第二个切尔诺贝利是否又要诞生在乌克兰?
“保证核电站的绝对安全”似乎已经成了两军交战不斩来使一样的信条,而在今天这个充满不确定性的复杂世界,没有什么是不可能的……

当地时间9日,乌克兰遭大规模导弹袭击,乌全境实施紧急停电举措。扎波罗热核电站与乌电力系统之间最后的连接被切断,第五、第六反应堆已经关闭,失去外部电力供应的核电站,只能依赖备用的柴油发电机发电,这可能引发严重后果。
我们要知道,骇人听闻的福岛核事故就是由于海啸淹没核电站导致运行所需的电力丧失。在我们专业领域,叫做全厂断电事故,也称作SBO(Station Blackout),这可以算是致命的事故了。
好在福岛事故之后,我们吸取了教训,在核电站设计上增加了冗余原则,核电站的电源有外电网、柴油发电机、蓄电池三种,而且每一种电源在布置、型号、生产厂家上各不相同。设计的多样性来自于共因失效的考量,也就是防止同一种原因导致一系列的失效,所以要选择不同厂家生产的发电机、蓄电池等等。
我们以我国方家山核电站为例,可以在电气主接线图中看到发电机和两路场外电源。

柴油发电机是厂内独立的自动启动应急交流电源,为安全有关的负荷提供可靠和足够的电力,当正常电源和后备电源失效时,这个系统能保证电站安全停运。
然而毕竟是应急柴油发电机,应的是急,作用时间有限,目前扎波罗热核电站仍不太平。18台柴油发电机提供电力,看似可以挺过去,然而此时反应堆厂房的境况不可预料,能否余热排出、安全停运也是一回事。
如果最后一根稻草——柴油发电机再出了故障,引起控制棒下插而紧急停堆。失电导致主泵全停,反应堆堆芯失去强迫循环,使一回路处于自然循环状态,导出堆芯剩余衰变热的能力下降,如果此时压力容器上封头出现汽腔则会造成自然循环中断,使堆芯失去冷却,可能造成严重的堆芯熔毁,在专业名词中称作core damage,这将酿成最为严重的核事故。

值得一提的是,断电事故后还需要操纵员通过操纵控制棒、上充下泄、调节阀,最终冷却使得一回路降温并最终维持在190~200 ℃之间,才能最大程度保证反应堆的安全。
陷入战火的核电站听起来就不太平,所面临的三大风险更是远超我们的想象。上周和朋友(就是我)一起出去吃饭,他提到了《红警2》这个游戏,我确实没玩过,但是那里面动不动就炸核电站令人胆战心惊。

想来也有道理,弹药库位置隐蔽,而核电站就在那明摆着,作为放射性和基础设施的双重载体,既能扩散威力又能摧毁电力系统,在虚拟战争中可谓是一举两得……而在现实中,且可不能如此任性而成了历史的罪人!
对于扎波罗热核电站面临的威胁,之前外界的关注主要集中于炮击等外力造成的核反应堆安全问题。一旦核反应堆的安全壳结构和屏障破裂,核燃料将直接暴露在空气中,导致火灾、爆炸、堆芯熔毁和放射性污染,切尔诺贝利事故就会重演。
但扎波罗热核电站采用的是相对先进的VVER- 1000 反应堆,而且拥有厚重的混凝土保护层,核心装置能承受飞机撞击、地震和海啸的冲击,除非遭到专门的重型钻地炸弹袭击。

因此,乌克兰核电站面临的更现实威胁来自另两个方向。
首先是长时间断电导致冷却系统失效,将导致堆芯熔毁。就是之前我们所讲的,核反应堆冷却系统功能丧失、余热无法排出,就会出现极度危险的堆芯熔毁事件。日本福岛事故堆芯熔毁场景对比至今看来仍触目惊心。

第三个风险是核电站的乏燃料水池遭攻击后出现大规模放射性污染。所谓乏燃料是指使用过的核燃料,它们含有大量未反应完的高辐射性裂变材料,从反应堆取出后仍在不断产生衰变余热,需要放入专门的水池中进行长达数年的冷却和屏蔽。图中水中的就是乏燃料罐。

乏燃料水池通常不会进行特别加固,一旦水池破损导致乏燃料无法得到充分冷却或直接暴露,同样会导致乏燃料熔化并造成大规模放射性污染。
福无双至祸不单行,虽然乏燃料经过衰变,衰变热功率很低,但如果长期失去冷却,乏燃料池仍会发生像反应堆严重事故那样的燃料熔化事故,产生大量氢气,释放出大量裂变产物,造成严重后果。

除了这些直接与核电站相关的风险外,还面临其他附带麻烦。虽然乌克兰核电站采用4%的低丰度核燃料,不会发生核爆炸,但核反应堆内装有100 吨核燃料,其中包含的放射性元素绝对数量不容小觑。此外,乏燃料在水池里经过充分冷却后,才能运到专门的罐子里,利用空气通风系统进行自然冷却和干燥,最终送到长期储存地点进行深埋或再处理。之前乌克兰的核废料都是送往俄罗斯进行再处理,但俄乌冲突爆发后,乌克兰的核废料处理必须另寻出路。
《卫报》记者此前在采访扎波罗热核电站时发现,大批装在金属桶内的核废料被存放在露天混凝土干桶内,没有任何其他保护措施。

环保组织“ 地球之友” 发言人帕特里夏.洛伦茨表示“该核电站的核废料容器就存放在没有保护的露天场地,这令人震惊。” 但乌克兰方面表示,要修建专门的加固存放设施需要大笔资金投入,乌克兰无力承担,必须由欧洲方面提供资金。
俄乌冲突爆发之前,乌克兰在西方资金援助下,己在切尔诺贝利附近修建了全新的永久性地下储存库以容纳核废料。但这些高度危险的核废料需要通过长达数百公里的铁路进行运输。
然而,在俄乌冲突的背景下运输核废料尤其危险,运送它们的火车可能会被俄军导弹或炮弹击中,这些核废料储存桶远没有核电站的反应堆安全壳那样坚固。
果然,在大国的博弈中,一切准备也只是徒劳。
另据塔斯社报道,俄罗斯核电公司称,导致扎波罗热核电站断电的短路发生在基辅控制的领土上,距离该核电站相当远。

基辅可能打算切断为扎波罗热核电站供电的线路,为核电站工作制造额外的困难。事件发生的原因有待澄清,不排除人为制造问题的可能性。
这让本就复杂的局势又笼罩了一层阴霾……
在文章的最后,也希望这场战争能够早日尘埃落定,还老百姓一个和平,比较,核电事业的发展也禁不起第四次折腾了……
特别鸣谢
北京**大学 张**