車諾比核事故

車諾比核電廠事故:人為疏失與事件過程

車諾比核電廠事故:人為疏失與事件過程
大葉大學機械與自動化工程學系吳佩學副教授/美國Stony Brook University王瑜君物理學博士責任編輯

思考問題:

1. 導致車諾比核事故的人為操作疏失提醒我們哪些核能安全的管理問題?

導致車諾比核電廠事故的原因是反應爐安全設計不當和人為操作疏失。RBMK反應爐部分已另文說明。此文簡述人為操作疏失的部分。無論反應爐的安全設計如何縝密和進步,人為操作還是最關鍵的一環。瞭解車諾比核電廠事故中人為疏失的部分,是反省核能安全的必要課題。

事發過程

1986年4月25日夜間事故發生之前,正值第四機組將定期保養停機,電廠當局擬趁其停機之便,進行一項測試緊急爐心冷卻裝置的實驗。技術上而言,該實驗為利用該機組兩部汽輪發電機中之第八號汽輪機,測試其驅動之蒸汽被切斷之後,汽輪發電機之轉動慣性能量,在備用柴油發電機啟動前能提供多久之廠內緊急電源。此實驗曾在商轉前試驗過,但當時因其發電輸出電壓下降比預期來得快而未能成功。此次之試驗,則是在勵磁機上採用特殊之發電機磁場調整器設計,欲藉此克服電壓急劇下降之問題。以下4個圖表說明事件發生過程。

車諾比核電廠的未來:國際合作的新安全圍堵體(New Safe Confinement, NSC)

車諾比核電廠的未來:國際合作的新安全圍堵體(New Safe Confinement, NSC)
美國Stony Brook University王瑜君物理學博士/美國Stony Brook University王瑜君物理學博士責任編輯

思考問題:

1. 為什麼車諾比核電廠長期善後計畫需要國際合作?

車諾比核電廠事故發生時,蘇聯的領導人是具有改革企圖心的戈巴契夫。儘管在戈巴契夫革新之下,蘇聯政權已經比過去開放透明許多,但是車諾比核電廠真正肇事主因到現在還是疑霧重重,蘇聯官方的調查將責任推給當時進行反應爐「實驗」的操作人員,卻不追究反應爐設計和整體核能決策疏失的責任。

事故發生後,蘇聯當局原本決定在1993年年底徹底關閉車諾比核能電廠,但是不久蘇聯解體,新獨立的烏克蘭面臨嚴峻的經濟和政治不穩定問題,若關閉核電廠則無法提供百萬人度過寒冬所需的電力。所以,要長期解決車諾比核電廠的善後問題,必須有國際組織的介入和支援。

圖1:車諾比核電廠出事的第4號機組的損壞情況(左)和1986年11月建成覆蓋在上方的「石棺」(sarcophagus)。 (圖片來源:http://www.aec.gov.tw/www/service/other/files/book_21.pdf)

車諾比核電廠事件:建造背景與事故後運轉情況

車諾比核電廠事件:建造背景與事故後運轉情況
大葉大學機械與自動化工程學系吳佩學副教授/美國Stony Brook University王瑜君物理學博士責任編輯

 

思考問題:

1. 為何車諾比核能電廠事故發生後其他機組繼續運作了相當長的時間?除了電力需求外,還有哪些可能的社會因素?

車諾比核能電廠建造的社會政治背景

車諾比核能電廠位於烏克蘭基輔州普里皮亞季鎮(英文拼法:Pripyat)附近,距離烏克蘭和白俄羅斯邊境只有16公里,距車諾比市西北18公里,距烏克蘭首都基輔(Kiev)以北110公里。核電廠建設方案最初打算將電站建在距離基輔僅25公里處,但是科學界擔憂核電廠與基輔過於接近,逐更改為現今位置。1986年電站的四號機組發生爆炸,引發目前為止(包括2011年日本福島核災在內)最嚴重的核電廠事故。

圖1:車諾比核電廠的地理位置和周遭國家。 (圖片出處:http://www.world-nuclear.org/info/chernobyl/inf07.html)

車諾比核電廠事故: 壓力管式石墨慢化沸水反應爐

車諾比核電廠事故: 壓力管式石墨慢化沸水反應爐 (RBMK)
大葉大學機械與自動化工程學系吳佩學副教授/美國Stony Brook University王瑜君物理學博士責任編輯

思考問題:

1. 車諾比核能電廠反應爐的設計上的缺陷為何?

車諾比核事故中的核反應爐是壓力管式石墨慢化沸水反應爐(俄語縮寫為RBMK,意思是「大功率管式反應爐」)。這是蘇聯建造的用於核電站的石墨慢化沸水反應爐。此技術於20世紀50年代發明,現在已被認為過時且有嚴重的缺陷,但是一直到2010年,俄羅斯境內仍有至少11台RBMK反應爐在運行,只是並沒有再新建此類型反應爐的計劃,車諾比核事故之後國際社會也持續施壓,要求俄羅斯當局關閉剩餘的那些RBMK反應爐。

圖1:RBMK反應爐構造示意圖 (圖片來源:http://en.wikipedia.org/wiki/RBMK)