射线的严重照射。

事故发生后,厂周围环境中的辐射剂量水平已上升到平常数值的7~10倍。据统计在这次事故中,受到不同程度照射的人员约有213人,3名事故当事人虽经医学应急抢救,但其中1人在事故后第83天死亡,1人在事故后第210天死亡,第3人在事故后3个月后出院。


6、戈亚尼亚事故

时间:1987年9月13日

地点:巴西 戈亚斯州 戈亚尼亚

事故等级:5级

戈亚斯州位于巴西中西部,首府及最大城市为戈亚尼亚。1987年9月13日,一个名叫罗伯托的21岁青年,在戈亚诺研究所的废弃建筑里,发现了一块铅,并卖给了废品站,获得了一笔收入。该研究所是一家私人放射治疗研究所,目前已经废弃,罗伯托与19岁的朋友瓦格纳陪他一起去这家研究所再找找有没有其他值钱的东西。

研究所内有很多废弃的器械,他们在一间屋子里发现了一台医疗设备,上面有一块圆柱形的装置,并印有黄色的放射物标志。他们只是感觉这台设备比较值钱,于是合力搬回家中开始拆卸。当天晚上,二人便出现了不同程度的呕吐症状,但他们都没有在意,仍在坚持拆卸这个装置。第二天,呕吐症状不但没有缓解,还出现了头痛和腹泻的新症状,瓦格纳的双手已经开始肿胀,皮肤上生出了水泡。瓦格纳来到医院检查,但是他的生理指标都很正常,医生只是按照皮肤过敏来处理。罗伯托也出现了症状,但是他没有认识到问题的严重性,继续拆解这个装置。

经过两天的努力,他拆出了一个罐状的金属物体,外壳异常坚硬,不知道里面有什么。其实,里面是金属元素铯,铯的放射性较强,拥有较强的穿透力和能量,一旦释放到环境中,其存在时间长达30年。

罗伯特将罐状物体撬开一个口子,从里面倒出了一些银白色的颗粒物,他用手揉捏了一下颗粒物,随后变成了粉末状,在夜里还会散发出微弱的淡蓝色光芒。他将这些零件都卖给了废品站。当天老板德维尔让员工继续拆解,他们觉得这个东西很像食盐,他取了一些颗粒带回家,展示给妻子看,也带着亲人好友来废品站观摩这种神奇的颗粒物。

后来,员工从罐子里取出来近20克的颗粒物,老板德维尔将这些颗粒物分享给了好友。他的好友奥德森甚至将粉末撒在地板上,在夜里散发着点点蓝色光芒,非常梦幻。奥德森的女儿正坐在地上吃鸡蛋,她很好奇地触摸蓝色物体,以后她的手上也染上了蓝光,小女孩玩得很开心,她将粉末涂抹在身上,展示给家人看。最先发现问题严重性的是废品站老板德维尔的妻子,她感觉丈夫回收的器械有问题,为了避免波及他人,她将这些零件装起来,带至州立医院。医生觉得这些零件非常危险,并紧急上报医院处理。次日,一位物理学家听到此事后,判断这些零件可能具有放射性,并借来辐射探测仪进行检测。在确认了自己的猜想后,该物理学家将此事通报给巴西政府,并通报给巴西核能委员会,意在阻止更多污染。

此事传开后,人们的恐慌情绪瞬间弥漫开来,民众涌入医院进行检查。没多久,奥德森六岁的女儿离世,德维尔的妻子也在同一天离世,家人准备为两人举办葬礼,但是当天走很多人到现场,用扔石头等方式阻止下葬,他们认为遗体会污染土壤,这种情况下,家人只好暂缓下葬,将两人遗体放在由铅制作的棺材里。政府对污染严重的地方进行了消毒处理,一些房屋被拆毁,居住在这些房屋里的居民成了无家可归的人。这场灾难大约产生了6000吨垃圾,它们被掩埋在指定地点,之后政府将此地建设为公园,里面埋着1200个箱子和2900个铅桶,它们将存放至少180年时间。事故导致4人死亡,约有112,000人接受了放射性污染检查,其中249人被发现受到污染。这起事故被评为五级核事故,该地发展也受到了严重打击,也让巴西政府受损惨重。


5、温斯乔火灾

时间:1957年10月10日

地点:英国 坎布里亚郡 塞拉菲尔德

事故等级:5级

二战期间,美英两国签订魁北克协定,联合研究曼哈顿计划(即原子弹)。二战结束后,美英的紧密关系迅速冷却,美方开始对关键资讯有所保留,并于1946年正式终结了双方的技术合作关系。英国政府面对苏联铁幕的威胁,害怕美国再次回到一战后的孤立主义,于是决定自主研发核武器。

早在1945年,英国已在牛津南方的哈维尔空军基地成立核能研究机构(AERE),旗下核设施包括兰开夏的铀提炼工厂,以及坎伯兰温斯乔的反应堆。1946年7月,参谋长委员会正式建请研发核武器,同时提出1957年前制造200枚核弹的目标。钚反应堆很快在坎伯兰的西斯卡尔村附近修建起来,一号反应堆在1950年10月开始运转,二号反应堆于1951年6月投入使用。

1957年10月10日,操作员发现反应堆处于升温状态,判定设备故障并派两名工人去检查反应堆,结果两名工人到达后发现反应堆已经被大火吞没,由于过高的温度会将水分解造成氢气爆炸,他们首先未采用水来灭火,但其他灭火措施并未奏效而被迫用水,索性大火被成功扑灭,并未引起爆炸。

大火产生放射性辐射波及英伦三岛及北欧近数百公里,英国首相担心此次事故令政府蒙羞并减少民众对核工程的支持,促使政府掩盖这场火灾的严重性,导致伤亡人数难以统计,该事故被国际原子能机构列为5级具有场外风险事故,也是英国核能史上最严重的事故。


4、三哩岛核事故

时间:1979年3月28日

地点:美国 宾夕法尼亚州 萨斯奎哈纳河 三哩岛核电站

事故等级:5级

三哩岛核事故(The Three Mile Island Accident)简称TMI-2事故,是1979年3月28日发生在美国宾夕法尼亚州萨斯奎哈纳河三哩岛核电站(The Three Miles Island Nuclear Generating Station,TMI)的一次部分堆芯熔毁事故。

当天凌晨4时0分0秒,二号反应堆一次侧的给水主泵停转,汽轮机停机,而辅助给水系统却没有动作,热量在反应堆中心处持续聚集,堆芯压力上升,反应堆芯因温度过高最终熔化。在整个事件中,人员的操作错误和机械故障是主要的原因。

这是美国核电历史上最严重的一次事故,被列为5级核事故。事故发生后,全美震惊,核电站附近的居民惊恐不安,约20万人撤出这一地区。美国各大城市的群众和正在修建核电站的地区的居民纷纷举行集会示威,要求停建或关闭核电站。美国和西欧一些国家政府不得不重新检查发展核动力计划,之后30 余年,美国都没建起新的核电站。

虽然三哩岛核泄漏事故是美国至今最为严重的核事故,但事故仍然在可以控制的范围内,在该核电站周遭的居民以及邻近的几个州也都没出现像乌克兰或是日本福岛那样大规模的污染。


3、克什特姆(Kyshtym)核废料爆炸事故

时间:1957年9月29日

地点:前苏联 车里雅宾斯克州 克什特姆地区

事故等级:6级

事故始末

冷战期间,苏联与美国开展了核军备竞赛,1945年苏联在乌拉尔山脉深处建造玛雅科核燃料生产基地。该基地此后成为苏联最大的放射性物质加工中心之一,不仅为早期工业核电站提供服务,还对放射性废物进行储存、处理。

1957年9月29日16时22分,玛雅科基地因废料储存罐冷却系统失效,一个意外的火花引燃了放射性废料并引发大爆炸,掀开了300立方米、装有80吨核废料的地下混凝土罐。放射性废料电离产生的光穿透了天空,呈现强烈的红色、淡粉色、和淡蓝色。爆炸产生的大量化学物质被抛升至1—2km的高空,以气溶胶、气体、悬浮液的形式释放到了大气中,形成了体积庞大的辐射云。

爆炸发生后,大约90%的物质直接落回,但剩余放射性物质被雾化后,在大风的作用下快速向东北移动,10—12小时后散落物形成了一条长300公里、宽10公里的放射带。这场事故向大气层释放了约2000万居里的放射性物质,且大部分的半衰期长达30年。车里雅宾斯克州、斯维尔德洛夫斯克州和秋明州的部分地区都暴露于放射性污染下,影响面积达52000平方公里。事故发生后,附近23个居民点约10000多人被迫撤离,但仍有近27万人暴露在辐射范围内。1968年该地建立了保护区,禁止任何人员进入。资料显示,至少200人直接死于辐射导致的癌症,当地居民被记录染色体异常,先天缺陷和癌症发生率也远远高于其他地区,放射性物质已在人们的骨骼中大量沉积。

在优先发展核武器战略背景下,核设施和核废料安全成为苏联当局次要考虑的问题。技术缺陷和抢工冒进共同埋下了事故隐患。尽管知识技术储备并不充足,但为了早日超越美国,苏联不足3年便匆匆建成了玛雅科基地,甚至在废料储存库建成之前就开展了核反应堆研究。高危放射性废物被存放在地下8.2米的钢制储罐中,并以一米厚的混凝土外墙加固,在当时被认为是固若金汤,实则安全系数极低。

事故发生后,苏联当局封锁了消息,并让媒体将核爆电离解释为“极光”现象。随后当地树木被拔除、房子被拆毁、土壤被运走,而居民撤离时并未被告知具体原因,剩余的暴露在辐射中的人们也始终没有接到疏散通知。直到1989年,当局才承认这场灾难的存在,但事故伤亡人数却从未得到准确统计公布。


2、福岛核事故

时间:2011年3月16日

地点:日本福岛工业区

事故等级:7级

事故始末

2011年3月11日,日本发生了9.0级大地震,震中位于仙台以东130公里海域。地震引发了海啸,海啸浪高超过福岛第一核电厂的厂址标高14米。此次地震和海啸对整个日本东北部造成了重创,约20000人死亡或失踪,成千上万人流离失所,并对日本东北部沿海地区的基础设施和工业造成了巨大的破坏,东北海岸四个核电厂的共11个反应堆自动停堆。

海啸及其夹带的大量废物对核电厂的厂房、门、道路、储存罐和其它基础设施造成重大破坏,现场工作人员面临着电力供应中断、反应堆控制系统失灵、厂内厂外通讯系统严重受阻的灾难性情况,只能在黑暗中工作,局部位置变得不可到达。事故影响超出了电厂设计的范围,也超出了电厂严重事故管理指南所针对的工况。

地震发生之前,福岛第一核电厂6台机组中的1、2、3号处于运行状态,4、5、6号在停堆检修。地震导致核电厂所有的厂外供电丧失,三个正在运行的反应堆自动停堆,应急柴油发电机按设计自动启动并处于运转状态。地震引起的第一波海啸在地震发生后46分钟抵达核电厂,海啸冲破了核电厂的防御设施,这些防御设施的原始设计能够抵御浪高5.7米的海啸,但当天最大浪潮达到了14米。海啸深入到电厂内部,造成绝大部分应急柴油发电机电源丧失,仅存的一些蓄电池最终也由于充电接口损坏而导致电力耗尽。至此,整个核电站电力系统几乎瘫痪。

电力的一大作用是通过控制一些列设备给反应堆降温,由于丧失了给反应堆降温的手段,1、2、3、4号机组迅速升温,锆金属外壳在高温下与水作用产生了大量氢气,随后引发了一系列爆炸:

3月12日15:36,1号机组爆炸;

3月14日11:01,3号机组爆炸;

3月15日6:00,4号机组爆炸。

事故处理

爆炸对电厂造成了进一步破坏,现场的抢险救灾工作愈加困难。现场操纵员采取的干预措施主要包括利用汽车电瓶、小型发电机和消防泵等,尝试部分恢复电源和供水,来为反应堆减压和降温。由于现场工作环境非常恶劣,许多抢险救灾工作往往以失败告终,现场淡水资源用尽后,东京电力公司分别于3月12日至14日,陆续向1号、3号、2号机组注入海水,以阻止事态的进一步恶化。

为了持续冷却熔毁的反应堆,日本不得不持续向其注入清水,并收集渗入反应堆的地下水和雨水。这些水在与反应堆接触后,就变成了含有放射性物质的核污水。目前,福岛核电站已经储存了超过120万吨的核污水,并且每天还在产生约140吨,时至今日,核污水已达到储存设施137万吨的容量极限。

2021年4月13日,日本政府正式决定将福岛核污水排入太平洋,并计划在两年内开始实施。尽管这一决定立即遭到了国际社会和民间团体的强烈反对和抗议,但日本政府仍然按照计划在做排污的一些列准备工作,并于2023年8月24日13时正式开始排污,预计整个排放期将持续30年左右。

值得一提的是,为了洗白将核污染水排入大海的危害,日本政府不惜花费700亿日元进行公关,这笔公关费用,几乎是核污染水排海预算的20倍,其性质的恶劣程度和下边要提到的切尔诺贝处理措施形成了鲜明对比。


1、切尔诺贝利核事故

时间:1986年4月26日凌晨1点23分

地点:前苏联(现乌克兰境内)普里皮亚季市

事故等级:7级


事故始末

切尔诺贝利核电站事故于1986年4月26日发生在乌克兰苏维埃社会主义共和国境内的普里皮亚季市(Pripyat),该电站第4发电机组,核反应堆全部炸毁,大量放射性物质泄漏,成为核电时代以来最大的事故。辐射危害严重,导致事故后有31余人当场死亡,200多人受到严重的放射性辐射,之后15年内有6-8万人死亡,13.4万人遭受各种程度的辐射疾病折磨,方圆30公里地区的11.5万多民众被迫疏散。

不得不说一句,相比日本在福岛核事故中的做法,该事故的当事国可谓非常非常有良心和社会责任心,为消除辐射危害,保证事故地区生态安全,前苏联、乌克兰、白俄罗斯和国际社会,从事故发生至今,一直在努力,期间耗费了大量的人力(乃至生命)、物力、财力,至今每年仍需花费重金在维持核电站废墟的安全上。

起因

1986年4月25日,4号反应堆计划关闭以做定期的维修和测试,并借此机会来测试反应堆的涡轮发电机在电力损失的情况下,是否仍能供应给反应堆的安全系统(特别是水泵)。为了在更安全、更低功率情况下进行测试,操作人员将4号反应堆的能量输出从正常功率的3,200兆瓦减少至700兆瓦。

由于能量输出降低过快,此时实际功率输出只有30兆瓦,生成的裂变产品氙-135增加。功率下降的速度虽然已接近安全章程允许的最大值,但操作人员仍选择继续实验。为了克服剩余氙-135对中子的吸收,操作人员从反应堆中拔出了安全章程所规定的控制棒数。26日凌晨1点05分,涡轮发电机推动的水泵启动,水的流量超出了安全规定量。凌晨1点19分,水流量继续增加,由于水也会吸收中子,因此在水流量的进一步增加时,需要手动撤除控制棒以增加中子反应速率,成为了一个极其不稳定的危险操作。当能量输出已经低于规定最小值时,工程师们选择拆除反应堆的控制杆,保留211个控制杆中的6个,来加快反应堆的运行速率。安全章程要求控制杆的最少数量为30个,但自认为经验极其丰富的操作人员深信6个控制杆就够用了,所以才导致这一大悲剧。

工程师们认为自己已经重新稳定了反应堆,便在凌晨1点23分04秒重新开始实验。反应堆的不稳定状态没有在控制板上显示出来,并且所有工程师们也未意识到危险。此时水泵的电力关闭,水流靠涡轮发电机的惯性推动,流动速率减低。涡轮从反应堆分离,反应器核心的蒸汽量增加。凌晨1点23分40秒,操作人员执行了“紧急停堆”命令,所有控制棒准备重新插入反应堆中。但石墨棒与水冷却剂接触瞬间导致反应堆速率增加,功率瞬间增大导致管道变形,凌晨1点23分45秒,反应堆功率急升至33,000兆瓦,这已达到十倍正常功率值。燃料棒开始熔化,蒸汽压力迅速地增加,导致蒸汽爆炸,反应堆顶部移位并被破坏,于是放射性污染物进入大气,同时现场发生大火,火灾令放射性物质扩散并污染更广的区域。

普里皮亚季的这个摩天轮非常有名

后续处理

意外发生后,马上有203人立即被送往医院治疗,其中31人死亡,当中更有28人死于过量的辐射。死亡的人大部分是消防队员和救护员,因为他们并不知道野外中含有辐射的危险。为了控制核电辐射尘的扩散,当局立刻派人将135,000人撤离家园,其中约有50,000人是居住在切尔诺贝利附近的普里皮亚季镇居民。

博主记得苏联还组成了敢死队员,其中有3名嵌入水下去关停水闸,然而能携带的氧气是不够一个来回的,也就意味着这个任务注定会死亡(致敬!)。同时还有大量人员被几班倒得派往现场掩埋核废料,这些人几乎无一例外产了严重的后遗症。

之后数个月,苏联政府派出了无数人力物力,终于将反应堆的大火扑灭,同时也控制住了辐射。但是这些负责清理的人员也受到严重的辐射伤害;原因之一为遥控机器人的技术限制,加上严重辐射线造成遥控机器人电子回路失效,因此许多最高污染场所的清理仍依赖人力。火灾扑灭后,接下来担心的是反应堆核心内的高温铀与水泥融化而成的岩浆熔穿厂房底板进入地下,苏联政府派出大批军人、工人,给炸毁的四号反应堆修建了钢筋混凝土的石棺,把其彻底封闭起来,直到现在,石棺每年也仍消耗大量金钱来维护。

切尔诺贝利可以说给整个世界都产生了巨大的阴影,也有很多影视、游戏作品中提到了这场事故,比如《使命召唤4》狙击关、游戏《地铁》系列、《切尔诺贝利的阴影》、《我不知道该说什么,关于死亡还是关于爱情》。


尾声

人类在新能源的探索上可谓付出了惨痛的代价,某种程度上,这种代价无法或很难避免,致敬那些为科技发展及事故处理付出的前辈们,也祝愿未来的研发过程中(比如可控核聚变技术)不再出现下一个“人类之殇”。


—— 全文完 ——


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(责编: admin)

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