工程伦理学——切尔诺贝利案例研究

切尔诺贝利灾难是一起发生在**切尔诺贝利核电站**1986年4月26日的核事故。其中一个反应堆的堆芯熔毁引发了火灾，释放出大量的放射性尘埃，最终蔓延至整个欧洲。

切尔诺贝利核电站建在**乌克兰**的**普里皮亚季**河畔，拥有四个反应堆，每个反应堆都能产生1000兆瓦的电力。

1986年**4月25日**晚上，一群工程师计划在4号反应堆上进行一项电力工程实验。由于他们对核物理学的知识有限，他们想实验一下在失去主要电力供应后，涡轮机能够旋转多长时间并向主循环泵供电。

以下是切尔诺贝利核电站的图片。

是什么导致了这场灾难？

现在让我们看看是什么导致了这场灾难。

4号反应堆原计划于1986年4月25日进行例行维护停机。但是，决定利用这次停机来确定，如果电站断电，减速的涡轮机能否提供足够的电力来运行堆芯冷却水循环泵，直到柴油应急电源投入运行。这项测试的目的是确定**在断电的情况下，堆芯冷却是否能够继续进行**。

由于误认为该实验属于电厂的非核部分，因此在测试部门和安全部门之间没有进行适当的信息交流。因此，测试开始时安全措施不足，操作人员没有被告知电力测试的核安全隐患及其潜在危险。

实验

根据计划的测试，反应堆的**紧急堆芯冷却系统**(ECCS)（为反应堆堆芯提供冷却水的系统）被故意关闭。

为了进行测试，反应堆必须在停机前稳定在约700-1000兆瓦，但由于某些操作现象，它下降到5000兆瓦。后来，夜班操作员犯了一个错误，插入了过多的反应堆控制棒。这导致反应堆进入近乎停机状态，功率输出下降到大约30兆瓦。

由于这个低功率不足以进行测试，并且会使反应堆不稳定，因此决定通过抽出控制棒来恢复功率，这使得功率稳定在200兆瓦。由于反应堆的**正空泡系数**，这实际上是违反了安全法的行为。正空泡系数是指反应堆中转化为蒸汽时反应性增加的数值。决定在这个功率水平下进行测试。

实际上，反应堆在低功率水平下高度不稳定，这主要是由于控制棒的设计和正空泡系数因素加速了核链式反应以及如果反应堆失去冷却水，功率输出将会增加。

下图显示了进行实验的4号反应堆。这张照片是在一切恢复之后拍摄的。

1986年4月26日1:23，工程师们继续他们的实验，关闭了涡轮机，以查看它的惯性旋转是否能够为反应堆的水泵供电。事实上，它并没有充分地为水泵供电，在没有冷却水的情况下，反应堆的功率水平急剧上升。

水泵开始以较慢的速度抽水，它们以及进入堆芯的略微温暖的给水，可能导致堆芯底部沸腾（空泡形成）。这加上氙的燃尽，可能增加了堆芯的功率水平。功率水平随后增加到530兆瓦，并继续上升。燃料元件破裂并导致蒸汽产生，这增加了正空泡系数，导致高功率输出。

高功率输出惊动了工程师们，他们试图插入所有200根控制棒，这是为了控制堆芯温度而采取的常规程序。但是，由于它们的石墨尖端设计，这些棒子卡住了。因此，在带有五米长的吸收材料的控制棒能够穿透堆芯之前，200个石墨尖端同时进入了堆芯，这促使反应增强，导致爆炸，炸掉了1000吨重的钢筋混凝土反应堆盖，从而卡住了正在下降到反应堆一半的控制棒。随着通道管道开始破裂，由于反应堆冷却回路的减压，发生了大量的蒸汽产生。

结果，发生了两次爆炸。第一次是最初的蒸汽爆炸。最终，两到三秒钟后，发生了第二次爆炸，这可能是由于锆-蒸汽反应导致氢气积聚造成的。

所有材料，如燃料、慢化剂和结构材料都被喷射出来，引发了几起火灾，受损的堆芯暴露在大气中。在爆炸和随后的火灾中，超过50吨的放射性物质被释放到大气中，并被气流携带。这是广岛原子弹爆炸时释放的放射性物质的400倍。

灾难的致命影响

乌克兰切尔诺贝利核电站灾难是商业核电史上唯一一起因辐射导致人员死亡的事故。

由于释放的辐射，有很多致命的影响。下面列出了一些影响：

• 两名工作人员死亡。一人在事故发生后立即被烧成灰烬，另一人在入院几小时后被宣布死亡。

• 事故发生后4个月内，有28名应急工作人员和工作人员死于热烧伤和辐射对其身体的影响。

• 这次事故造成了7000例甲状腺癌病例。

• 在现场参与清理工作的237人被诊断出患有急性辐射综合征(ARS)。

• 土地、空气和地下水都受到了严重污染。

• 直接和间接接触辐射导致了许多严重的健康问题，例如唐氏综合征、染色体畸变、基因突变、白血病、甲状腺癌和先天性畸形等。

• 许多动植物作为后续影响遭受了破坏。