And the third angel sounded, and there fell a great star from heaven, burning as it were a lamp, and it fell upon the third part of the rivers, and upon the fountains of waters.
這星名叫“茵蔯”。眾水的三分之一變?yōu)橐鹗c；因水變苦，就死了許多人。
And the name of the star is called Wormwood: and the third part of the waters became wormwood; and many men died of the waters, because they were made bitter.
------ 《圣經(jīng) 啟示錄》8:10-11
中文被稱為“茵蔯”，英文被稱為 “Wormwood” 的這種東西，在烏克蘭語中被叫做 “Chornobyl” ，俄語中叫做 “Chernobyl” 。
音譯為“切爾諾貝利”。
切爾諾貝利市，地處于烏克蘭北部和白俄羅斯的交界處，面積4平方公里，距離烏克蘭首都基輔100公里。歷史上曾經(jīng)多次被波蘭、德國、俄羅斯、烏克蘭等國爭奪，幾易其手。1941年，在德軍的占領(lǐng)下，它從一個小鄉(xiāng)鎮(zhèn)升級成為城市，隨后在蘇聯(lián)收復(fù)失地的過程匯總，這個城市從廢墟中被重新建立起來。
1971年，蘇聯(lián)總理阿列克謝?柯西金公布了蘇聯(lián)的“第九個五年計(jì)劃”。在這一計(jì)劃中，蘇聯(lián)第一次提出了“要將工業(yè)生產(chǎn)增長擺到首要位置上來”。其原因是蘇聯(lián)對西方經(jīng)濟(jì)政策的改變：1963年，蘇聯(lián)與法國簽署了通商協(xié)定，并且之后很快與法國建立了和平發(fā)展核能協(xié)定；1970年1月到2月，蘇聯(lián)相繼與意大利、西德簽訂了雙邊貿(mào)易協(xié)定，增加蘇聯(lián)生產(chǎn)的工業(yè)制品出口；1971年3月，蘇聯(lián)與法國簽訂了鈾原料精煉合作協(xié)議，10月簽署蘇聯(lián)法國共同宣言。
在這樣的背景之下，蘇聯(lián)一方面抓緊了在國內(nèi)的工業(yè)基地建設(shè)，同時作為工業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)，能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也迎來了大干快上的高峰。自1970年開始，蘇聯(lián)境內(nèi)陸續(xù)開始了比利比諾、克拉、庫爾斯克、列寧格勒、切爾諾貝利等多處核電站的建設(shè)，裝機(jī)容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過蘇聯(lián)當(dāng)時現(xiàn)有的核電機(jī)組。
由于“第九個五年計(jì)劃”的目標(biāo)是將蘇聯(lián)國內(nèi)生產(chǎn)總值提高37-40%，再加上與世界核電強(qiáng)國法國的一系列合作貿(mào)易協(xié)定的簽署，因此依靠核電的發(fā)展而帶動蘇聯(lián)的工業(yè)增長，成為了蘇聯(lián)在這一時期的主要發(fā)展目標(biāo)，是順理成章的。
于是在1970年，在切爾諾貝利市近郊的普里皮亞季，一座以核電站為中心的新城拔地而起。新城市的最初居民，只是負(fù)責(zé)建設(shè)這座國內(nèi)首屈一指的大型核電站的施工人員和設(shè)計(jì)人員。隨著切爾諾貝利核電站1號機(jī)組在1977年9月26日的落成，大量電站運(yùn)營人員、警備人員也隨之遷往此處。之后，2號機(jī)組、3號機(jī)組也紛紛在1978年12月21日、1981年12月3日完工，實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。
被寄予厚望的切爾諾貝利4號機(jī)組，在1983年12月22日并網(wǎng)發(fā)電。
與大多數(shù)能源行業(yè)的“外行”所想象的不同，核能發(fā)電的原理，其實(shí)非常簡單 —— 如果你知道火力發(fā)電的基本原理的話，那么理解起來就更容易了。
簡單來說，一套發(fā)電機(jī)組包括的主要部件分為三部分：1. 鍋爐 2. 發(fā)電機(jī) 3. 冷卻循環(huán)。
通過在鍋爐中燃燒燃料（煤、柴油、天然氣等等），釋放出的大量熱量將鍋爐中的水迅速加熱成為高溫高壓的蒸汽，然后蒸汽被導(dǎo)入汽輪機(jī)室，推動巨大的風(fēng)扇狀汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動。而汽輪機(jī)又與發(fā)電機(jī)軸直接相連，因此轉(zhuǎn)動將直接在發(fā)電機(jī)中產(chǎn)生出電能，被輸送走。通過汽輪機(jī)后，蒸汽逐漸降溫，冷凝成為水，再次被泵入鍋爐中，進(jìn)行循環(huán)。這就是簡單的火力發(fā)電基本原理。
而核能發(fā)電，其本質(zhì)上仍然是這樣的“熱能發(fā)電”形式 —— 利用核反應(yīng)中釋放出的大量能量來加熱水，產(chǎn)生高溫高壓蒸汽。在核能的模式里，“鍋爐”就被替換成為了“核反應(yīng)堆”。
然而，由于核能本身的放射性危險(xiǎn)，因此經(jīng)過了核反應(yīng)堆的水（蒸汽），本身就攜帶了放射性能量，是相對危險(xiǎn)的。為了應(yīng)對這一情況，核電技術(shù)便出現(xiàn)了分歧：沸水反應(yīng)堆 和 壓水反應(yīng)堆。
“沸水反應(yīng)堆 Boiling Water Reator”，其實(shí)與基礎(chǔ)火電的原理是完全一致的：水被直接通入反應(yīng)堆中，被加熱成高溫高壓蒸汽，通過汽輪機(jī)、冷卻循環(huán)，再泵回反應(yīng)堆。由于這些水都含有大量的放射能，一旦泄漏就會造成很大的破壞，因此沸水堆的安全系數(shù)相對較低，維修和維護(hù)都比較麻煩。然而，由于設(shè)計(jì)簡單，構(gòu)造簡單，所以沸水反應(yīng)堆的造價(jià)低廉，效率也比較高。同時隨著技術(shù)的進(jìn)步，沸水堆的安全系數(shù)也在不斷提高。
日本的福島第一、第二核電站、浜岡、東海第二核電站、我國在建的龍門第一、第二核電站，其基礎(chǔ)都是采用了沸水反應(yīng)堆。
“壓水反應(yīng)堆 Pressurized Water Reator”的原理，要比沸水反應(yīng)堆多一個步驟：為了防止含有放射能的水泄露，或是接觸汽輪機(jī)、循環(huán)水，因此在反應(yīng)堆里設(shè)計(jì)了一個“蒸汽發(fā)生器”。在蒸汽發(fā)生器中，核反應(yīng)堆中產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽（圖中黃色），在經(jīng)過加壓之后會通過熱交換的形式，把與之隔離開的常規(guī)循環(huán)水（圖中藍(lán)色）加熱。而被加熱的常規(guī)循環(huán)水，還是按照火力發(fā)電的原理，通往汽輪機(jī)、冷凝。
這樣一來，在壓水堆核電站里進(jìn)行發(fā)電、與外界接觸的循環(huán)水，便是不帶有放射能的“干凈”的水，其泄露所帶來的風(fēng)險(xiǎn)大大減少。
由于壓水堆相對安全，所以在核潛艇、核動力艦船上得到了大量的應(yīng)用。但由于其設(shè)計(jì)復(fù)雜、設(shè)備較多，因此造價(jià)較為昂貴。
然而，無論是構(gòu)造簡單的沸水堆，還是泄漏風(fēng)險(xiǎn)較低的壓水堆，其本身都不是核電站發(fā)生泄漏、爆炸等等事故的根本原因。
在本文中我將向各位介紹的“切爾諾貝利核電站事故”，屬于沸水堆；而美國的“三哩島核泄露事故”，在技術(shù)上屬于“風(fēng)險(xiǎn)較低”的壓水反應(yīng)堆。
切爾諾貝利4號機(jī)組之所以被寄予眾望，是因?yàn)橐坏┻@臺機(jī)組落成投產(chǎn)，切爾諾貝利核電站所擁有的4臺1000MW的機(jī)組，將使其成為世界上最大規(guī)模的核電站。其裝機(jī)容量將達(dá)到蘇聯(lián)全國核電站發(fā)電量的15%。僅僅是4號機(jī)組本身，就可以滿足烏克蘭共和國的10%以上的電力需求。
然而反觀切爾諾貝利4臺機(jī)組的建設(shè)過程，一個“是否趕工”的問題，是很值得我們懷疑的：
對于同樣的裝機(jī)容量來說，2、3號機(jī)組的建設(shè)周期基本都是2100天左右，而4號機(jī)組卻縮短為1726天；測試運(yùn)行的周期是160-180天，但4號機(jī)組的測試運(yùn)行僅進(jìn)行了100天不到。
針對這種看法，蘇聯(lián)方面在事故發(fā)生之后做出的解釋是：在4號機(jī)組工程的后期，切爾諾貝利核電站的廠長，維克托?布留哈諾夫曾經(jīng)堅(jiān)持要讓4號機(jī)組提前在12月22日完工并網(wǎng) —— 因?yàn)檫@一天是前蘇聯(lián)的核能產(chǎn)業(yè)紀(jì)念日。作為獻(xiàn)禮工程，4號機(jī)組在施工后期不得不進(jìn)行趕工，在物料短缺的情況下，不得不在施工材料中使用了一些可燃建材。
維克托?佩托維奇?布留哈諾夫，蘇共黨員，1935年12月1日誕生于蘇聯(lián)烏茲別克斯坦共和國的塔什干。1959年從塔什干技術(shù)學(xué)院畢業(yè)后，他一直在火力發(fā)電廠里工作。1966年，他被選為蘇共第二十七次全國代表大會的代表，之后就平步青云，1970年至1986年任基輔地區(qū)代表，切爾諾貝利區(qū)區(qū)委成員，切爾諾貝利區(qū)代表大會副委員長。于此同時，他也出面擔(dān)任了切爾諾貝利核電站的廠長。
1978年，他因1號機(jī)組成功投產(chǎn)而榮獲烏克蘭共和國獎?wù)?、紅色勞動獎?wù)隆?983年，他因?yàn)?、3號機(jī)組的建設(shè)完工投產(chǎn)，而獲得蘇聯(lián)十月革命勛章。他的妻子瓦倫蒂娜?米哈伊洛夫娜，同樣也是一名切爾諾貝利核電站的工程師。
對于電站來說，從建設(shè)完工到投入商業(yè)運(yùn)行，期間要完成若干項(xiàng)測試，以確保發(fā)電機(jī)組在各種極端的運(yùn)營條件下仍可以保證安全運(yùn)轉(zhuǎn)。而對于切爾諾貝利4號機(jī)組來說，由于廠長做出的“加班加點(diǎn)促生產(chǎn)”的指示，事實(shí)上在投入商業(yè)運(yùn)行之前，機(jī)組還有若干項(xiàng)壓力測試并沒有完成。
而這一人為的“刻意疏漏”，卻恰好釀成了慘劇的發(fā)生。
雖然我知道這部分很難懂，但是為了讓有求知欲的各位，在談到切爾諾貝利事件的時候，不會只是說“爆炸了，著火了，死了好多人”這種結(jié)論，所以我還是介紹一下它的結(jié)構(gòu)。
對于看過HBO miniseries《切爾諾貝利》第一集的朋友們來說，相信圖上這些詞語，你一定在劇里都看到過。
堆芯：由1600根管道組成，每根管道的中心放置著核燃料棒，周圍流過冷卻水。核燃料每時每刻都在釋放著大量的中子，當(dāng)中子遇到了其他燃料棒上的鈾元素后，就會引發(fā)原子裂變反應(yīng)，釋放出大量的熱能，加熱周圍的冷卻水，形成高溫高壓蒸汽。
控制棒：總共211根，每根長6.2米，成分是碳化硼。碳化硼可以吸收大量的中子，一旦插入反應(yīng)堆中，燃料棒所釋放的中子就會被控制棒吸走，阻止原子裂變反應(yīng)的發(fā)生。因此控制棒的作用是“插入減緩反應(yīng)速度”、“拔出加快反應(yīng)速度”。
水槽：遍布堆芯之中，其高度達(dá)到了110米。
石墨減速層：包圍在堆芯外部，目的是減緩堆芯向外發(fā)射的中子速度，降低并吸收中子輻射。
輻射隔離層：在當(dāng)時的技術(shù)環(huán)境下，蘇聯(lián)核電站的技術(shù)人員們認(rèn)為原子反應(yīng)堆是完全安全的，因此只在堆芯外部建造起了水泥、鉛板構(gòu)成的隔離層，并未對建筑物進(jìn)行雙層、加壓隔離。
由于核燃料的巨大放射性，因此在堆芯內(nèi)部的所有物品，事實(shí)上都在時時刻刻接受著大量的輻射。其所蘊(yùn)含的輻射能量，是人體根本無法承受的。
無論是短時間接觸了堆芯內(nèi)部的各種物料、材質(zhì)，還是直接暴露于堆芯內(nèi)部的輻射環(huán)境之下，都會讓人體出現(xiàn)急性輻射反應(yīng)，導(dǎo)致死亡。所以對于任何的核電站來說，堆芯都是需要極其謹(jǐn)慎小心地進(jìn)行維護(hù)的。
按照計(jì)劃，切爾諾貝利4號機(jī)組原定于4月25日進(jìn)行停機(jī)點(diǎn)檢 —— 發(fā)電機(jī)組一旦并入輸電網(wǎng)，為了防止電網(wǎng)上的供電出現(xiàn)大幅波動，所有的停機(jī)活動都必須經(jīng)過批準(zhǔn)后，在固定的時間進(jìn)行。而由于在商業(yè)運(yùn)行之前，4號機(jī)組就沒有進(jìn)行過壓力測試，因此電廠管理層決定趁此停機(jī)機(jī)會，正好可以將壓力測試順便完成。
壓力測試的內(nèi)容是這樣的：當(dāng)發(fā)電機(jī)組的外部供電被切斷時，利用汽輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)慣性來維持低熱功率發(fā)電，測試是否可以維持對主循環(huán)水泵和堆芯冷卻水泵的正常運(yùn)行。這種測試是在假定一旦天災(zāi)、戰(zhàn)爭等等情況發(fā)生的情況下，發(fā)電機(jī)突然停機(jī)，機(jī)組是否能夠?qū)⒗鋮s水注入堆芯以求自保的一項(xiàng)測試。
盡管其他采用同樣機(jī)組的核電站都以“測試風(fēng)險(xiǎn)過大”為由，否決了這項(xiàng)測試，但也許是為了“爭頭功”，廠長布留哈諾夫仍然批準(zhǔn)這次測試的進(jìn)行。在現(xiàn)場，他留下了運(yùn)營主管迪亞特洛夫進(jìn)行負(fù)責(zé)。
4月25日凌晨1點(diǎn)06分，4號機(jī)組的控制棒緩緩插入，機(jī)組從滿熱功率開始逐漸降低負(fù)載。3點(diǎn)47分，機(jī)組的熱功率降到了50%。從4點(diǎn)13分到中午12點(diǎn)36分，熱功率一直維持在50%左右。13點(diǎn)05分，4號機(jī)組接入的兩臺發(fā)電機(jī)：7號發(fā)電機(jī)和8號發(fā)電機(jī)分別完成了振動測定。電站操作人員將7號發(fā)電機(jī)斷網(wǎng)。為了配合之后測試的進(jìn)行，電站操作人員將緊急堆芯冷卻系統(tǒng)（ECCS）也進(jìn)行了切斷。
25日下午14時整，基輔供電管理中心突然給切爾諾貝利核電站打來電話，要求8號發(fā)電機(jī)持續(xù)以50kWe的功率進(jìn)行供電。不得已，廠房只好將之前計(jì)劃對4號機(jī)組進(jìn)行的壓力測試延期，保持機(jī)組的低功率運(yùn)行，以確保8號發(fā)電機(jī)可以順利供電。
25日23點(diǎn)10分，入夜后的城市電力需求開始下降，基輔供電管理中心再次打來電話，同意切爾諾貝利4號機(jī)組下線停機(jī)。于是電廠的操作人員將控制棒繼續(xù)插入，持續(xù)降低4號機(jī)組的裂變反應(yīng)速度。
4月26日0時05分，4號機(jī)組的熱功率已經(jīng)降到了25%左右的720MWt。0時28分，機(jī)組熱功率降為500MWt。之后在操作人員將控制系統(tǒng)切換到“低功率自動運(yùn)行模式”時，突然發(fā)現(xiàn)反應(yīng)堆的熱功率降低到了30MWt的水平，有徹底停機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)。（原因后述）
一旦反應(yīng)堆徹底停止，那么不僅當(dāng)天的壓力測試無法進(jìn)行，而且在重新啟動時，也需要等待至少10小時以上，才可以重啟。因此操作人員緊急將控制棒開始拉起，希望能夠讓反應(yīng)堆恢復(fù)一定的功率，以保證測試的順利實(shí)施。
0點(diǎn)33分，4號機(jī)組的功率開始緩慢上升。
1點(diǎn)03分，4號機(jī)組的功率恢復(fù)到了200MWt的水平，達(dá)到了壓力測試所需的數(shù)值?，F(xiàn)場主管迪亞特洛夫通知當(dāng)班運(yùn)營人員，測試正式開始。
1點(diǎn)07分，總共8臺主循環(huán)泵啟動。循環(huán)水大量涌入燃料棒水槽所導(dǎo)致的降溫，使還在水槽中的蒸汽迅速冷凝，管道中的蒸汽量大量減少。而蒸汽量的減少，讓蒸汽/水分離器中的水位發(fā)生了下降，通往發(fā)電機(jī)的蒸汽也相應(yīng)減少。
1點(diǎn)15分，為了維持蒸汽的發(fā)生，按照指示操作員 亞歷克桑德列?阿基莫夫 和 列奧尼德?托普脫諾夫 將控制棒繼續(xù)提升，以加快反應(yīng)堆的裂變速度。
1點(diǎn)19分39秒 - 1點(diǎn)19分44秒，控制臺上顯示：控制棒已經(jīng)提升至最高位置。
1點(diǎn)23分04秒，操作員將8號發(fā)電機(jī)的蒸汽入口關(guān)閉，準(zhǔn)備利用汽輪機(jī)的慣性進(jìn)行測試。然而，堆芯的功率上升速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了所有運(yùn)營人員的預(yù)料，14秒后觀察人員從控制室中看到，系統(tǒng)檢測到堆芯溫度上升過快，一些控制棒開始自動落下，于是在1點(diǎn)23分34秒，他們按下了緊急防護(hù)系統(tǒng)啟動的 AZ-5 按鈕，讓200余支控制棒一起插入堆芯。
隨著控制棒插入堆芯，裂變反應(yīng)非但沒有停止，而是迅速地發(fā)生了爆炸。堆芯像是一只從地底深處爬出來的憤怒的巨獸，又或是從天空中墜落的燃燒的大星，向著天空和人世，噴發(fā)著致命而炫目的火焰。
這就是《切爾諾貝利》第一集開頭的部分：控制室里的所有人都面面相覷，沒有人知道到底是什么爆炸了，更不知道是什么引發(fā)了爆炸。
那么我來講講，為什么切爾諾貝利4號機(jī)組發(fā)生了爆炸。
在使用鈾235作為核燃料的反應(yīng)堆中，隨著裂變反應(yīng)的發(fā)生，會生成碲135同位素。而經(jīng)過2分鐘之后，一半以上的碲135會衰變?yōu)榈?35和氙135（對，就是氙氣大燈的氙）。由于在進(jìn)行當(dāng)晚的測試之前，4號機(jī)組已經(jīng)維持了較長時間的低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，因此在水槽中，已經(jīng)積聚了相當(dāng)大量的氙135。
而氙135的特點(diǎn)是，它具有一定程度的吸附中子的能力。在核反應(yīng)堆中，大量存在的氙135會使燃料棒釋放出的中子無法到達(dá)其他反應(yīng)棒，從而減緩反應(yīng)堆的裂變速度。
當(dāng)4號機(jī)組在1986年4月26日的0點(diǎn)28分，逐步降低功率的途中突然出現(xiàn)了功率迅速降低的情況時，恰好就是反應(yīng)堆內(nèi)氙135的濃度達(dá)到峰值的時候。本來就已經(jīng)被控制棒將大量中子吸走的情況下，氙135的增多，便導(dǎo)致了功率的迅速下降。
這種現(xiàn)象被稱作“氙補(bǔ)償效應(yīng) Xenon Override”，可惜的是那時的核電站工作人員，并不知道這種現(xiàn)象的存在。
而當(dāng)1點(diǎn)23分04秒的壓力測試開始后，氙135的濃度開始下降，此時核反應(yīng)堆的威力才真正開始逐漸顯露。由于水槽中的蒸汽量很少，所以燃料棒所釋放出的大量的熱能并沒能及時被水蒸氣所吸收，而是在不斷進(jìn)行自我加溫 —— 如果你看到過干燒的“熱得快”，就大概是那個樣子。
操作員們發(fā)現(xiàn)苗頭不對，拍下了“AZ-5”按鍵的時候，200余支控制棒一齊下落。而在切爾諾貝利4號機(jī)組上所使用的控制棒，它的結(jié)構(gòu)是這樣的：
從上方落下的控制棒，頭部的阻水棒（灰色），首先會將管道中的水?dāng)D出管道，之后再由后部黑色的吸收棒插入反應(yīng)堆中，吸收中子。然而這一設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是，石墨制阻水棒的中子吸附效果，其實(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)差于水的。所以在控制棒的頭部剛剛進(jìn)入堆芯的時候，水被從管道中排出，而進(jìn)入的阻水棒卻不能阻止裂變反應(yīng)的進(jìn)行。
這樣的控制棒，在以往常規(guī)操作中，由于幾乎不用“整根拿出”，更不用“200余根一齊下落”，所以石墨阻水棒對于反應(yīng)堆的整體影響，其實(shí)是微乎其微的。但是，在眼下的這個環(huán)境里，200余根控制棒一齊插入堆芯，無異于在一瞬間給了堆芯中的中子更自由的活動機(jī)會。
于是，就是在這一瞬間，切爾諾貝利核電站，開始變成人間煉獄。