工程伦理——切尔诺贝利案例研究

切尔诺贝利灾难是1986年4月26日发生在切尔诺贝利核电站的核事故。其中一个反应堆的核熔毁引发火灾，产生大量放射性尘埃，最终蔓延到整个欧洲。

切尔诺贝利核反应堆工厂建于乌克兰普里皮亚季河畔，拥有四个反应堆，每个反应堆能够产生 1,000 兆瓦的电力。

1986年4^月25日晚，一群工程师计划在4号反应堆上进行电气工程实验。由于他们对核物理知之甚少，他们想到实验在主电源丢失后涡轮机将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 号反应堆原定于 1986 年 4 月 25 日关闭进行例行维护。但是，决定利用这次关闭的机会来确定，在电站失去电力的情况下，减速的涡轮机是否可以提供足够的电力操作主核心冷却水循环泵，直至柴油机应急电源投入运行。该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。

由于错误地认为该实验属于电厂的非核部分，因此测试部门和安全部门之间没有适当交换信息就进行了实验。因此，试验开始时安全预防措施不足，操作人员没有意识到电气试验的核安全影响及其潜在危险。

本实验

根据测试计划，为冷却反应堆堆芯提供水的反应堆应急堆芯冷却系统（ECCS）被故意关闭。

为了进行测试，反应堆在关闭前必须稳定在大约700-1000兆瓦，但由于一些运行现象，它下降到5000兆瓦。后来，夜班操作员犯了一个错误，将反应堆控制棒插得太远了。这导致反应堆进入接近关闭状态，功率输出降至 30 兆瓦左右。

由于如此低的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，从而使功率稳定在200兆瓦。由于反应堆的正空余系数，这实际上违反了安全法。正空隙系数是反应器中转变为蒸汽的反应数量的增加。决定在此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设计和正空隙系数因素加速了核链式反应和反应堆失去冷却水时的功率输出。

下图显示了进行实验的反应器 4。这张照片是一切恢复后拍摄的。

^{1986 年 4 月 26日}凌晨 1 点 23 分，工程师们继续进行实验，关闭涡轮发动机，看看其惯性旋转是否能为反应堆水泵提供动力。事实上，它没有为水泵提供足够的动力，而且如果没有冷却水，反应堆中的功率水平就会激增。

水泵开始以较慢的速度抽水，它们与进入核心的稍微温暖的给水一起，可能导致核心底部沸腾（形成空隙）。这与氙的烧毁一起可能增加了核心的功率水平。随后功率水平增加至530兆瓦并继续上升。燃料元件破裂并导致蒸汽产生，从而增加了正空隙系数，从而产生高功率输出。

高功率输出让工程师们感到震惊，他们试图插入所有 200 个控制棒，这是控制核心温度的常规程序。但由于其石墨尖端设计，这些杆在半路被堵塞。因此，在带有五米长吸收材料的控制棒穿透核心之前，200个石墨尖端同时进入核心，促使反应加剧，引发爆炸，炸毁了1000吨重的钢铁和混凝土盖子。反应堆，从而卡住了位于反应堆中间的控制棒。当通道管道开始破裂时，由于反应堆冷却回路减压而产生大量蒸汽。

结果，报告了两起爆炸。第一个是最初的蒸汽爆炸。最终，两到三秒后，发生了第二次爆炸，这可能是由于锆蒸汽反应而产生氢气所致。

燃料、慢化剂和结构材料等所有材料都被喷射出来，引发了多起火灾，被摧毁的核心暴露在大气中。在爆炸和随后的火灾中，超过 50 吨的放射性物质被气流携带到大气中。这是广岛Atomics弹爆炸时释放的放射性物质数量的 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历史上唯一一次造成辐射死亡的事故。

释放的辐射造成了许多致命的影响。下面列出了一些效果 -

两名工人死亡。事故发生后，其中一人立即被烧成灰烬，另一人在入院几小时后在医院被宣布死亡。
事故发生后4个月内，28名急救人员和工作人员因热烧伤和身体受到辐射影响而死亡。
这次事故造成了 7,000 例甲状腺癌病例。
现场参与清理工作的 237 人被诊断出急性辐射综合症 (ARS)
土地、空气、地下水都受到了很大程度的污染。
直接和间接接触辐射导致许多严重的健康问题，如唐氏综合症、染色体畸变、突变、白血病、甲状腺癌和先天性功能障碍等。
许多植物和动物面临着后遗症的破坏。