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《切尔诺贝利:01:23:40》


《切尔诺贝利:01:23:40》

作  者:(英)安德鲁·莱瑟巴罗

译  者:李欣峰

出 版 社:台海出版社

出版时间:2021年04月

定  价:58.00

I S B N :9787516828571

所属分类: 历史  >  历史热点    

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TOP内容简介

内容简介:

1986年4月26日,凌晨01:23:40,切尔诺贝利的第四号核反应堆按下了紧急关闭按钮。这一个动作接下来发生的连锁效果包括必须撤离整个城市的所有居民、数千名人民死亡、整个苏联几乎瘫痪。事件发生之后,许多不正确、充满矛盾的故事纷至沓来,事件的真相到底是什么?这本书是作者通过五年的研究后呈现的真实、中立、完整的事件内幕与真相。从工作人员们如何试图避免反应堆的起火避免整个东欧都被照射,到那些牺牲自己进入辐射区(辐射强到连机器都无法使用)的英雄们,到苏联的公开审判,再到解密的档案、亲历者的访谈,同时穿插了作者自己回到事发地区的经历以及观察,给读者立体呈现了一个比虚构小说还要精彩、惊人以及令人感叹的真实事件的全貌。

 

TOP作者简介

作者简介:

安德鲁·莱瑟巴罗(Andrew Leatherbarrrow):切尔诺贝利核电站核灾研究专家,HBO迷你剧《切尔诺贝利》拍摄顾问。2011年跟随国籍组织亲自去了灾难发生和邻近的鬼城普里皮亚季,发表了一篇详细的记录报告。拍摄百余幅具有历史价值的照片,并开始撰写《切尔诺贝利》。2019年该书在意大利出版,版权书出到美国、俄罗斯、西班牙等多个国家。目前新项目是研究2011年发生在日本福岛的核电站灾难。

 

译者简介:

李欣峰:毕业于四川大学,熟谙意、英、法多国语言,曾就职于中国航天科工集团,参与过众多科研项目。后担任精品咖啡品牌的联合创世人,致力于精品咖啡文化在中国的推广。有丰富的海外合作经验,与欧美、日本及澳大利亚的从业者有着密切交流与合作。目前受邀参与《The Book of Roast》等书籍的翻译出版工作。

 

TOP目录

目录:

01 第一章 核能简史ABRIEFHISTORY OFNUCLEARPOWER

25 第二章 切尔诺贝利CHERNOBYL

39 第三章 魅力FASCINATION

55 第四章 事故THEACCIDENT

75 第五章 到达ARRIVAL

109 第六章 紧急响应EMERGENCYRESPONSE

137 第七章 辐射RADIATION

157 第八章 净化禁区DECONTAMINATINGTHEZONE

171 第九章 探索普里皮亚季EXPLORINGPRIPYAT

189 第十章 复杂探险COMPLEXEXPEDITION

201 第十一章 启程离开DEPARTURE

221 第十二章 后果CONSEQUENCES

235 第十三章 愿景之路THEROADAHEAD

 

TOP书摘

切尔诺贝利

切尔诺贝利核电站,苏联时期正式称为列宁原子能电站,于1970年开始在偏远的充满沼泽的乌克兰北部边界地区建造,位于切尔诺贝利小镇西北15千米处。之所以选择荒凉的地理位置,是因为它与乌克兰首都的相对安全距离远,还拥有现成的供水补给——普里皮亚季河,以及已存在建成的铁路线——从西部的奥夫鲁克(Ovruc)到东部的切尔尼戈夫(Chernigov)。这是该国有史以来建造的第一座核电站,被认为是苏联最好且最可靠的核设施。在建造该电站的同时,苏联的第9座原子能城市(俄语为“Atomograd”) 也在3千米外建造,命名为“普里皮亚季(Pripyat)”,其明确的建造目的是为了安置这个雄心勃勃电站的50,000名操作员和建造者,支持他们的工作并为其家人提供住房。普里皮亚季(Pripyat)是苏联“最年轻”的城市之一,居住人口平均年龄只有26岁。

为了监督泰坦尼克号般巨型设备的运行,现年35岁的涡轮机专家维克多·布留哈诺夫(Viktor Bryukhanov)被免除了乌克兰东部斯拉彦卡亚火力发电厂副总工程师的职务,并被任命为切尔诺贝利的主管。他确实受到了欢迎和尊敬,该电厂的原始副总工程师之一说:“他是一位伟大的工程师,我真心认为是这样。”在他的新工作任命后,布留哈诺夫负责监督工厂和城市的两部分建设,并事无巨细地组织从招募工人到购买机械以及石造建筑的全部工作。尽管布留哈诺夫竭尽全力努力工作,但建设却遇到了许多问题。订单中遗失了数千吨钢筋混凝土,以及不是专业设备无法找到采购渠道,就是采购的设备质量很差,这也迫使他下令在临时车间内现场生产替代品。这些复杂因素使核电站进度安排落后了两年的时间,第一座反应堆1号机组于1977年11月26日投入使用。又经过数月的测试,随后三座反应堆分别完成:1978年的2号机组,1981年的3号机组和1983年的4号机组。

所有四座反应堆都是苏联设计的新型号的“俄语为Reaktor Bolshoy Moshchnosti Kanalnyy,简称RBMK1000型号”大功率通道型反应堆,借由两台500兆瓦的蒸汽涡轮发电机输出功率为1000兆瓦的电能。RBMK1000型号是石墨慢化沸水冷却反应堆,这是一种不寻常且略微过时的组合,该组合设计于20世纪60年代,但是功率大、速度快、造价便宜、易于建造,并且相对易于维护和使用寿命长。每个反应堆的高度为7米,宽11.8米。到1986年时,共有14个此型号反应堆在役,另外还有8个反应堆在建。 事故发生的1986年那晚,其中的两个反应堆正在切尔诺贝利进行建造,5号反应堆预计于当年晚些时候完成。 当时现有的4个反应堆共计为乌克兰提供10%的电量,在5号和6号反应堆完成投产后,总计发电容量将是世界范围内非水力发电站中最大的。

核电站使用一种被称为核裂变的反应过程,有时被称为“原子分裂”获得电能。所有物质都是由原子组成,每个原子大部分是空的空间。质子和中子的微小中心结合在一起形成一个原子核,组成了原子大部分的重量。原子内剩余的大部分空间都被围绕原子核运动的电子所占据。原子之间的差异来自原子核中质子和中子的数量不同。例如,金元素(Au)包含79个质子,并以重量大而闻名;铜元素(Cu)只有29个质子,密度远不如金;氧元素(O)只有8个质子。每个原子会具有与质子相同数量的轨道电子,但是同一元素的原子具有不同数量的中子。这些同一元素的不同版本被称为同位素。你可以理解同位素就像是带有可选升级部件的汽车,比如梅赛德斯(Mercedes)有很多种不同型号的汽车(好比这就是一个元素),这些汽车可能会添加其他选装件,比如功能更强大的发动机、不同的内部选装装饰、昂贵的油漆涂装。这辆汽车看似仍然是同一辆车,但却是完全不同的配置。稳定同位素,即不经历自发放射性衰变的同位素,称为稳定核素。而不稳定同位素统称为放射性核素。这两类,由裂变产生的物质被称为“裂变产物”,其中几乎都是不稳定的放射性核素变种,并且这些放射性核素是核反应的废产物,并且是高温和剧毒的。

与几乎所有商用核反应堆一样,RBMK使用铀(具有92个质子,使其成为最重的自然元素)作为燃料来源。铀仅包含0.7%的可裂变同位素铀235(92个质子和143个中子),而第二代RBMK反应堆(如切尔诺贝利的4号机组)中的190吨廉价燃料由浓缩的98%铀238和2%铀235组成,装载在1,661根垂直压力管内。在反应堆堆芯内发生的核反应,中子与另一个铀235原子的原子核碰撞,将其分裂并以热能形式产生能量。这种原子分裂会产生另外的两个或三个中子。这些新中子将与更多的铀235燃料碰撞,分裂另一个铀原子以形成更多的中子。依此类推,这个过程称为裂变链式反应,也正是这个反应令核反应堆产生热量。同时,以热裂变产物形式,创造产生了额外的新元素。

核电利用了与核弹相同的原子反应,但在设计时确保物理上不会引起核爆炸,并可以控制释放中子以产生所需的热量。核电站的反应堆中几乎没有浓缩铀或钚燃料,它们被分散在大面积区域里,并被控制杆包围以限制反应,而核弹设计的具体意图是通过使用炸药强迫将两个超过90%含量的浓缩铀或钚的半球压在一起,使相同原理的反应瞬间发生,并且强度更大更剧烈。

防止放射性释放是所有核设施中的头等大事,因此,建造和运营电站时都遵循“深层次防范”的安全理念。深层次防范旨在通过紧急安全意识来避免事故发生,但也承认机械性以及人为性的事故是不可避免的。对于能预料到的任何可能或不幸的问题,将其考虑到多层级的设计中,给安全系统提供深层次安全保障;类似于俄罗斯套娃内核被打开前,内核有着很多层的保护一样。当一个元素发生故障时,还会有另一个,以及一个又一个仍然起作用。第一个保护层是燃料陶瓷颗粒本身,然后是每个燃料棒的锆(Zr)合金包层。在一个普通的现代商业核电站中,发生裂变反应的核堆芯将包含在第三层保护层内,包裹反应堆的几乎不可破坏的金属护罩,称为“压力容器”。 RBMK放弃了传统的压力容器,而只在反应器的周围使用钢筋混凝土,顶部和底部带有一块称为生物防护罩的重金属板。增加一个适当的压力容器,使其符合RBMK设计所需的标准和复杂性,估计会使每个反应堆的成本增加一倍。第四层最后一道屏障是密闭的建筑物。众所周知,核安全壳建筑物的加固非常重,混凝土(或钢筋混凝土制)墙通常厚几米。它们的制造目的是承受每小时数百英里速度的飞机坠毁对其外部的影响,但它们的另一个目的是遏制无法想象的压力容器破坏。令人难以置信的是,RBMK随附的反应堆大楼不足以被标记为真正的安全壳大楼,这大概是进一步节省成本措施的一部分。

RBMK令人震惊的双重缺失是没有最关键的遏制屏障保护层,这是一个明显没被考虑的问题,更别说后续的设计、批准和建造了。 在选择反应堆方案之前,部分苏联部长已经意识到了这些不足,但仍然是RBMK设计被竞争的“ Vodo-Vodyanoi Energetichesky Reaktor”(简称VVER或“水-水高能反应堆”)所采用,这是一种安全的加压水反应堆,但价格更高,功率却更小。 那时的一般观念认为RBMK永远不会造成大规模事故,因为将始终遵守行业安全法规。 他们认为没有必要采取额外的安全措施。

裂变反应是通过所谓的中子减速器实现的,在RBMK反应堆里中子减速器由围绕燃料通道的垂直石墨块组成。 每个RBMK反应堆包含1850吨石墨。 这种石墨会减慢燃料中的中子移动速度,因为减慢的中子更有可能与铀235核发生碰撞并分裂。 举个例子,打高尔夫球时,如果球距球洞几厘米,你就不要大力击球,而是向目标球慢慢地轻击。 反应堆中的中子也是相同的原理。 当产生的原子分裂发生的频率越高,链式反应自身维持的时间就越长,产生的能量就越多。 换句话说,石墨减速剂为链式反应创造了合适的环境。 可以将其视为常规火焰中的氧气,即便使用世界上所有的燃料,火焰也离不开氧气。

使用石墨作为减速剂可能是非常危险的,因为这意味着在没有冷却水或没有蒸汽袋(称为“空泡”)存在的情况下,核反应将继续,甚至加剧。这被称为正空泡系数,它的存在表明反应堆设计很差。20世纪50年代,石墨慢化反应堆在美国用于研究和生产钚,但美国人很快意识到了其在安全性方面的劣势。现在,几乎所有西方核电厂都使用压水堆(PWR)或沸水堆(BWR),它们都使用水作为减速剂和冷却剂。在这些反应堆的设计中,作为冷却剂泵入反应堆的水与在链式反应中作为减速剂的水相同。因此,如果停止供水,因为链式反应无法持续,裂变将停止。这是一种更安全的设计方案。极少数的商业反应堆设计仍使用石墨减速器,除了RBMK及其衍生产品之外,英国的先进气冷反应堆(AGR)设计EGP6是目前唯一在役其他类型使用石墨为减速剂的反应堆。

由于产生的极端热裂变,必须不惜一切代价使反应堆堆芯保持冷却。这对于RBMK反应堆而言,尤为重要。根据英国核专家埃里克博士的说法,RBMK反应堆运行时呈现“惊人的高温”,相对于其他类型反应堆,该反应堆运行时温度为500摄氏度,热点最高可达700摄氏度。典型的压水反应堆(PWR)运行工作温度约为275摄氏度。在不同的反应堆中使用了一些不同类型的冷却剂,从气体冷却剂到空气直接冷却,再到液态金属以及盐类冷却剂,但是切尔诺贝利的冷却剂与大多数其他反应堆的用法相同:轻水,这意味着就是普通常规水。该工厂原本将安装气冷式反应堆,但由于缺少必要的设备而最终改变了方案。在1000磅力/平方英寸(1磅力等于4.448222牛顿,1英寸等于2.54厘米)或65个标准大气压的高压条件下,水被泵入反应堆底部,向上沸腾并流出反应器,在通过冷凝器后蒸汽和水分离。所有剩余水将被推入另一个水泵,然后返送回反应堆中。同时,蒸汽进入到蒸汽涡轮机中,涡轮机旋转并产生电能。每个RBMK反应堆每小时产生5800吨蒸汽。通过涡轮发电机后,蒸汽冷凝成水,并被送回到泵中,在那里开始再次循环。

使用这种冷却方法存在一个主要缺点。 与典型的压水堆不同,进入反应堆的水是通过冷却泵的水,然后是通过汽轮机的蒸汽,这意味着系统的所有区域都会存在着高量的辐射水。 压水堆利用热交换器将热量从反应堆水传递到清洁的低压水,从而使涡轮机保持不受污染。 这更有利于安全性保障、日常维护和处置。 第二个问题是蒸汽被允许在堆芯中形成,这也使危险的蒸汽空泡更有可能形成,并进一步增加了正空泡系数。在普通沸水反应堆中,如同压水堆一样使用水作为冷却剂和减速剂,这不是问题。但是,这在石墨减速剂的沸水反应堆中却是个问题了。

 

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