文/ U156
首先我們解答上一期《俄羅斯：美版《車諾比》什麼玩意？我們自己拍！》評論區中的幾個問題：
NO.1：有讀者對重水反應堆感興趣，並且很疑惑，這玩意兒這麼危險為啥加拿大還要大規模投入使用？
加拿大搞核電站還是上世紀50年代跟風隨大流，雖然跟了大流但是加拿大人不走尋常路：他是自己獨立搞核電的，而且屬於典型的「沒有條件製造條件也要上」。
加拿大核反應堆
（圖源：blogspot）
在既沒有濃縮鈾技術也沒有製造核電站用大型壓力容器技術的前提下，加拿大人將核燃料塞進壓力管形成一個小單元，然後將幾百個小單元拼在一起就完成了大型反應堆的製作。 巨大的投資也帶來了更為巨大的回報，包括中國和印度在內的很多國家都先後斥巨資引進了CANDU堆。
NO.2：核廢料也能爆炸？
能。INES中到目前為止唯一的6級核事故就是蘇聯克什特姆核廢料場爆炸事故（Kyshtym Disaster）。這個核廢料場接收的是從提煉鈽（用來造核彈頭）的工廠運出的核廢料。
1957年，由於一個核廢液儲存罐的冷卻系統故障且沒有得到及時修復，導致儲存罐內溫度升高，液體汽化，儲存罐爆炸，重達160噸的混凝土頂蓋當場騰空而起；大量輻射性物質成了脫韁的野馬隨風而去，近萬人被疏散。
事故影響的範圍
（圖源：wikipedia）
NO3：蘇聯當年到底對車諾比核電站幹了啥？
正好今天的正文就打算聊這個事兒↓
上期文章中筆者談到自己不認同HBO拍個歷史劇都要往裡面摻私貨的這種做法，但是筆者也絕對沒有為車諾比核電站洗地的意思，因為他們確實存在著連一般工廠都不允許發生的問題。
在上一篇中我們談到車諾比電站的四個建造好的反應堆都是使用輕水作為冷卻劑，作為配套的設備，水泵肯定是必不可少的。各機組也配有3臺備用柴油發電機用來在緊急時刻為水泵提供電力，但是柴油發電機需要一分鐘左右來暖機。
如何讓反應堆安全度過這個一分鐘的空窗期就成了一個問題。
車諾比核電站四號機組配置的水泵
這個泵在邊上的渦輪機房裡
（圖源：rferl.org）
當時的解決方案是利用蒸汽輪機的慣性，也就是在停機後發電機那邊的蒸汽渦輪不會馬上停止，依然會轉一段時間，在這段時間內由它帶動的發電機也會產生一定的電力。核電站方面打算用這部分電力來帶動冷卻泵。說得再簡單一點，就是給反應堆冷卻泵換個臨時電源的問題。
車諾比核電站主循環泵機房
四號堆的主循環泵機房已經被摧毀了
這個是四號堆隔壁的三號堆的主循環泵
（圖源：dailykos）
而正是這個「簡單問題」，導致了這次悲劇的出現。
請記住這張圖
接下來我們會用到它
在我們進行更進一步的討論之前，我們先來把時間軸捋一遍，從爆炸前一天4月25 日開始：
4月25日凌晨01:00，反應堆從滿功率3200MW開始降低功率。
4月25日凌晨03:47，反應堆功率保持在1600MW。
*4月25日下午14:00，按照測試程序反應堆緊急供水系統（Emergency Cooling System）被切斷以避免它影響接下來的測試。這個時候來自基輔調度中心的電話表示你們那個測試得延遲一會兒，我們這兒急著用電呢；然後反應堆就這麼一直保持著1600MW運行了九個多小時。
4月25日晚上23:10，反應堆從1600MW開始繼續降低功率。
*4月25日24:00，換班。
*4月26日凌晨00:05，反應堆功率下降到720MW，並且繼續下降至700MW以下。
*4月26日凌晨00:28，反應堆功率下降到500MW，控制方式由手動切換為自動，功率繼續降低到30MW。
*4月26日凌晨01:00，反應堆功率回到200MW並維持穩定，測試開始。
4月26日凌晨01:03，按照測試程序，備用主循環泵切到左冷卻迴路開始為堆芯供水。
4月26日凌晨01:07，按照測試程序，備用冷卻泵切到右冷卻迴路開始為堆芯供水。
RBMK-1000的兩個冷卻迴路
（圖源：researchgate.net）
*4月26日凌晨01:19，蒸汽壓力達到危險水平，開始加大注水量；系統將控制棒提升一部分以保持反應速率，然後控制棒由手動模式進行操作（往外拔）。系統蒸汽壓力開始下降，為了保持壓力，通向汽輪機的閥門被關閉。蒸汽包自動跳閘功能也被人為切斷。
4月26日凌晨01:23，反應堆狀態穩定，測試正式開始。示波器被打開，緊急制動閥被關閉。
01:23:04，渦輪機進料閥關閉，渦輪機開始惰轉（Coasting），四個冷卻泵在半分鐘內沒有運作。
*01:23:40，AZ-5按鈕被按下，控制棒開始插入堆芯
車諾比四號堆中控室殘骸
手下面就是AZ-5按鈕
（圖源：dailykos）
01:23:43，功率急速上升至530MW，系統發出警報。
01:23:44，功率急速上升，蒸汽管破裂。
01:23:46，兩個主循環泵報銷。
01:23:47，汽水分離器壓力和水位急劇上升。
01:23:48，主循環泵流速恢復工作失敗。
01:24，中控室記錄到強烈震感。
我們現在來看一看原始的測試要求有哪幾個要點：
1.測試功率應在700-800MW之間，但是不得低於700MW
2.汽輪機在測試前必須保持全速運轉
3.在1和2都成立的情況下，切斷汽輪機蒸汽管道
4.記錄汽輪機在空窗期的發電量是否能滿足需求
5.緊急發電機正常運行後，渦輪發電機關閉
如果按照要求來做這個測試應該是沒有問題的，但是實際的執行情況和計劃中要求的差的太遠太遠。在前面的時間軸上有幾個點我給打了*號，我們現在來看看這幾個點的問題：
*4月25日下午14:00，切斷了緊急供水系統後接到電話通知測試延遲。
反應堆在非測試狀態且沒有緊急供水系統作為安全保障的情況下運行了整整9個小時，緊急供水系統在後來的過程中徹底打了醬油。
*4月25日24:00，換班。
像這種24小時連軸轉的單位，白班和夜班交接班是要開會的，確認了沒有問題上一班人員才可以下班；而接班的領導要確保上崗前自己部門裡每個人都知道自己要幹嘛。單從結果上來看，這個交接班做得非常差。
*4月26日凌晨00:05和4月26日凌晨00:28，反應堆功率下降至700MW以下。
這個操作已經違反了測試要求第一條不得低於700MW。而且這個時候反應堆已經累積了太多的氙-135導致反應堆毒化了，因為在之前的操作中反應堆的功率下降速度太快，部分核裂變的衍生物氙-135並沒有得到充足的中子轉化成氙-136；這一批累積在反應堆中的氙-135和控制棒爭奪堆芯中的中子，致使反應堆輸出功率急劇下降。
*4月26日凌晨01:00，反應堆功率回到200MW，測試在沒有達到前提要求的情況下強行開始。
這個魯莽的決定最終毀了四號反應堆。
*4月26日凌晨01:19，手動拔控制棒開始。
這也是所有操作中最令人詬病的一點。控制棒退出中子爭奪戰使得之前累積的氙-135得到了足夠的中子轉化成了氙-136，越來越少的氙-135和幾乎全部被拔出來的控制棒導致反應速率急劇升高。
第五集列加索夫教授發言這一段很值得一看
（圖源：《車諾比》劇照）
*01:23:40，整整過了五分鐘才有人按下AZ-5按鈕，但是已經來不及了……
車諾比四號機組中控室AZ-5的位置
車諾比一號機組AZ-5按鈕
（圖片來源：京都大學原子爐實驗所）
AZ-5是緊急停機按鈕，其作用原理是按下去後所有的控制棒一起插進堆芯把核反應給控制住。本來應該作為最後一根保險絲的AZ-5按鈕，為什麼在實際操作中弄出了個反效果：不但沒能控制住核反應，反而成為了導火索把反應堆頂蓋給炸飛了？
中控室裡包括副總工加特洛夫（也譯作迪亞特洛夫）
在內所有人都是一臉懵：
按了個緊急按鈕居然能整這麼大動靜？啥情況？
（圖源：《車諾比》劇照）
HBO劇中提到的設計缺陷為這個問題背了鍋。
RBMK的控制棒大部分是用來吸收中子的碳化硼，控制棒插入堆芯的深度決定了中子吸收劑（碳化硼）的含量，中子吸收劑越多反應速率越慢；反之如果把控制棒向上拔出，反應速率加大。
RBMK控制棒
（圖源：www.lei.lt）
但是這條控制棒的尖端給有一塊石墨，石墨在核反應堆中是作為慢化劑是用來給中子減速的。蘇聯設計師注意到，反應堆的堆芯和控制棒是由水進行冷卻的，而作為冷卻劑的水也是可以吸收中子的。為了增強拔出控制棒後的加速效果，就在尖端給加了一塊石墨作為分離物（Displacer）。
而RBMK-1000反應堆的控制棒是從上往下插入堆芯的，也就是說這AZ-5按下後先下去取代了堆芯中水的位置的，正是處在控制棒尖端的石墨！因為在前面的操作中幾乎全部的控制棒都被拔了出來（留在堆芯裡的只有6根！），所以當AZ-5按下去的那一刻，200根以上的控制棒同時往堆芯裡插！
這個效果可以說是立竿見影：下去了一大堆石墨使得慢化劑密度升高，反應堆功率輸出加大。在此之前，堆芯裡面的部分結構因為過熱變形導致控制棒卡在半路沒法整個插進堆芯裡，控制棒後面真正能起作用的碳化硼毫無用武之地。
由於通往汽輪機的閥門被關閉，反應堆堆芯的蒸汽壓力越來越大……最終巨大的蒸汽壓力將反應堆兩噸重的頂蓋連同半個房頂一起給轟上了天。
車諾比四號堆控制室
這就是人類歷史上第一次最高級（7級）核事故的大致經過，但是這只是一個開始。我們今天聊到的設計上的缺陷加上一大堆根本不合格的操作，並不是事故原因的全部。
被永久封閉在四號堆裡的這位技術人員
是主循環泵操作員霍登舒克（Valery Khodemchuk）
他在爆炸發生的那一瞬間當場殉職
這是位於車諾比四號反應堆中他的紀念牆
（圖源：Pinterest）
接下來的推送中筆者將對劇中後續救災情節進行「解毒」，中間會穿插著對部分技術點和人物事跡進行科普，由於作者水平有限，如有錯謬之處敬請在評論區批評指正。
對了，留一個問題給大家：大家認為圖上的這位在車諾比四號堆中控室裡幹啥？
特約作者：U156