切尔诺贝利核事故是怎样发生的？后果如何？

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1986年4月26日清晨时分，全球史无前例、最为严重的一次核事故开始了。那时候，位于苏联乌克兰境内的切尔诺贝利核电站内有4座反应堆正在运行。4号反应堆正在进行处于非常条件下的试验。从4月25日晚上开始，运行人员就开始对它进行安全性能测试。他们想确定是否能在低功率条件下启动发电机，以及当功率进一步下滑到更低时，是否也能提供足够的电力保持冷却剂泵的运转。在正常情况下，反应堆配备有外部电源和应急用的柴油发电机供应备用电力。这个试验的计划是不依靠外部电源，并且把启动柴油发电机有几秒钟延迟的因素也考虑进去。在这段延迟的时间内，处于向下惰行模式的核电厂发电机应该能够提供足够的电力以确保安全。但是这个试验本身也进入了延迟状态。在运行人员将发电机调到较低功率水平时，已经过去了数小时。同时，氙已经在反应堆的内部积聚起来。氙是一种裂变产物，它起的作用如同一种反应性“毒物”，因为它吸收中子，使得可控链式反应难以维持。为了减少氙的积聚，运行人员升高了反应堆的控制棒，到达了违背操作指南的高位上。控制棒是由吸收中子的材料制成的，因而控制棒升高，将有更多的中子可用于增加反应堆的反应性。但是把控制棒升高到如此高度，明显降低了核电厂安全运行的能力。虽然运行人员应该在这个时候停止试验，但他们继续下去了。水流的进一步减少和反应堆反应性的进一步下降，导致一些控制棒又自动升高，将核电厂置于更危险的潜在不安全状态之中。

由于控制棒停留在一个危险位置，运行人员降低了进入涡轮机的蒸汽压力。这一步造成流经堆芯的水流减少，并在堆芯的内部产生了一些蒸汽。由于设计上的瑕疵，蒸汽的生成引发了反应性的高涨。这一设计瑕疵叫作“正空泡系数”。当一个空泡——真空的或低压的空洞——由于用蒸汽泡替代了液态水而形成时，影响反应性的中子将不会像正常情况下在水中那么快慢下来。快中子会降低反应性，因为它们引起反应的概率比慢中子的低。但是切尔诺贝利型反应堆是这样设计的：石墨是主要的中子慢化剂，水主要用作冷却剂。水也有俘获小比例中子的特性。所以，当蒸汽泡形成时，因为缺少了捕捉它们的水，反应堆能够为裂变提供更多的中子。而且，这些中子被石墨慢化了。这样一来，反应性就激增了。然而，单凭功率的上升，还不足以引发这场灾难。为了制止这种激增，运行人员插入了控制棒。但是因为控制棒设计上的瑕疵，将它们从高位插入进一步导致反应性大幅提升。控制棒的两头由石墨制成，当它们被插入堆芯时，慢化了更多的中子，这样又提高了反应性。

在不到1分钟的时间里，发生了两次大爆炸。一次是蒸汽爆炸，使反应堆燃料外泄到空气中。另一次爆炸是被释放的氢气与氧气发生了反应。两次爆炸把反应堆厂房的房顶炸飞了，燃烧着的碎片又点燃了反应堆顶部的残骸。英勇的消防员最终扑灭了火焰并制止了火焰蔓延到其他的反应堆单元去。由于受到高剂量电离辐射的照射，31位消防队员和应急救护人员失去了他们的生命。

此外，由于许多儿童没有服用碘化钾片剂来预防污染物中放射性碘的照射，与正常预测的被照射人群中甲状腺癌病例数相比，这些儿童中大约多出了1800例。这些癌症病例本来是可以预防的，但是由于苏联对不知情的民众保密太久，还是发生了。专家们一直在争论是否还有其他对健康的直接影响，他们估计额外的癌症病例数跨度很大，从少数几例到20000多例。确定总体健康影响的难题，是把由切尔诺贝利核事故导致的健康事件与这些人所受到的所有其他健康危害区分开。这个地区的死亡率已经飙升，很大程度是由于日益增长的压力、酗酒和营养不良引起的。

大量的放射性污染物覆盖了反应堆周围的地区。生活在反应堆周围30千米范围内的约13.5万人被疏散。最严重的污染区域被宣布为隔离区。乌克兰和白俄罗斯受到这次污染的正面冲击，但是其他许多欧洲国家也探测到了放射性尘埃。这次事故的总代价估计高达数千亿美元。

当时的苏联领导人米哈伊尔·戈尔巴乔夫(Mikhail Gorbachev)后来表示，切尔诺贝利核事故是一个转折点，帮助他努力打破苏联政治体制中普遍存在的、压迫性的保密制度，并开放苏联社会。这种公开促使苏维埃联盟在发生此次核事故几年之后解体。所以，从某种意义上说，最大的不可预见性之一是这次事故的间接后果——苏联解体。

这次事故还导致了核电使用放缓，特别是在一些欧洲国家，如奥地利、德国和瑞典，虽然仅有奥地利完全禁止使用核电。具有讽刺意义的是，当今奥地利通过国家之间的电网从东欧和中欧的核电国家获取部分电力。但是奥地利政治家不敢承认这一事实，因为大多数人反对核电，他们不会把选票投给支持核电的政治家。这种反对是如此根深蒂固，以至于在奥地利部分地区，特别是那些非常反对核电的地区的电费账单上标明了核能发电量是零或接近于零。

放射性污染物可以被限制在反应堆厂房内吗？这些爆炸威力极大，甚至能够炸开坚固的安全壳结构。但不幸的是，另一个设计上的瑕疵是切尔诺贝利型反应堆与几乎所有的西方设计相反，它并没有使用安全壳结构。安全壳，如在前面提过的那样，是防止放射性材料外泄到周围环境中去的最后一道防线。切尔诺贝利型反应堆核电厂的其他一些安全隐患，包括没有充足的防火系统，运行、培训和应急规程等也不合格。而且，安全系统职责不明且人浮于事。还有，这些核电厂的关键安全参数的监视系统不够。根据国际核安全咨询组(International Nuclear Safety Advisory Group,INSAG)的评估，或许最大的破坏性瑕疵是“缺乏安全文化，不仅在切尔诺贝利核电站存在，而且在整个苏联的设计、运行和监管机构中普遍存在”。

2000年12月，位于切尔诺贝利核电站的最后一批运行中的反应堆被关闭。乌克兰是根据与七国集团(Group of Seven,G7)签署的谅解备忘录的相关条款规定才同意这样做的，七国集团是由加拿大、法国、德国、日本、意大利、英国和美国等七个主要工业化国家组成的。根据此协议，七国集团国家为减轻切尔诺贝利核事故的危害性提供帮助，为节能项目提供财政支持，以及帮助处理因关闭切尔诺贝利核电站而产生的社会和经济问题。同时，七国集团国家也提供财政资助用于以更安全的设计来更新反应堆，以及加固事故之后在被损坏的反应堆周围建造的不稳定掩体，或称“石棺”。