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福州贝利股票配资:《切尔诺贝利》-一个破电机引发的蝴蝶效应

最近HBO的出品了五集迷你剧《切尔诺贝利》,是热播剧《绝命毒师》的导演乔韩·瑞克执导。豆瓣评分高达9.7分,IMDb评分和烂番茄新鲜度全都高得惊人。剧情以苏联统治下的切尔诺贝利核电站爆炸事件为蓝本,讲述各方人员在灾后如何牺牲自己以拯救欧洲的英雄史诗。当然,作为美剧,导演也顺便抨击了下苏联腐败的官场。

今天最想聊的,是核电站到底因为什么爆炸的。这也是从第一集直到第五集一直调查的事情。


不完美的设计结构

核电站是根据核裂变原理设计的,铀235裂变产生链式反应,根据质能方程,会释放大量能量。切尔诺贝利核电站采用RBMK设计,就是石墨沸水堆结构。主要有这么几个部分:

燃料棒,就是铀235,它能发出中子,但是中子速度快,不容易被下一个铀原子捕获,所以燃烧棒要裹上石墨,中子撞在石墨上,速度就会降下来。还有一个部分是控制棒,控制棒的作用是吸收中子,插入控制棒,中子被吸收的多了,链式反应也就慢了,拔出控制棒,中子被吸收的少了,反应就加快了。控制棒材料一般是碳化硼、硼,这也是为什么爆炸之后投放碳化硼的道理。但是控制棒有个致命的问题,就是尖端有一段石墨材料,石墨与冷水接触,会加速反应的进行。

绿色的就是控制棒,红色的是裹着石墨的燃烧棒,四周是循环水,被加热后产生蒸汽。



屡次失败的实验

这个爆炸不是正常运行时发生的,而是发生在一次测试中。人们要测试这个反应堆的断电保护能力怎么样。就是当把控制棒完全插入的时候,链式反应会停止,但是由于反应生成物Ba、Kr还可以衰变,衰变过程中会继续放热,所以就会出现余热,余热太高就会烧毁堆芯。所以即使反应停了但是循环水不能停,水必须一直循环着把带走热量才行。而循环水是靠涡轮机(水泵)作用下循环的,但是如果电网万一停电了怎么办,停电了涡轮机就不转了。有人就想到柴油发电机,有了发电机就能让涡轮机继续转,让水继续循环,带走热量。但问题是柴油发电机需要一分钟才能启动,而在这一分钟内堆芯就有可能因为高温而熔毁了。

于是人们就想到了另一个办法,就是即使停电了,但是发电机那边的蒸汽轮机依靠着惯性还会转一会,也就是还会产生一些电力,核电站想用这部分电力供给到水泵,让水泵继续维持一分钟就行,这时候柴油发电机也就运行起来了。

就是这么个实验。分别在1982、1984、1985年做了三次,都失败了。之后实验室就比较紧迫,想赶紧把这个问题解决掉。然后就准备在1986年四月末进行第四次实验。没想到,爆炸了。


不称职的工程师

做实验的是四号机组。实验大体是先把核反应堆功率降下来,然后关闭水泵的电机,再用惯性来发电,同时开启柴油发电机。实验本来计划是在25号白天进行,但是白天出了个小问题。就是基辅(核电站所在地)白天有个发电机坏了(都是发电机惹的祸),城市供电就比较紧张,白天不让核电站降低功率,否则基辅的生活电力就不足了。实验因此推迟了10个小时,到了25号的晚上。白天和晚上的区别在于,白天有许多优秀的工程师都在现场,但是晚上都下班了。本来晚班的人看着就行了,不需要进行操作的,很多还是刚入职的小白工程师,但是又急于做实验。于是在总工程师迪亚特洛夫(后来背叛10年监禁)指挥下实验开始了。

在降低功率的时候小白工程师出现了操作失误,导致核反应堆毒化(就是中子被大量的吸收了),导致功率下降特别多,只有30W,反应几乎快断掉了。在这么低的功率是不能做实验的,要么这是候停止实验,直接宣布第四次实验又失败。要么想办法让功率升上去。他们选择了继续实验。

为了提高功率,他们关闭了设备的自动控制,改为手动控制,同时拔出了控制棒,但是拔的太多了,正常必须保留至少30根,他们拔得只剩下5根。这下功率升到了预期水平。这是1点23分04秒。接着开始断电,水泵开始停了,因为控制棒的关系,核反应剧烈,功率迅速增高到3000W。23分40秒时,人们感觉不对,按下了紧急停机按钮AZ-5,也就是要把控制棒都放下来,理论上反应就会停止。但是控制棒放下来是需要时间的,控制棒移动速度是0.4m/S,但是距离核反应堆有7m高,所以需要大概20s的时间,而且控制棒放到1/3的时候卡住了,因为温度实在太高了,控制棒形变了。更严重的是,控制棒的前端是石墨材料,石墨先接触反应堆,置换水和空气,反而加剧了反应,有记录显示功率到了32000兆瓦。23分47s的时候,一切都来不及了。

这就是一些错误的人在错误的时间做了一些错误的决定,导致了灾难性后果的真实故事。


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