【核災特輯】:車諾比核電廠災變回顧

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【核災特輯】:車諾比核電廠災變回顧

車諾比核電廠災變

一、車諾比核電廠簡介
車諾比(Chernobyl)位於歐洲東方,黑海邊緣,介於波蘭及俄羅斯之間,北緯49 00 度,東經32 00度。總面積603,700平方公里,略小於德州,總邊界長4,558公里,海岸線長2,782公里。
天然資源有:礦、錳、天然氣、油、鹽、硫、石墨、鈦、鎂、高嶺土、鎳、水銀、木材。土地利用狀況為:適耕地58% 、農場2%、牧場13%、森林地18%、其它9%。灌溉地26,050平方公里。
總人口50,447,719,成長率-0.65%,出生率9.55 births/1,000 population死亡率16.26 deaths/1,000 population,淨移民率為0.23 migrant(s)/1,000 population。 (1997調查資料)
車諾比核電廠位於前蘇聯烏克蘭共和國百都基補西北方約 60 哩處普里比亞特河(Pripyat River)左岸約 300 公尺邊,距離南邊的烏克蘭首都基輔(Kiev)約 130 公里。電廠所處區域為Drieper河谷平原,為產糧區,該河為基輔城主要飲水來源。 由於電廠的設置帶動了兩個衛星小鎮,離廠北三公里的普里比亞市,人口約 4 萬 5 千,南邊 15 公里另有一小城車諾比,人口約 12 萬 5 千,居民多為電廠工程師、建築師及家屬[7][3]。 
車諾比電廠在當時有四座RBMK1000(沸水式)核能反應爐,每座之發電容量為100萬千瓦,另有兩座在興建中。RBMK反應爐是沸水式水冷卻石墨緩衝的高功率反應爐,水與鈾燃料棒接觸而被加熱沸騰,所產生的水蒸汽則帶動兩座50萬千瓦的渦輪機以產生電力。[3]
  燃料棒放置在石里緩衝劑中,石墨的作用是使中子減速和維持連鎖反應,控制棒則用來控制反應爐產生的功率.蘇聯的工程師知道此種反應爐的設計有缺點,但車諾比四號機反應爐自從1983年開始發電以來,運轉相當順利[3]。這種陣反應器在全世界僅見於蘇聯,設計於1954年,前於1974年在列寧格勒啟用操作,車諾比核電廠4座反應器是以兩座為一組,共用一棟建築物和設施。發生事故的是4號反應器。與3號反應器在1984年同時運轉操作。[2] 
   這種反應器利用鈾原子核分裂時釋出的能量將水轉變成蒸汽。再導入汽輪機而發電。以循環水作為冷卻劑,以低度濃縮鈾為燃料,使冷卻劑在反應器內加熱沸騰,經由汽水分離器將乾燥的蒸汽送至500千瓦的汽輪發電機。大部分冷卻循環系統封閉在圍阻構造物之中。[2]
此一核電廠在設計上有兩點值得注意:[2]
(1)電廠設計時,計算和控制設備相當原始,因此大部分緊急應變皆 以手操作。
(2)這種有別於西方國家的沸水式反應器在低電力持相當不穩定。
二、災變發生經過
災變的起始事件是管理和技術人員決定測試汽輪機在突然喪失電力的情況下,反應器的應變情況。此一漏夜測試朱經仔細規劃,且未經上級許可。
1986年4月25日下午,四號機按照計畫進行停機,此時操作人員開始進行一個有關安全系統的實驗。該實驗是想了解在電廠失去所有電力的情況下,仍在轉動的渦輪機是否有足夠的殘餘能量能夠供應45秒鐘的電力,這45秒是緊急柴油發電機開始供應所需的時間。[3]
在下午2點時,反應爐功率減低到額定輸出的一半,並且緊急爐心冷卻系統被關掉,此時在基輔的人員要求四號機繼續供電到晚上11點10分,車諾比的工作人員答應了,但11點10分後,他們並未將緊急冷卻系統再打開,這是第一件重大錯誤,按著一連串的嚴重操作疏失是:把輸出功率降低到額定輸出的百分之一,遠低於實驗所需的功率;將絕大部分的控制棒抽出;關掉其它重要的安全系統。[3]
到4月26日1時23分,這些不當的操作使得四號機變得不穩定.輸出功率一直上升,技街人員很快對反應爐失去了控制,1時23分44秒,輸出功率高達額定輸出的100倍,部分燃料棒因而破裂,高熱的破裂物使冷卻水大量蒸發,導致蒸汽爆炸而摧毀了重約1千公噸的反應爐頂蓋。[3]
燃燒的反應爐破碎物散落在周圍的建築,產生了30多個火災,更多的水與高熱的石墨或鈷合金反應產生氫氣,氫氣與氧反應,導致了二、三秒之後的第二次大爆炸,噴出的輻射性碎片和核種被甩到離地面有l哩之高,此時.石墨也著火,排放出更多的輻射物質。後來經過10天的拼命搶救才將燃燒的爐心控制住,為了減火和抑制輻射釋放,直升機丟擲5千公噸以上的鉛、硼、以及其它材料到爐中。[3]
在5月1日,損壞的反應爐內的燃料棒,溫度上升到2OOO℃,這是因為仍留在損壞的反應爐內的輻射物質衰變所產生的熱量。在泵入氮氣冷卻後,溫度到5月6日才下降,估計26%以上的反應爐輻射劑量因爆炸而釋放到外界,31位消防人員和電廠2人喪失生命,他們大部分都受到嚴重輻射灼燒,另有2O9名也受到嚴重輻射傷害。[3]

1986/04/25
01:00降低電力至滿載的25%,以測試汽輪機的功能。
13:00反應器電力降至1600千瓦。
14:00切斷緊急核心冷卻系統(ECCS)與一次線路之間的電力。
14:05ECCS仍末接上電力。
23:10繼續降低電力至700千瓦和1000千瓦之間。
1986/04/26
00:28反應器的電力降至30千瓦。情況危急。
01:00一番努力挽救之後,供電恢復至200千瓦,但仍處於低電力危險區。
01:03本來未操作的8具備用循環泵浦之兩具加入操作。進入核心的水量增加。有些泵浦超載運轉。結果造成蒸汽量減低,氣壓降低。
01:19飼入流量增加3倍。抽出更多的控制棒。冷卻系統中的水接近沸點。
01:22核心內僅存6~8支控制棒。大夜班主管決定繼續測試。(決策錯誤!)
01:23通向8號汽輪機的蒸汽管上的閥被關閉,以便進行重複測試。自動跳機安全裝置亦予不用。蒸汽壓逐漸上升。
01:23企圖關掉反應器,但未能成功。
01:24接連兩次爆炸(第二次是氫氣爆炸)。核心熔化。反應器上1000公噸的混凝上結構被衝毀。放射性物質釋出。廠房屋頂陷入火海,另三座反應器岌岌可危。
01:30操作人員向值班消防隊求救。
05:00反應器外部的火焰終於被撲滅,但核心的火焰卻百到5月6曰(事故後十天)才燒熄。另外,第3座反應器亦予停機。

三、爆炸之機組的處理

為了避免反應爐內的高溫的燃料燒穿爐底,5月21日開始在四號機底下興建一條隧道以放置冷卻用的熱交換器,這是一項在飛快的速度和危險的環境下進行的龐大工程。動用了400名礦工,3小時一班,在6月24日,完成了168公尺長的鋼筋水泥隧道。[3]
為了長期安置四號機,被稱為「石棺」的巨大的圍阻體在6月開始動工,11月30日興建完成,總共用了超過7千公噸的鋼鐵和41萬立方公尺的水泥。[3]
  散落在廠區內的高強度輻射物質,如破碎的燃料棒,石墨塊等,因機械人在高輻射強度之下無法使用,只好用人去清除。而清除落在旁邊的三號機屋頂上的碎物並趕在石棺未密封之前將之丟進石棺,更是危險而難辦的工作。[3]
在1996年初,烏克蘭學者和官方指出,石棺已產生裂縫,洩漏污染物質,並有發生爆炸的可能。[3] 
四、災變後果
在四月二十六日爆炸當天,車諾比爾四號反應爐及附近的幾座電廠共有一百七十六人值班,另有將近二百名工人正連夜興建五號及六號反應爐;[7]事故發生時.鈾燃料裂變釋放出的巨大能量崩碎了燃料棒的保護外層,落入冷卻水,引起強烈的蒸汽爆炸,炸斷了1,600根水管,炸飛了反應堆的反應頂蓋,炸塌了反應堆大廳的混凝土牆。隨後,燃燒著的石墨塊與核燃料混在一起四處飛濺,火柱高達30米,溫度升到攝氏2000度以上,放射性塵埃直升高空,進入大氣層。[1] 由於炸開的反應爐排出極大量的放射物質,主要有長半衰期的銫134、137(各長達兩年及三十年之久),及短半衰期的碘131(約八天),和其他放射元素,受到當時車諾比爾夜空西北風的吹送,輻射(風)雲很快就籠罩附近的住宅區,再擴大到方圓三十公里外的烏克蘭、白俄羅斯共和國數百萬居民所住的生態環境,最後再擴散到整個歐陸各國,包括瑞典、芬蘭、德國、英國、法國、土耳其、義大利、奧地利在內,都偵測到超過正常範圍的放射性氣體飄浮。[7]
1986年4月26日電廠所在地是處在高壓區域之西南邊綠,風向變化小,電廠洩漏氣體在高度700和1500公尺氣層上向西北以5~l0m/sec速度移動。4月26日電廠排氣,在高度0.7~1.5公里氣層之移動轉向北方,接近地面層之氣體則向西和西北方向移動。於4月26日和27日放射性氣體已到達與波蘭交界之境士。從4月27日至29日,飛機上所測得資料顯示:高度200公尺地面層氣體是向電廠北方和東北方移動,依據4月26日至29日氣象條件決定排氣移動之軌跡,進而可確定電廠西北與西南方向落塵區域,這些區域在事故後幾天,利用飛機作高空輻射偵測證實。隨後幾天至5月7日和8月4日止,電廠外釋之放射物質較少,並繼續朝南方飄移,使電廠南部受落塵污染。[5]
事故使得運轉電廠所累積放射物外洩漏到廠外,洩漏氣體形成雲團,隨著當時氣象狀況形成一向西北移動之放射性氣流。含有微粒,與氣體之氣柱連續從事故爐心洩出。此事故後第2?3天觀測到最強氣柱是向北移動,此氣柱之放射性強度在4月27日達1000mR/hr。當日從飛機所得觀測資料,在電廠西北方30公里處之氣柱高度為1200公尺,對應之輻射強度為lmR/hr。在以後幾天,氣柱高度末超過200~400公尺,部分污染之氣團順著當時風向,同蘇俄境內遠處移動。[5]
醫療及衛生單位在事故發生後15分鐘後即接到消息(1986年4月26日上午2時)。事故發生生後30-40分鐘內,公共保健中心之值班醫護人員要求對於首先撤出現場之29名受害者提供醫療協助,在進入公共保健中心前,29名受害者脫除受污染之衣物、鞋子。然後根據其表現之初症狀決定是否送往醫院。[5]
在以下的4小時內,急救小組對受害者提供的協助包括幫助受害者離開廠區,實施初步之去污及將有輻射傷害初症狀(噁心、嘔吐)者轉送往醫院。情況令人滿意者則送回家,第二天早晨進行檢查。至1986年4月26日上午6時共有108名受害者送入醫院,1名受害者於1986年4月26日上午6時由於嚴重灼傷而死亡,另有一名值班人員失蹤。[5] 

事故後12小時,一支由物理學家,輻射治療家及血液科文驗室檢驗人員組成之小組到達並開始工作。事故後36小時,他們共檢查了近350名受害者,執行了約1000個血液樣本分析,並記錄各人之臨床症狀,抱怨,白血球數及自血球分佈等。[5]
災變初期,搶救人員中有31死亡。當年6月初,300名病情最嚴重的患者之中,20人死亡。災變發生36小時之後,風吹向人口區,當局採取緊急疏散避難。在3小時之內疏散核電廠同圍30公里內的92000居民。基輔附近35萬兒童亦相繼撤離。
事故發生後,車諾比核電站半徑30公里的區域被到為核污染嚴重的無人區,全體居民從這地區撤離。撤離的居民除身上穿的和必不可少的隨身物品,如身分證等,將其它東西一律留在原地。
在事故發生後36小時,政府決定將半徑30公里範圍內的13萬5千名居民全部強制疏散,據後來統計,從這一地區及附近的白俄羅斯和烏克蘭撤駐的人數達116,000人。居民於28日中午接獲消息,下午開始疏散,除眼鏡、身分證件和金錢外,任何東西都不准攜帶,一個疏散的車隊,包括1216輛大巴士和300輛卡車,長度超過15公里。[3] 污染區內的貓、狗、家禽和家畜一律就地處死。[1]
居民抵達臨時庇護所後,立刻脫去身上的衣服予以焚毀,並洗澡去污和接受輻射偵檢。政府也針對6萬棟建築物進行除污工作,在基輔鑿了400口井,提供緊急用水,並鋪設二條6公里長的緊急輸水幹管。[3]
電廠方圓30公里內的範圍被列為危險的特別區,不准居住,不准放牧、割草、採摘蘑菇和果實。區內的牲畜全部宰殺,就地掩埋。電廠爆炸的碎片、被刮除的污染土壤、被污染的機具和車輛,以及其它除污產生的廢棄物皆被掩埋在區內。[3]
後來發現蘇聯境內的污染區遠遠超過離電廠30公里的範圍,嚴重污染的地區遠達300公里範圍,甚至到達莫斯科。被污染的土地散佈在現在的白俄羅斯、烏克蘭、和俄羅斯三個國家。1995年聯合國的資料指出。被污染土地面積超過16萬平方公里,被疏散的居民超過40萬人。[3] 
 

1990年蘇聯「車諾比處理計畫」報告指出:「1986年4月26日發生的車話堡核電災變事件,以其規模和造成的傷害來說,是地球上曾經發生的最大慘劇。此事件導致大量的輻射物質排入環境之中,帶來嚴重的生態後果。1986年5月1O日當時的狀況是,約1100平方公里土地輻射強度高達20毫侖目/小時,約3000平方公里為5毫侖目/小時,約8000平方公里為2毫侖目/小時。1990年的情況是,約3200平方公里土地污染程度超過40居禮/平方公里.約7500平方公里為15-40居禮/平方公里,14000平方公里為5-15居禮/平方公里,76100平方公里為1-5居禮/平方公里;約80萬人仍住在超過5居禮/平方公里的區域,約307萬人住在1-5居禮/平方公里的區域。」[3]
該報告也指出,災變破壞了受影響區人民的正常生活和工作,許多工廠和農場停工,無法繼續生產和耕作。在1986至89年工農業損失和保險金支付累計約36億美元,而政府在這段期間花在緊急處理工作的經費約140億美元。[3]
車諾比事件所釋放到環境中的輻射物質之總劑量,根據官方數據為5千萬居禮,非官方的估計為65億居禮。[3]
五、蘇俄本國傷亡 
災變當場及稍後在四號爐有 31 人被炸死或燒死。四號反應爐爆炸後,雖然環境偵測已證實反應爐附近 1000 平方公里範圍內超過安全警戒長度的放射線暴露,官方卻一直等到三十六小時後的四月二十七日午後兩點,才發佈警號,動員撤離三十公里方圓內所有的十三萬五千名居民;由於這樣的延緩撤離,這十多萬居民乎均估計已接受了 50 到 500 毫西弗(mSV)的放射量(約 5 到 50 雷得;註:一般醫療用胸部X光照射約為小於 0.1 雷得的暴露,美國為 0.02 雷得,兩國際放射保護協會(ICRP)的建議容許劑量為一般人民一年 0.1 雷得),加上兒童甲狀腺活動遠高於成人,對碘 131 的吸收更劇烈,估計這十多萬居民中的小孩甲狀腺乎均接受了不亞於 2500 毫西弗(mSV)的放射線;若依照歐洲科學界的保守估計,這十三萬五千不幸居住在電廠附近的居民,在未來一輩子中將至少有 170 人因此次輻射意外而死,兩另外五分之一的二萬七十人將間接因此而死於癌症;若依照蘇聯烏克蘭共和國議會代表謝珀克醫生的估計(四月二十三日,紐約時報報導),五年來已有 5,000 名俄國人因此意外而死亡,另有 50,000 人以上患病。至於整個歐陸受害地區,共有二億人受銫污染,早期估計有四千到七萬人將因此患癌症而死[7]。由於放射性物質的廣泛污染,其後效性的傷害則難以估計。一些統計數據如下: 

大火中,反應堆釋放的大量放射性碘-131(半衰期8天,對甲狀腺親和力強),使周圍的放射性劑量驟然升高。5月2日測定,事故地點放射性劑量為200倫琴/小時,為人體允許劑量的2萬倍,5月8日在事故上空的放射劑量比原來下降3/4。[1]
在離核電站 9 公里的來列夫村,兒童甲狀腺裡幅射量高達250雷姆。這些孩子在今後的歲月裡,可能死於甲狀腺癌或其他癌症。[1]
在撤離的116,000人中有24,000人受幅射量為45雷姆,科學家預料這些人中,今後約有100-200人會因這次受過量幅射而死於癌症。[1]
在蘇聯西部和斯堪得納維亞的居民,接受的核幅射總劑量將達到l千萬雷姆,大部分中歐國家受幅射的總劑量約為100萬-1,000萬雷姆,美國則為100萬雷姆。[1]
科學家在對蘇聯西部和歐洲其他地方今後因這次受幅射的死亡人數的估計上說法不一,有人估計在5,000人至75,000人之間,一位反核科學家估計為28萬人。[1]
烏克蘭、白俄羅斯、蘇俄地區,至少有九百萬人受到輻射線影響,至今尚有數百萬人生活於污染區內。[4]
烏克蘭和白俄羅斯受污染區域面積達61,780平方哩,相當於英國和北爾蘭的面積總和。[4]
白俄羅斯嬰兒出生率下降50%。[4]
白俄羅斯兒童淋巴癌上升28.5%。[4]
保守估計蘇俄有7,000人死於此災難。保守估計烏克蘭有 125,000人死於此災難。[4]
白俄羅斯政府花費其年度預算20%於善後處理。[4]
烏克蘭政府花費其年度預算4%於善後處理。[4]
蘇俄政府花費其年度預算1%於善後處理。[4]
聯合國救災基金幾已全數用盡。世界健康組織估計,未來20 年核災復建經費將需二億美金。[4]
烏克蘭衛生部長瑟德尤克1997年表示,1986年車諾比爾核子反應爐災變後,進行清理工作的人員中已有一萬兩千五百餘人喪生。
一百多個在蘇聯烏克而附近工作或旅行的德國人,於事件後回到德境接受檢查,發現血液中染色體異常的比率高過正常甚多。[7]
在撤離區十三萬多人中的孕婦,血液中染色體異常 (雙中節染色體)高於正常九倍。[7]
在車諾比爾撤離居民的小孩中,有四分之一小孩甲狀腺功能低下,並且在這群小孩裡,癌症發生的情形已逐漸超過正常[包括甲狀腺癌及血癌] [7] 
  1989年11月的資料顯示,當時在核電廠工作及參加核消毒工作的工人,已有250人死亡。核事故給蘇聯經濟造成慘重的損失。僅將炸壞的4號反應堆封閉起來,工人夜以幾日輪班搶救就用了六個多月的時間,而核污染清理工作大約用了一年時間。據西方專家估計,此項清理費用,要花費幾十億美元。總計起來,蘇聯將損失數千億美元之巨。[1]
由於放射線有促進生物變異的作用,此次事故影響深遠。據1989年報導.當地松樹長出巨大松果,松葉的針狀葉子比正常的重10倍,橡樹的葉子也大得驚人,番茄形狀怪異;兔、鼠、狼、大野熊、狗魚和河鱸等動物畸型頻現,屢見不鮮。[1]
 放射性對人體危害的後遺症也已紛紛顯露出來。事故發生時,認為30公里以外是安全區。但事過3年,在車諾比北邊300公里處,發現有受幅射影響的兒童貧血、運動機能障礙,渾身無力,維生素缺乏等後遺症。[1]
估計在蘇聯7500萬人民住其有生之年多吸收3.3侖目的放射性物質。在往後的70年之間,他們之中的2000人,極可能死於癌症。輻射氣雲幾乎吹遍整個歐洲,北到芬蘭、挪威,南到西班牙,除了生命的威脅之外,尚包括農業、飲用水與生活有關的不良影響,例如歐洲共同體國家紛紛抵制蘇聯的食品進口。這對經濟欠佳的蘇聯無異雪上加霜。 
六、事件對當時蘇聯和其它國家的影響
事故發生之後三天,進入空氣中的放射性物質形成的放射雲,隨當時刮起的風飄往北歐上空。4月28日凌晨,瑞典人探測到空氣中的放射性劑量比正常值高5-10倍,隨後芬蘭測出超標10倍,挪威超標5倍,波蘭測得的放射性超標更高。後來,有些放射性雲試過阿拉斯加灣向北美洲的西海岸移動。總之,這次核事故形成的放射性污染不但危害蘇聯本土,而且危及鄰國,甚至北美。[1]
4月28日上午9時,瑞典一座核電廠技術人員偵測到異常高的輻射強度,接著斯堪的那維亞地區也有同樣的發現,當時風是由蘇聯方向吹來,他們向莫斯科詢問發生了什麼事,但得不到答案,直到當晚9時,莫斯科電視台才播出官方關於車諾比核電災變的聲明,世界各國才得知災變之發生。但蘇聯境內,政府在4月26日上午8時,才向電廠周圍幾百平方公里的居民宣佈核電災變事件,並命令所有的人都立即進入室內並緊閉門窗。[3]
車諾比事件所噴射到大氣中的輻射塵隨著氣流飄散,除散落在蘇聯境內外,也飄散到世界各地。輻射塵首先飄向西北方,經過立陶宛和拉脫維亞(4月26-27日),後來飄向斯堪的那維亞中部、東歐、西歐和南歐4月30日),以及英國和愛爾蘭(5月2-3日),最後,阿拉伯半島、西伯利亞,北美洲等地都測到來自車諾比的輻射物質。各地受到的污染情況,依地形和當時氣候而異,瑞典北部和芬蘭部分地區污染嚴重,數千隻馴鹿因而被宰殺。義大利民眾被告知不要喝牛奶和獵捕兔子,德國民眾被告知蔬菜不安全[3]。 另外一些統計數據如下: 
土耳其靠近黑海沿岸的小城Bursd,首當其衝接受大量輻射雲暴露,數月內新生嬰兒得神經管缺陷(neuraltube defect)及無腦症的情形明顯增加。[7]
芬蘭一九八七年(意外發生後的半年內)早產新生兒中畸型的病例增多。
整個德國境內嬰兒剛出生的死亡率增多。[7]


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