蘇共總書記米哈伊爾·戈爾巴喬夫上任的第一年,前蘇聯和西方國家仍處在冷戰(zhàn)之中。那時,前蘇聯需要一種廉價的能源。最后,他們想到了核電。在烏克蘭的主要城市基輔,200 多萬人所用的電能來自國營電廠,也就是切爾諾貝利核電站。它距離基輔104 千米,是前蘇聯工業(yè)和技術力量的象征,前蘇聯原子核科學家將它視為民族核電站的精粹。然而,有一天這里的設施被廢棄了,定居于此的人也沒有了。那些人并非死于瘟疫、戰(zhàn)爭或饑荒。歷史上最嚴重的烏克蘭切爾諾貝利核災難迫使他們遠走他鄉(xiāng)。
切爾諾貝利的四個1000 兆瓦的反應堆圍繞中心煙囪而建。它是前蘇聯最早的民用核電站之一,位于烏克蘭首府——古老的基輔市以北70 英里,5000 人在這里工作。這里并非是“無事故”區(qū)。1982 年9 月,操作失誤導致一號反應堆中心燃料元件受損,放射性物質泄漏到電站以及附近的普里皮亞特。另一次事故中,核電站的工程師認為那只是一次“小故障”,致使工人在進行修理時受到了嚴重的輻射。這種疏忽,使切爾諾貝利距離災難僅一步之遙。
切爾諾貝利的反應堆
切爾諾貝利同時運轉著4個反應堆。四號反應堆最新,運行僅有3年,于1983年投入使用。反應堆運轉起來就像巨大的蒸汽機:一個厚12英尺的水泥盤,把反應堆堆芯和上部的燃料裝置隔開。反應堆堆芯的主要部分,也就是所謂的減速劑是一個巨大的石墨塊,鈾燃料桿就插在里面。反應堆加熱側面的水管,產生蒸汽,從而推動渦輪產生電流。這就是核能發(fā)電的原理。如果一切正常的話,它會帶來巨大的利潤。僅僅1千克的鈾就能產生相當于300萬千克煤所產生的能量。但是,安全地利用鈾來產生能量需要一種嫻熟的平衡操作。
1986 年4 月25 日,操作員開始降低四號反應堆的功率,準備進行測試。測試中他們將對核反應堆關閉后渦輪和發(fā)生器產生的殘留能源進行測量。但他們沒有關閉反應堆,只是實行了隔離。為了防止測試被自動中止,他們關掉了整個緊急安全系統(tǒng)。
4 月25 日晚上,29 歲的汽輪機操作員尤里·卡尼夫負責控制用來發(fā)電的大型汽輪機,年輕水泵操作員鮑里斯則負責冷卻反應堆的供水工作。對于這些年輕人來說,這是一項非常有意思也非常有挑戰(zhàn)性的工作。雖然為了不錯的薪水他們不辭辛勞地工作,殊不知這晚的每一步操作都讓他們走向死亡邊緣。
尤里·卡尼夫和鮑里斯提前半小時來到了工作崗位。鮑里斯檢查了一下各個開關,然后閱讀白班工人留下的各種數據,了解了運行狀態(tài)。雖然他們都很年輕,但卻都具備相關的工作資格。然而,那夜的工作卻與往常不同。夜班工人抵達后,接到了一個令他們感到吃驚的指示:進行安全測試。對核電站來說,及時抽走反應堆周圍的冷卻水至關重要。在切爾諾貝利,水泵使用的電能來自汽輪機,而汽輪機的動力由反應堆提供。這是一個循環(huán)生產能量的過程。不過,如果某個環(huán)節(jié)出了問題,那么就可能引發(fā)核災難。那晚這些年輕人的測試目標是:弄清電站在緊急狀態(tài)下能否保持運轉到備用發(fā)電機啟動。這項試驗一直打算要做卻沒有做。這意味著這些年輕人今天晚上要做一些額外的工作,不過這個工作并不算很復雜。
反應堆的冷卻水來自電站旁邊的一條運河,當地人喜歡去那里釣魚。當晚,彼得·托爾斯季科夫和朋友在那里釣魚,而且他們準備在那里多待一會兒。他們所處的位置正是靠近四號反應堆的地方。
午夜時分,換班開始了。尤里·卡尼夫向汽輪機室走去。他檢查了汽輪機,查看了一下汽輪機儀表上的數字。和同伴坐下來喝了一杯茶之后,尤里·卡尼夫開始等著做安全測試。鮑里斯在距離反應堆大約300 米遠的控制室里。27 歲的列昂尼德和他在一起,他負責控制反應堆。他和鮑里斯不知道他們將要開始的是一個復雜的平衡動作。像往常一樣,為了防止緊急情況發(fā)生,消防科的人也在。
午夜12 點5 分,測試的準備工作開始,列昂尼德慢慢調低了功率,在接下來的20 分鐘里,一切都很順利??墒?,僅僅又過了3 分鐘,麻煩就出現了。反應堆的功率不知何故開始驟然下降。雖然這不在測試范圍之內,但列昂尼德需要迅速地恢復功率以便及時解決問題。
到了凌晨1 點,列昂尼德認為反應堆已經穩(wěn)定,于是繼續(xù)進行測試的準備工作。3 分鐘后,負責水泵的鮑里斯也遇上了麻煩。他打開了兩臺備用水泵的電源,但水泵將水壓入反應堆的速度太快了。這意味著不能夠產生足夠的蒸汽用來驅動汽輪機,系統(tǒng)失去了平衡。
1 點19 分,列昂尼德認為升高反應堆堆芯的溫度情況會好轉。反應堆升高產生了更多的蒸汽,列昂尼德和鮑里斯甚至還以為局勢被控制住了,所以他們繼續(xù)測試的準備工作。然而,他們不知道堆芯的溫度已經升到了危險的程度。
在汽輪機室,尤里·卡尼夫接到控制室打來的電話。他從電話里得知準備工作已經就緒,測試馬上就要開始了。在值班工人看來,切爾諾貝利的情況一切正常。
1 點23 分,操作員按計劃關閉汽輪機。在測試工作即將開始的時候,列昂尼德發(fā)現反應堆的溫度開始快速飆升。反應堆內的壓力迅速接近臨界值,控制室內響起了警報聲。雖然列昂尼德和鮑里斯知道出了問題,但他們并不知道只有幾秒鐘的時間用來阻止一場嚴重的核災難。
凌晨1 點23 分,負責控制反應堆的列昂尼德采取極端措施,他按下了反應堆的緊急關閉按鈕。可是,情況不但沒有好轉,反而更加嚴重了。反應堆的溫度比正常水平高出了100 倍。最終,意想不到的事情發(fā)生了,高溫開始毀壞反應堆的堆芯。局面失控了,火燒了起來。燃燒的燃料遇到冷卻水,引起3 次大爆炸。僅僅1 分鐘后,切爾諾貝利四號反應堆就爆炸了。爆炸所產生的沖擊力將反應堆2000 噸重的鋼頂掀開了,8 噸重的高放射性燃料被拋向了夜空。巨大的火球沖過反應堆頂,炙熱的石墨碎片和核燃料像瀑布一樣撒落下來,點燃了渦輪室的柏油頂。猛烈的沖擊波攜帶著一團奶白色的放射性煙塵向控制室襲來,籠罩在所有操作人員的頭上。將近50 噸核燃料蒸發(fā)在大氣中,另外還有70 噸燃料和700 噸放射性石墨散布在電站四周,與爆炸現場周圍的殘骸混合在一起。
在汽輪機室,尤里·卡尼夫目瞪口呆地看著這一切。當時他就蹲在靠近控制面板的地面上,嚇得一句話也說不出來,因為鋼頂就落在他的附近。
在大約300 米外的控制室,鮑里斯感覺自己就像在做夢一般。當鮑里斯聽到巨大的爆炸聲時,他就知道肯定有什么不正常的事發(fā)生了。他呆在那里,不知道該做什么。在切爾諾貝利核電站外面釣魚的彼得見證了這場災難,他說那情景就像是火山噴發(fā)。
反應堆會不會像原子彈那樣爆炸
反應堆不會像原子彈那樣爆炸,原因主要有以下幾點:
第一,發(fā)電用反應堆使用的核燃料中只有2%~4%是易裂變的鈾235,而原子彈使用的核燃料中90%以上是易裂變的鈾235。
第二,核裂變反應的速度可以控制,因為反應堆內裝有控制棒(主要由易吸收中子的材料制成的),可通過調節(jié)其位置來控制核裂變反應的速度。
第三,反應堆內的溫度可以控制在所需的范圍之內,因為冷卻劑不斷地把反應堆內核裂變反應產生的巨大熱量帶出。