在HBO的最新迷你剧《切尔诺贝利》中，俄罗斯科学家揭示了切尔诺贝利核电站4号反应堆爆炸的原因，该反应堆向整个北欧喷射了放射性物质。
在切尔诺贝利核事故后，人们发现这个设计名为RBMK-1000的反应堆存在根本缺陷。然而，俄罗斯仍有10座同样类型的反应堆在运行。我们怎么知道他们是否安全?
简而言之，我们没有。专家们说，这些反应堆经过了改造，下载杏耀以减少再次发生切尔诺贝利式灾难的风险，但它们仍然不如大多数西式反应堆安全。而且，没有任何国际保障措施可以阻止存在类似缺陷的新核电站的建设。
”有一系列不同类型的反应堆,现在正在考虑在不同的国家明显不同于标准的轻水反应堆,其中许多设计师正在淡化有安全缺陷,”埃德温·莱曼说,资深科学家和核安全项目的代理主任忧思科学家联盟。
“变化越多，”莱曼告诉，“它们就越会保持不变。”
4号反应堆
切尔诺贝利灾难的核心是RBMK-1000反应堆，这种设计只在苏联使用过。该反应堆不同于大多数西方国家使用的标准设计的轻水核反应堆。(华盛顿州汉福德核电站的一些早期美国反应堆也有类似的设计，存在类似的缺陷，但在上世纪60年代中期得到了修复。)
轻水反应堆由一个装有核材料的大型压力容器(核心)组成，通过循环供水冷却。在核裂变中，一个原子(在这种情况下是铀)分裂，产生热量和自由的中子，这些中子进入其他原子， 杏耀娱乐移动客户端下载。，导致它们分裂并释放热量和更多的中子。热量将循环水转化为蒸汽，蒸汽推动涡轮机发电。
在轻水反应堆中，水也作为一个慢化剂来帮助控制核心内正在进行的核裂变。慢化剂减慢自由神经元的速度，使它们更有可能继续裂变反应，使反应更有效。当反应堆升温时，更多的水会变成蒸汽，而起到缓和作用的水就会减少。结果，裂变反应减慢了。负反馈回路是一个关键的安全特性，有助于防止反应堆过热。
RBMK-1000则不同。它也使用水作为冷却剂，但石墨块作为慢化剂。反应堆设计上的变化使得它可以使用比通常更少的浓缩燃料，并在运行时补充燃料。但是随着冷却剂和慢化剂角色的分离，“更多的蒸汽，更少的反应活性”的负反馈循环被打破了。相反，RBMK反应堆有所谓的“正空穴系数”。
当反应堆的空隙系数为正时，裂变反应会加速，因为冷却水会变成蒸汽，而不是减速。从瑞典国防研究机构退休的核物理学家拉斯-埃里克德吉尔(Lars-Erik De Geer)说，这是因为沸腾会在水中打开气泡或空隙，使中子更容易直接到达增强裂变的石墨慢化剂。
他告诉《生活科学》，从那里开始，问题就出现了:裂变变得更有效了，反应堆变得更热了，水变得更热了，裂变变得更有效了，这个过程还在继续。
灾难前
当切尔诺贝利核电站全力运行时，这不是什么大问题，莱曼说。在高温下，驱动裂变反应的铀燃料往往会吸收更多的中子，使其反应性降低。
然而，在低功率下，RBMK-1000反应堆变得非常不稳定。在1986年4月26日切尔诺贝利事故发生之前，操作人员正在进行一项测试，看核电站的涡轮机是否能在停电时运行应急设备。这项测试要求工厂以较低的功率运行。在断电期间，基辅的电力部门下令运营商暂停这一过程。一个传统的核电站已经关闭，而切尔诺贝利的发电是必须的。
德吉尔说:“这是最终发生这一切的主要原因。”
工厂以部分电力运转了9个小时。当操作人员得到许可，为剩下的大部分下行通道供电时，反应堆中已经积累了大量吸收中子的氙，他们无法维持适当的裂变水平。电力几乎耗尽。为了推动反应堆，操作人员拆除了大部分控制棒，这些控制棒由可吸收中子的碳化硼制成，用于减缓裂变反应。操作人员还减少了通过反应堆的水流。根据核能机构的说法，这加剧了正的空隙系数问题。突然之间，人们的反应变得非常激烈。几秒钟内，电力飙升至反应堆设计承受能力的100倍。
还有其他一些设计缺陷，一旦开始，就很难控制住局面。德吉尔说，例如，控制棒的顶端是石墨。当操作员看到反应堆开始失控并试图降低控制棒时，他们被卡住了。直接的效果不是减缓裂变，而是局部增强，因为尖端的额外石墨最初提高了附近裂变反应的效率。紧接着发生了两起爆炸。科学家们仍在争论每次爆炸的确切原因。这两种爆炸都可能是循环系统中压力迅速增加导致的蒸汽爆炸，或者一种可能是蒸汽爆炸，另一种可能是失效反应堆中化学反应引起的氢气爆炸。根据爆炸后在莫斯科以北230英里(370公里)的切列波韦茨(Cherepovets)探测到的氙同位素，德吉尔认为，第一次爆炸实际上是一股核气体喷流，向大气中喷射了几公里。
更改
事故的直接后果是苏联“一段非常令人不安的时期”，1986年在莫斯科的德克萨斯农工大学(Texas A&M University)科技历史学家乔纳森·库伯史密斯(Jonathan Coopersmith)说。起初，苏联当局对情报严加保密;国营媒体把这件事掩盖起来，谣言四起。但在遥远的瑞典，德吉尔和他的同事们已经发现了不寻常的放射性同位素。国际社会很快就会知道真相。
5月14日，苏联领导人米哈伊尔·戈尔巴乔夫(Mikhail Gorbachev)发表了电视讲话，公开谈论了所发生的事情。库珀史密斯告诉《生活科学》，这是苏联历史上的一个转折点。
“它让开放成为现实，”库伯史密斯说，他指的是苏联初期的透明政策。
它还开创了核安全合作的新时代。1986年8月，国际原子能机构(International Atomic Energy Agency)在维也纳举行了核事故后的峰会，与会的德吉尔说，苏联科学家以前所未有的开放态度对待这次峰会。
“他们告诉我们的事情多得让人吃惊，”他说。
对切尔诺贝利事故的反应包括对正在运行的其他17个RBMK-1000反应堆的修改。据促进核能发展的世界核协会称，这些变化包括在堆芯中加入抑制剂，以防止在低功率下发生失控反应，增加运行中使用的控制棒数量，以及增加燃料浓缩。控制棒也进行了改造，这样石墨就不会移动到增加反应活性的位置。
切尔诺贝利的其他三个反应堆在2000年之前一直在运行，但后来都关闭了，立陶宛的另外两个rbmk反应堆也关闭了，这是该国加入欧盟的要求。在库尔斯克有四座RBMK反应堆，在斯摩棱斯克有三座，在圣彼得堡有三座(2018年12月，四座反应堆退役)。
这些反应堆“不如我们的好，”德吉尔说，“但比以前好多了。”
“无论他们做什么，设计的一些基本方面是无法修复的，”莱曼说。“我不会说他们能够将RBMK的整体安全性提高到西式轻水反应堆的标准。”
此外，德吉尔指出，这些反应堆并没有像西式反应堆那样采用全密封系统。安全壳系统是由铅或钢制成的防护罩，用于在事故发生时防止放射性气体或蒸汽泄漏到大气中。
监督忽视了么?
莱曼说，尽管核电站事故有可能造成国际影响，但就什么是“安全”核电站还没有达成具有约束力的国际协议。
他说，《核安全公约》要求各国对其安全措施保持透明，并允许对核电站进行同行审查，但没有执行机制或制裁措施。Lyman说，每个国家都有自己的监管机构，这些机构只有在地方政府允许的情况下才具有独立性。
“在腐败猖獗、缺乏良好治理的国家，你怎么能指望任何独立的监管机构能够正常运作?”莱曼说。
莱曼说，虽然除了苏联以外，没有人制造RBMK-1000反应堆，但一些拟议的新反应堆设计确实涉及正的空穴系数。例如，快增殖反应堆，即在发电时产生更多裂变物质的反应堆，其空隙系数为正。俄罗斯、中国、印度和日本都建造了这类反应堆，不过日本的反应堆尚未投入使用，计划退役，而印度的反应堆也比原计划晚了10年。(加拿大也有一些正空穴系数较小的反应堆在运行。)
“设计师们认为，如果把所有因素都考虑进去，它们总体上是安全的，所以这并不重要，”莱曼说。但他说，设计师不应该对自己的系统过于自信。
“正是这种想法让苏联陷入了困境，杏耀移动客户端”他说。“如果不尊重我们不知道的东西，就会给我们带来麻烦。”
编者按:这篇报道的更新是为了说明，大部分(但不是全部)控制棒已从反应堆中移除，并说明美国的一些早期反应堆也有正的空穴系数，尽管它们的设计缺陷得到了修复。
