作者:AnnMarie Fauske, Fauske & Associates, LLC客户拓展和数字媒体经理
切尔诺贝利事故30周年纪念日是2016年4月26日。它被称为世界上最严重的核事故。根据世界核协会:
1986年4月发生在乌克兰切尔诺贝利核电站的灾难是苏联反应堆设计有缺陷以及核电站运营商犯下严重错误的结果。这是冷战孤立和由此造成的安全文化缺失的直接后果。
事故摧毁了切尔诺贝利4号反应堆,在三个月内杀死了30名操作人员和消防员,之后又有几人死亡。最初有237人在现场被诊断为急性辐射综合征(ARS),并参与了清理工作,后来有134人被确诊为急性辐射综合征。其中,28人在事故发生后的几周内死于ARS。在1987年至2004年期间,又有19人死亡,但他们的死亡不一定与辐射暴露有关。切尔诺贝利灾难是一个独特的事件,也是商业核能历史上唯一一次与辐射相关的死亡事故。”
2012年4月,切尔诺贝利纪念碑和反应堆https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.0/
福斯克联合有限责任公司名誉高级副总裁兼摄政顾问罗伯特·e·亨利博士是被选参加在奥地利维也纳国际原子能机构(IAEA)总部举行的国际会议的美国代表之一。由于原子能机构是联合国的一部分,这是苏联专家选择的地点,以解释事故的原因,以及在事故发生后采取的行动。这次为期三天的简报题为“切尔诺贝利核电站事故及其后果”,简报揭示了造成事故的设计和操作缺陷。与所有事故一样,即使在设计与美国大不相同的情况下,也必须从事故条件和芯材的长期稳定中吸取教训
“在苏联建造的RBMK (reaktor bolshoy moshchnosty kanalny,大功率通道反应堆)核电站的设计与世界其他地方建造的商业核电站有很大的不同,”亨利博士说。“由于冷战,我们对RBMK的设计和如何操作只有一个粗略的概念。在那些日子里,如果我们出国旅行,我们总是被问到是否与来自铁幕国家的人有联系。
为了说明设计,在美国和其他地方进行制造,许可和操作的轻水反应器的设计的显着差异,水冷却反应器核心并调节核反应。因此,水是核反应的必要组分,如果由于事故条件而从核心中除去水,核反应将本质上关闭。相反,对于RBMK设计,水用于冷却近1700个压力管内的反应器芯,但核反应通过围绕压力管的石墨块进行调节。因此,水是对这种设计的核反应的毒药,如果通过事故情况从核心移除水,核反应加剧,核心产生的功率迅速增加。核心电力的增加起到以更快的速率降低核心的水量库存,导致核心电力进一步增加。这种特性被称为核裂变反应的正无空隙系数。由于这种核心设计特征,切尔诺贝利单元4反应器中发生的事故是发电厂中的第一个失控的核反应,核心功率在大约20的间隔中指数增加到最大设计值的约500倍。秒。“
这一事故的起因是,如果发生事故导致核电站电力损失,希望利用滑行式涡轮机的能量为反应堆堆芯注水提供动力。为了调查真正的植物反应,苏联科学家和工程师决定在他们的一种植物上测试这个概念。其目的是启动一个即将关闭的燃料补给反应堆的电力瞬态损失。由于反应堆正在关闭并为测试做准备,基辅电力调度员要求现场提供更多电力,反应堆不得不在一段时间内增加电力。”
亨利博士继续说,“从核电站状态恢复电力是复杂的,它的实现方式导致违反了为核电站安全运行而制定的程序。另一个导致事故的复杂特征是,要进行的测试是在工厂的电气设备上,所以一名电气工程师在控制室负责当天晚上进行的测试。他不了解反应堆核心的结构,因为电力恢复,“正空隙系数”的影响,等等。
RBMK设计与美国和其他地方使用的设计的另一个不同之处是,围绕在核堆芯和反应堆冷却系统周围的高压防泄漏安全壳的保护。高压密封是核电站设计和许可评估的一个重要方面,在西方世界,但这不是切尔诺贝利核电站设计的一部分。因此,失控的功率上升迅速使反应堆冷却剂系统压力过大,导致它爆裂,将核燃料和放射性裂变产物排放到周围环境中。气态和雾化的裂变产物被喷射到核电站上方的空气中,然后在接下来的两天半时间里向北循环,直到一名工程师在瑞典一个下雨的周一早上从停车场走进福斯马克核电站。一进入核电站,他就拉响了核电站的辐射警报,因为他的鞋子在雨水经过时捕捉到了放射性碘和铯裂变产物。这是西方世界第一次知道苏联的核事故,特别是切尔诺贝利核电站。1986年4月26日星期六早晨,当卫星摄像机被重新检查时,从太空中可以看到反应堆冷却剂系统爆裂的闪光和从核电站建筑中释放出的燃料束。
在铁幕国家和意大利、法国、德国、瑞典等国的空气中检测到切尔诺贝利核事故产生的放射性裂变产物。事实上,由于切尔诺贝利事故,宾夕法尼亚州哈里斯堡的辐射水平是1979年TMI-2事故峰值的三倍。对未知的恐惧是一种强大的情感和它导致牛奶和食物被没收一些县,也导致了一个核电站的关闭,当时在意大利经营以及中断一个正在建设的建筑。”
遵循TMI-2和切尔诺贝利事故,FAESKE和Associates,LLC协助许多美国公用事业,包括在各种商业核电站的评估中,在各种事故情景的防御性能力方面的评估中,包括英联邦爱好者。这些研究的结果题为个体植物考试(IPES),他们已提交给核监管委员会(NRC)进行审查。这些大部分最终都被扩展为全面的概率安全评估(PSA)。In addition, in the early 90’s, FAI was selected by Electric Power Research Institute (EPRI) to formulate the Technical Basis Report that characterized the status of the important phenomena that could occur during a core damage event in a sufficient manner to formulate Severe Accident Management Guidelines (SAMGs) for both Boiling Water Reactor (BWR) and Pressurized Water Reactor (PWR) designs and all types of high pressure leak-tight containments. As part of this, a new version of the模块化事故分析程序(MAAP)代码(MAAP4及以后的MAAP5)获得特许,以支持对大范围事故条件下不同设计的samg进行评估。所有这些都增加了深度防御,以防止可能导致反应堆堆芯过热的事故条件。
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