核泄漏事故一直是全人类关注的大事件,而切尔诺贝利事故就是其中闻名的人为大灾难。这场灾难迄今已经过去整整三十五周年。切尔诺贝利到底发生了什么,以至于在过去的几十年中,人们都不曾忘怀?

1986年4月26日,位于乌克兰北部、靠近白俄罗斯边境的苏联切尔诺贝利核电站4号机组突然发生爆炸,使得核电站周围6万多平方公里土地受到直接污染,320多万人受到核辐射侵害,是迄今最严重的核事故。

事故发生后,苏联政府用水泥浇筑“石棺”,仓促封存4号反应堆,但这一处置方式一直存在泄漏风险,且“石棺”的使用寿命只有30年。

2016年11月29日,耗资近15亿欧元的切尔诺贝利新掩体工程正式竣工。这个拱形钢筋混凝土结构外壳总重达3.62万吨,设计使用寿命100年。

这起核电站事故从发生到为世人所知,却是从瑞典说起。

福斯马克

从瑞典首府斯德哥尔摩驱车北上,花一个小时就能抵达福斯马克村。村庄毗邻福斯马克核电站,住着寥寥几十户人家。核电站共有三座沸水型反应堆,其中最年轻的三号反应堆落成于1985年,加起来的总产能相当于瑞典六分之一的用电量。

1986年4月28日,早上9:30左右,福斯马克核电站突然拉响了警报。工作人员检测到周围的辐射水平是正常值的五到十倍,立刻紧急停机并撤离了非必要人员。随后,他们查遍了核电站的监测系统,却依然对辐射来源毫无头绪。

疑惑并没有持续太久。核电站采集分析了辐射物,其中一些放射性元素表明,它们并不属于福斯马克。检测结果很快指向了1200公里之外的切尔诺贝利。

数千里之外的切尔诺贝利核电站是苏联在乌克兰境内修建的第一座核电站。和福斯马克一样,它不单有一个反应堆:四号反应堆建成于1983年,很快投入了使用,五号和六号反应堆也完工在即。和福斯马克不同的是,切尔诺贝利附近的普里皮亚季镇有近五万居民,多为核电相关人员。

《华盛顿邮报》头版,1986年4月29日,地图为汉化复刻

确定了辐射源之后,瑞典通知了各国,外交官员向拒不承认的苏联下了最后通牒,告知其即将上报国际原子能机构。当晚九点,莫斯科电视台发布了一则短讯:“切尔诺贝利核电站发生了一起事故。一座反应堆受损。当局正采取措施减轻事故影响。受害者正获得援助。政府应对事故小组已设立。”此时,距离事故发生已过去了60个小时。

60小时之前

电台播报的五句话与事故相比显得过于轻描淡写。

1986年4月26日凌晨1点23分,切尔诺贝利核电站4号反应堆发生了两次连续爆炸,造成堆芯熔毁。火光直冲云霄,大量放射性物质外泄。反应堆机房的天花板破了一个大洞,楼顶到处散落着燃烧着的石墨块。往下看,烧得通红的堆芯暴露于空气中,仿佛怪兽的血盆大口。

1点26分,火警警报触发,几分钟后,第一批14名消防员赶到,他们站在屋顶深及脚踝的熔化沥青中救火。注水的指令持续了好几个小时,水流携带着高辐射碎片流向了建筑底层,并造成了四个反应堆的共用线路短路。五点之前,除了4号反应堆内部,其他地方的火势均已扑灭。

4月27日凌晨,1号和2号反应堆才被停机。直升机开始投掷铅块和硼砂,遏制反应堆内部的火情。当天投了150吨,次日300吨,之后是750吨、1500吨、1900吨和400吨——从4月27日到5月2日,飞行员们的座位下垫着铅板,承受着高剂量辐射,执行了1800架次的投掷任务。

4号反应堆事故发生及救援过程模拟

在4号反应堆内部,燃料填换机及支撑台崩垮,两侧的蒸汽分离器移位,堆芯上方重达千吨的混凝土防护层早已被爆炸掀翻。爆炸也破坏了下方防护层,混合着石墨块和堆芯燃料的熔融物沿着管道下流。炽热的“熔岩”一旦遇到底层积水,可能引发后果更为可怕的爆炸。

5月2日,三名志愿者——工程师 Alexei Ananenko,军人 Valeri Bezpalov 和 Boris Baranov——认领了“自杀任务”,他们从外部潜水进入4号反应堆的地下室,成功打开了排水闸门。地下室内万吨高放射性废水被消防泵抽出,至5月8日排净,二次爆炸的危险终于解除。

5月9日,几百名矿工不眠不休地向着反应堆底座下方挖掘隧道,计划往里填充液氮,防止“熔岩”熔穿厂房进入地下。后专家评估4号反应堆的核裂变已经停止、不足以熔穿底座,于是往隧道内灌满混凝土后封闭。

5月20日,为封闭反应堆而建的“石棺”工程建设启动,历时206天,直到当年的11月才完工。工程的最后,需要把重达35吨的盖子吊放到反应堆顶部。承担这项任务的是米里设计局首席试飞员卡拉佩扬和格罗莫夫飞行研究中心试飞员格里先科。他们对可吊起20吨重量的米-26直升机进行了彻底改装,拆除了所有不必要的附件。即使这样,直升机每个部件都远远超出了使用极限,一次任务后只能废弃。

“石棺”终于赶在1986年年底封住了4号反应堆,阻止了残留核燃料和辐射尘继续污染周边。

悬顶之剑

钢筋水泥搭建的“石棺”本是苏联政府的应急措施,工事仓促遗留缝隙。其30年的使用期限更是如同悬顶之剑,随时都有再次泄露的风险。随着苏联解体,确保放射性物质不再泄漏的重任落在了乌克兰政府身上。1992年,乌克兰政府举行竞赛,向全球征集新掩体的设计方案。工程本来计划在2005年完工,却因资金缺口和政局动荡一再延误,终于在耗时20年后的2016年11月29日将新掩体建成。据世界核协会2019年2月8日报道称, 已开始了对新“石棺”内部的辐射监测系统,备用电源系统和消防系统的综合测试。并模拟紧急情况,检查单独系统的响应。

4号反应堆新掩体的施工过程示意

通过滑轨和液压装置,新掩体被加装到“石棺”外面,整个工程耗资约15亿欧元(约合人民币110亿元)。它的内部安装了吊装设备,以便远程对原“石棺”进行拆除,并处理反应堆中残留的核废料。据工程出资方欧洲复兴开发银行,旧“石棺”内留核废料的“寿命”之长,远非人类所及。

不曾终结

1942年,物理学家费米设计了世界上第一个核反应堆——芝加哥1号堆,使用石墨作为中子缓和剂。当铀-235这样的重核原子被一个中子撞击,会在吸收能量后裂变,并释放出2-3个新的中子。由于裂变释放的新中子速度快,不易被原子俘获,需要石墨等减速剂让中子减速,从而保证裂变持续进行,即产生链式反应。

切尔诺贝利采用的同样是铀—石墨反应堆,而反应堆周围没有防止渗漏的防护设施。爆炸发生后,大量石墨在高温下熊熊燃烧,残留的核燃料继续裂变。苏联军方派出直升机向4号反应堆内投掷大量硼酸,就是想用它来吸收中子,以阻止链式反应进行。

反应堆内铀燃料的裂变产物有两类:第一类具有强放射性,包括铯134、铯137、碘-131、锶-89、锶-90,它们的半衰期从几天到几十年不等,极易被人体吸收;第二类放射性低,却非常长寿,如铯-135、碘-129、锝-99。而残留在反应堆内部的混合燃料中则有铀、钚等元素,其中铀-238的半衰期与地球年龄相近,钚-239的半衰期为24110年。

核事故发生之时,大量碘-131被释放,随着风力和降雨不均衡地污染环境。它们积存在喂牛的牧草中,再被人们从牛奶里摄取。碘-131的半衰期只有8天,如果事故发生后的几个星期内居民停喝牛奶,则不会受到影响。

然而当局没有发布任何警告。1986年5月1日,距离切尔诺比利仅120公里的乌克兰基辅市照常举办了盛大的节日游行。那天吹的是东南风,基辅市市民走上街头,浑然未觉地暴露在切尔诺贝利的辐射之下。

过量的碘往往富集在甲状腺,对发育中的儿童和青少年影响最大,大大提升他们成年后罹患甲状腺癌的几率。据世界卫生组织报告,白俄罗斯、乌克兰和俄罗斯已诊断出5000多件这类病例,起因皆为切尔诺贝利核事故。幸运的是,甲状腺癌的治愈率接近98%,只是患者必须终生服药,饮食也多受限制。

反应堆里的石墨整整烧了十天,当局终于意识到了事故的严重性,将切尔诺贝利周围30公里列为禁区。到1986年夏天,这片区域共疏散了11.6万人,此后几年里,又有23万人被重新安置。

切尔诺贝利的移民们当时还不清楚这次别离的意味。几年后,他们尝到背井离乡的苦楚时,才回想起那个命运改变的时刻。4月27日下午2点,普里皮亚季镇的撤离命令发布,人们在两个半小时内仓促离开,只带了几天够用的必需品,警察向他们保证会帮忙看管财物。在更远的村庄,撤离则花了好几天时间,他们几乎把一切都留在了那里。

“切尔诺贝利”

从1986年到1987年,约有35万人被派去清理切尔诺比利,其中24万人在30公里禁区内作业。他们清洗建筑物和居民区,用特殊药剂冲刷街道、掩埋一切需要被处理的东西:从人们带不走的家具,到救灾后辐射过量的消防车和直升机,以及因污染严重被砍掉的红树林。

在正常情况下,一个人受到的环境辐射极其微量,来自土壤、水和空气等,剂量大概是每年2.4毫希沃特。做一次全身CT扫描,辐射量接近12毫希沃特,人们因此较为谨慎。而登记在册的数十万清理人员中,平均每个人受到的辐射量超过100毫希沃特。

随后的十多年内,包括撤离居民和清理人在内的几十万人健康受损,甚至经历多次手术,但要确定其病症由辐射引起却相当困难。除去救灾时身故的28人,对于后来有多少人死于辐射损伤,多方争论不休。政府发放的补偿并不令人满意,甚至从未到位,有些受害者就此走上漫漫诉讼之路。

更致命的是人心的恐慌。在领土被污染了22.4%的白俄罗斯,事故随后几年的堕胎率急剧上升。当局在事故初期的遮掩行径使得人心动荡,庞大的善后工程更让财政深陷泥淖。

据联合国环境规划署在1987年第十四届会议上发布的环境报告,“切尔诺贝利事故证明了全世界对核事故及推而广之,对破坏力远大的一场核战争,作出反应的能力的程度有限。为应对这次仅可算作放射性核素的少量泄出事例的医疗后果,就使用了超过20个国家的资源。由此可见,要对一场热核战争作出充分的医药反应,是做不到的。如果这次切尔诺贝利事件以任何方式使世界更接近实现和平,这可能就是从切尔诺贝利事件得到的一项最重要教训。”

三十五年过去了,旧“石棺”已经退休,有100年“保质期”的新保护罩已经用了5年。在那之后,人们是否依然记得“切尔诺贝利”传授的最后一课?