切爾諾貝利到底發生了什麼？
最近HBO出了一部關於《切爾諾貝利》的電視劇，引起了很不錯的反響，豆瓣評分甚至一度達到了9.6分。
那切爾諾貝利到底發生了什麼？今天，我們就聊一聊切爾諾貝利。
切爾諾貝利
切爾諾貝利是一個很典型的核電站，主要的原理就是核裂變反應。那什麼是核裂變呢？
很多人腦海當中一般會想到原子彈。
不過，這只是當作武器用，其實核裂變還能為人類活動提供大量的能量。
我們就拿鈾-235來舉例子，如果我們用一個中子快速轟擊鈾-235 的原子核，就會分裂出鋇和氪，並且釋放出2-3個中子。
反應後的物質總質量小於反應前，損失的質量都轉化為了能量，根據質能方程E=MC^2，我們可以算出，釋放了約 200 兆電子伏的能量。
釋放出來的中子還可以繼續轟擊其他鈾-235，引發一系列的核裂變反應，這被稱為鏈式反應。
那核裂變反應有多劇烈呢？
這麼說吧，僅僅一克的鈾-235，如果完全裂變，產生的能量相當於20噸TNT炸藥，足夠把120米範圍內的建築物炸毀。
核反應堆
而切爾諾貝利其實就是依靠著核裂變反應來提供能量的核電站。其中主要的裝置就是核反應堆。那核反應堆是如何提供電能的呢？
這就要從核反應堆的結構說起，我們都知道核裂變會釋放大量的能量，如果往裡灌冷水，冷水會被提高溫度，直到形成水蒸氣，水蒸氣從出口排出後，經過汽輪機，水蒸氣變成液態水，同時帶動著汽輪機轉動，這樣就可以實現供電。
整個過程，核裂變釋放的能量經由水和水蒸氣的狀態變化來實現汽輪機的轉動，進而提供電能。
但總得控制反應堆的反應速率，科學家想到的辦法其實就是控制中子數的含量。如果中子數變少了，核裂變反應自然就減小了。而反應堆的控制棒可以吸附中子，也就是說，我們通過控制插入控制棒的數量，來控制反應速率，插入反應棒的越多，反應速率也就越慢。
那切爾諾貝利為什麼會發生事故呢？
操作失誤
切爾諾貝利的事故和工程師的操作有很大的關係。當時一直都有計劃做「斷電測試」，意思是如果萬一發生了斷電，如何能保持電力的供應？
科學家想到的辦法是利用柴油發電機，不過啟動柴油發電機是需要大概1分鐘，所以得保證在斷電後1分鐘內還能繼續提供電力。科學家發現其實核裂變反應還會有餘熱，可以依靠慣性，繼續驅使汽輪機繼續運轉，提供電力。
於是，他們從1982年開始試驗，前三次都失敗了。1986年4月26日開始進行第四次試驗。首先要模擬斷電，所以就要把反應堆的輸出功率調低。
結果在這個過程中，反應堆里產生了衍生物氙-135，它可以持續吸收中子，這使得核反應堆的反應速率進一步降低，這個現象稱為「反應堆毒化」。
為了提升反應速率，工作人員想到的是把控制棒拔出來。不過按照安全規範，在緊急情況下仍需要至少28根控制棒才能保證安全。但他們只保留了18根。也就是說，在這個時候，只要有一點擾動，便有可能發生爆炸。
結果很不幸，由於後面一系列的誤操作，最終發生了爆炸。應該說，原本是一個小小的失誤，卻引發了巨大的災難。
真的可以埋葬過去？
事故發生後，第一時間趕來救援的是消防大隊，但他們被告知這是一場普通的大火。結果因為輻射過量，2個人當場死亡，其餘的28名消防員也因為過量的輻射，沒多久就全部犧牲了。
損毀的反應堆爐心當時還有1200噸的燃料在燃燒，輻射粒子進入大氣，隨風飄散。這對周圍的環境造成了很大的影響。
所以，首先要控制住火勢。蘇聯政府派出了300架直升飛機，往反應堆里投混合硼酸的沙包，一共投了600噸，才把火勢控制住。但其中27人幾天後就因為輻射過量而死亡。
雖然控制住了火勢，但並沒有遏制住核污染的擴散和核威脅。尤其是先前消防隊為了滅火噴洒了大量的水，這些水都積在反應爐底下，如果融化的鈾和石墨遇到水，那就會發生大爆炸，科學家估算，如果這些鈾全炸了，那整個歐洲都會被夷為平地。
於是，消防員冒死進入現場，把水都抽干，最後這些消防員全部都犧牲了。
除此之外，蘇聯政府還出動了直升機投擲了2400噸鉛塊，這樣才把火給熄滅了。但是鉛遇到熱會溶解，人吸入鉛就會中毒，所以這些飛行員也全部犧牲了。
這也只是解決了核威脅，至於核污染，最大的問題是擔心會滲透到地下，污染地下水。
於是，政府調來10000名礦工，挖出了深達150米的地道，到爐心再挖開周邊30米，注入了大量的冷卻劑，然後圍上了一層水泥牆。日後，這些礦工中的1/4沒有活過40歲。其他活下來的，基本都是百病纏身。
緊接著，蘇聯在爆炸的反應堆周圍建起了一個長170米，寬66米的鋼鐵石棺，把整個反應堆給封死了。
但這還沒有解決空氣中的污染物，蘇聯政府派出直升機噴洒名為「波泡」的液體，這些液態可以和輻射物混合稱為「灰泥」落到地面上，然後再找人來清理這些「灰泥」，而清理這些「灰泥」調用了10萬的後備軍人和40萬的平民。這些人最後基本上不是早亡，就是身體殘疾。
在如此慘烈的挽救之下，才把這次事故的局面穩定下來。因為挽救局面，蘇聯投入了大量的人力和財力，最終也導致了蘇聯的解體。
不過當年的石棺只有30年的壽命，也就是說到了2006年，這個石棺就沒有辦法再封死事故現場了。而蘇聯已經解體，切爾諾貝利如今是在烏克蘭境內，烏克蘭並沒有經濟能力再造一個石棺。
而鈾的半衰期是24000年，也就是說輻射量減少一半需要24000年。如果放任不管，那對整個世界都是一個很大的威脅。
後來在全球多個國家的一起努力之下，重新建造了一個新的石棺。
如今的切爾諾貝利
前幾年科學家重返了切爾諾貝利的隔離區。原以為這裡會死氣沉沉，即使有動物，也會是那種受到輻射的畸形的動物。
可萬萬沒想到，隔離區已經成為了野生動物們的天堂，雖然這裡的動物要飽受輻射之苦，但比起人類對他們的傷害，輻射根本算不上什麼，所以這場事故對它們而言，反倒成為了好事。
在隔離區，再度出現或被引入的動物有：
山貓、貓頭鷹、大白鷺、天鵝、棕熊、歐洲野牛、蒙古野馬、獾、河狸、野豬、鹿、麋鹿、狐狸、野兔、水獺、浣熊、狼、水鳥、灰藍山雀、黑松雞、黑鸛、鶴、白尾雕。
可以說是生機盎然。
你看，對於動物來說，人類可能比核武器還可怕。
TAG:鍾銘聊科學 |