📜  工程伦理学-切尔诺贝利案例研究

📅  最后修改于: 2020-11-24 05:54:05             🧑  作者: Mango


切尔诺贝利灾难是1986年4月26日在切尔诺贝利核电站发生的核事故。其中一个反应堆的核熔毁引起大火,放射出了一系列放射性尘埃,最终扩散到整个欧洲。

切尔诺贝利核反应堆厂建在乌克兰普里皮亚季河两岸,有四个反应堆,每个反应堆可发电1000兆瓦。

1986年4月25晚上,一群工程师计划在4号反应堆上进行一次电气工程实验。由于对核物理知识的了解很少,他们想到尝试在失去主电源后涡轮旋转多长时间并向主循环泵供电。

以下是切尔诺贝利核电站的图像。

切尔诺贝利核电站

是什么导致了灾难?

现在让我们看看导致这场灾难的原因。

反应堆装置4将于1986年4月25日关闭以进行日常维护。但是,决定利用此关闭来确定在失去站用功率的情况下,减速的涡轮机是否可以提供足够的电力操作主要核心冷却水循环泵,直到柴油应急电源开始工作。该测试的目的是确定在断电的情况下是否可以继续冷却磁芯

由于误认为该实验属于发电厂的无核部分,因此在进行测试时,测试部门和安全部门之间没有适当的信息交换。因此,该测试开始时没有足够的安全预防措施,操作人员也没有意识到电气测试的核安全隐患及其潜在危险。

本实验

根据计划的测试,有意关闭了反应堆的应急堆芯冷却系统(ECCS),该系统为冷却堆芯提供了水。

为了进行测试,必须在关闭之前将反应堆稳定在700-1000 MW左右,但是由于某些运行现象,反应堆会降至5000 MW。后来,夜班工作的运算符人员通过将反应堆控制杆插入到目前位置而犯了一个错误。这导致反应堆进入近乎关闭状态,使功率输出降至约30 MW。

由于这种低功率不足以进行测试并会使反应堆不稳定,因此决定通过拔出控制棒来恢复功率,从而使功率稳定在200 MW。由于反应堆的正空系数,这实际上违反了安全法。正空隙系数是反应器中变成蒸汽的反应性增加的数量。决定在此功率水平下进行测试。

实际上,反应堆在低功率水平下高度不稳定,这主要归因于控制棒设计和正的空隙系数因子,如果反应堆损失了冷却水,它们会加速核链反应和功率输出。

下图显示了进行实验的反应器4。一切恢复后,这张照片被拍摄了。

紧急核心冷却系统

1986年4月26凌晨1点23分,工程师们继续进行他们的实验,并关闭了涡轮发动机,以查看其惯性旋转是否会为反应堆的水泵提供动力。实际上,它不能为水泵提供足够的动力,而且如果没有冷却水,反应堆的功率水平就会激增。

水泵开始以较低的速度泵水,它们与进水温度稍高的进水一起进入岩心,可能导致岩心底部沸腾(形成空洞)。这与氙气烧坏一起,可能会增加核心的功率水平。然后,功率水平增加到530 MW,并继续上升。燃料元件破裂并导致产生蒸汽,这增加了正的空隙系数,从而导致了高功率输出。

高功率输出警告试图插入所有200个控制棒的工程师,这是控制核心温度的常规步骤。但是,由于它们的石墨尖端设计,这些杆被阻塞了一半。因此,在带有5米吸收材料的控制杆穿透芯子之前,有200个石墨尖端同时进入芯子,从而促进了反应的增加,并引起爆炸,炸毁了重达1000吨的重钢和混凝土盖。从而堵塞了位于反应堆中途的控制棒。随着通道管开始破裂,由于反应堆冷却回路降压而产生大量蒸汽。

结果,发生了两次爆炸。第一个是最初的蒸汽爆炸。最终,在两到三秒钟后,发生了第二次爆炸,这可能是由于锆蒸汽反应引起的氢气积累。

诸如燃料,调节剂和结构材料之类的所有材料均被弹出,引发了大火,被毁的岩心暴露于大气中。在爆炸和随后的火灾中,超过50吨的放射性物质被释放到大气中,并由气流携带。这是广岛轰炸时释放的放射性物质的400倍。

灾难的致命影响

乌克兰的切尔诺贝利核电站灾难是商业核电历史上唯一因辐射造成死亡的事故。

由于释放的辐射有许多致命的影响。下面列出了一些影响-

  • 两名工人死亡。事故发生后,其中一个立即被烧成灰烬,而另一个在入院后数小时内被宣布死亡。

  • 事故发生后的4个月内,有28名急救人员和工作人员因灼伤和身体辐射而死亡。

  • 这次事故造成了7,000例甲状腺癌。

  • 在现场并参与清理工作的237人中诊断出急性放射综合症(ARS)

  • 土地,空气和地下水都受到了很大程度的污染。

  • 直接和间接暴露于辐射导致许多严重的健康问题,例如唐氏综合症,染色体畸变,突变,白血病,甲状腺癌和先天性功能障碍等。

  • 许多动植物面临后遗症的破坏。