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切爾諾貝利的核電站事故及其影響:人類歷史上一個永遠的痛之痛

人類經濟社會發展的直接驅動力,就是對能源利用規模和效率的提升。自從

科學家

發現了微觀原子內部所蘊含的巨量能量之後,透過放射性元素的核

裂變

反應,成為清潔高效的發電模式之一。不過,核電站發電雖然比傳統發電模式,具有使用原料少、清潔無汙染、發電效率高、成本較低等優點,然而它也有著潛在的風險,比如核洩漏、需要大量的水源、產生熱汙染等。35年前發生的切爾諾貝利的核電站爆炸,則是人類歷史上一個永遠的“痛”。

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切爾諾貝利的核電站事故及其影響

1986年,位於前蘇聯境內的切爾諾貝利核電站,因管理嚴重不當,4號機組發生了爆炸。許多高能輻射物質,隨著爆炸的衝擊波傳輸到周圍的空氣中,直接引發了區域周圍4000多人的死亡,有超過30萬名居民被迫轉移,由於轉移得不及時,一些轉移民眾後來又患上了白血病、癌症和其它一些基因疾病。

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爆炸周圍半徑達30公里的範圍內,植物枯萎死亡數不勝數,野生動物有的逃亡到其它區域,有的直接死亡,有的後代發生畸形。截至目前,切爾諾貝利核事故的影響還沒有完全恢復。

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之所以放射性物質能夠對生物機體產生操作,主要原因在於高能輻射(X射線、伽馬射線、阿爾法射線和貝塔射線)都具有一定的穿透能力,能夠將生物機體細胞中的分子或者原子中的電子“撞擊”出去。而決定生物活性的一個重要因素就是蛋白質的合成,即DNA的表達方式。

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在高強度核輻射照射下,DNA中的鹼基對就會被電離或者被破壞,從而引發基因混亂,影響蛋白質的合成效率,繼而造成細胞功能紊亂甚至失活,機體的生殖能力下降、基因疾病甚至直接死亡。

35年後切爾諾貝利反應堆又開始“工作”了

近日,有研究機構透過監測發現,在切爾諾貝利一處封閉的核反應室中,又發現了核裂變反應。目前烏克蘭的科學家正在抓緊進行測算,來估算殘留的放射性物質裂變反應能否自行結束,同時正在抓緊評估是否需要緊急採取措施,來避免引發新的核事故。

研究機構所採用的方法,主要是透過感測器,來對一個封閉“房間”的放射性強度開展測量,結果發現了緩慢增加的中子,而這種現象是發生核裂變的訊號。在某種意義上來說,這種現象並不樂觀,具備一定的不確定因素,不能從根本上排除再次發生事故的可能性。

其實,核廢墟中維持自我核裂變或者臨界反應條件的隱患,一直都困擾著切爾諾貝利核事故的後續處理。比如,1986年4月,當核電站4號機組反應堆的部分堆芯融化時,鈾燃料棒、包裹層、石墨控制棒以及人們試圖滅火時傾倒在上面的沙子,一起被熔化,逐漸流入了反應堆下面的地下房間,然後慢慢硬化,硬化後的物質結構中,則含有95%的核原料(總量約為170噸)。

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1年後,當4號機組的殘骸被混凝土等“容器”封存以後,大氣環境中的降水也會時不時滲入這個“容器”。由於水可以減緩中子的速度,在此過程中卻提高了撞擊、分裂鈾核的機率,所以在大雨天氣下,反應堆殘骸裡面生成的中子數量會明顯增加。

為了解決這一問題,當地斥巨資,在機組殘骸的上方,修建了一個可以遮擋雨水的“新的安全隔離設施”,以此來進一步封閉掩體,直至最終趨於穩定。在這個裝置建造以來,封閉區大多數區域生成的中子數量正在保持穩定或者逐漸下降。

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不過最近,研究機構監測到這一封閉的區域內,仍然有幾個地方的中子數量開始上升,其中在一個“反應室”內4年內中子數量甚至增加了一倍,而這個區域埋藏著之前凝固硬化的數噸核原料。雖然科學家們尚不清楚有些地方中子數量攀升的機制,但有人認為這些區域過於乾燥,也會加大中子撞擊鈾原子核的機率。

潛在的威脅

雖然切爾諾貝利目前的狀態,不可能再發生像1986年那樣的核爆炸,但是科學家們提醒,這種中子數量攀升的現象,仍然具有不可忽視的威脅。那些凝固硬化的核原料,仍然會發生失控的核裂變反應。最終的結果自然是在熱量蒸發掉剩餘的水分後直至停歇,不過,這個過程卻是封閉掩體不穩定的“罪魁禍首”,使得投入巨量資金修建的安全隔離設施中充滿放射性塵埃。

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而這些放射塵埃的存在,使得利用人為力量來消除這種威脅、以及後續的勘測、設施拆除等帶來了巨大威脅,甚至有的區域連安裝感測器都無法做到。而且,即使應用噴灑某些化學物質的方法,在這裡也行不通,畢竟“放射性塵埃”所在的區域是一個封閉的空間。

為了更好地消除這種隱患,科學家們設計了一種方案,那就是使用一個可以長時間抵抗強核輻射的機器人,然後機器人在程式控制下,在凝固硬化的結構上面鑽出一個小孔,然後插入一個硼圓筒,然後就像核反應堆中的控制棒一樣,可以有效可是中子,從而從根本上降低失控核裂變造成的風險。

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