接著再關(guān)注一下英國(guó)溫斯克爾反應(yīng)堆事故。
1950至1951年,英國(guó)政府開(kāi)始在人口稀少的坎布里亞郡的溫斯克爾建設(shè)兩個(gè)生產(chǎn)钚的核反應(yīng)堆,為英國(guó)核武器計(jì)劃服務(wù)并提供燃料。反應(yīng)堆使用涂層為鋼的鈾作為燃料元件,燃料元件嵌入到15米長(zhǎng)的石墨管中,石墨作為中子慢化劑。通過(guò)空氣冷卻反應(yīng)堆的堆芯,廢氣通過(guò)125米長(zhǎng)的排氣管排放到大氣中。
1957年10月7日,溫斯克爾工廠在反應(yīng)堆低功率運(yùn)行后被關(guān)閉的同時(shí),發(fā)現(xiàn)1號(hào)反應(yīng)堆開(kāi)始出現(xiàn)維格納能量的釋放。此時(shí)堆芯中一個(gè)或更多燃料元件實(shí)際上是過(guò)熱的,鋼套已經(jīng)熔化或破裂。隨著堆芯溫度的繼續(xù)升高,沒(méi)有暴露到大氣中的受損的燃料元件鈾開(kāi)始燃燒,造成附近的燃料元件過(guò)熱和破裂,因此擴(kuò)大了火災(zāi)。
10月10日,1號(hào)反應(yīng)堆的煙道氣中的放射性水平開(kāi)始急劇上升,由于反應(yīng)堆芯過(guò)熱,導(dǎo)致燃料起火。同時(shí),由于檢測(cè)溫度的儀器發(fā)生堵塞,不能在反應(yīng)堆芯周圍移動(dòng)以檢測(cè)溫度,使事故不斷升級(jí)——燃料著火,石墨著火最后反應(yīng)堆芯起火。就這樣,整個(gè)系統(tǒng)完全失去了控制。當(dāng)時(shí),工廠的管理者們面臨著兩大難題:一是考慮政治的因素,他們不敢披露火災(zāi)的嚴(yán)重程度;二是在技術(shù)方面,他們用空氣來(lái)冷卻反應(yīng)堆,結(jié)果非但沒(méi)能減弱火勢(shì),反而使情況變得更加嚴(yán)重。通過(guò)將二氧化碳吹入到堆芯中以冷卻系統(tǒng)的努力也失敗了。因此,他們沒(méi)有繼續(xù)采取措施。
10月11日早晨,工廠最后決定用水撲滅大火。因?yàn)樗龅饺刍拟櫩赡馨l(fā)生爆炸,于是他們把所有的現(xiàn)場(chǎng)人員都送回家。9點(diǎn)開(kāi)始抽水到堆芯中,幸運(yùn)的是,反應(yīng)堆沒(méi)有爆炸,火勢(shì)逐漸減弱,最后終于熄滅了。
10月12日,堆芯完全冷卻。
這次事故由反應(yīng)堆燃料起火,到石墨著火,最后引起整個(gè)反應(yīng)堆芯起火。幸運(yùn)的是,反應(yīng)堆沒(méi)有發(fā)生爆炸,故歷史上稱之為“溫斯克爾火災(zāi)”。
溫斯克爾反應(yīng)堆的設(shè)計(jì)十分原始。溫斯克爾工廠采用石墨作為慢化劑,但它的早期設(shè)計(jì)者沒(méi)有考慮到石墨內(nèi)潛在的能量可能帶來(lái)的危險(xiǎn),也沒(méi)有考慮到人工操作會(huì)產(chǎn)生失誤。因此,事故發(fā)生的主要原因,一是在早先低功率運(yùn)行期間,石墨慢化劑中存儲(chǔ)了不正常的大量維格納能量,這種能量釋放生成的熱足以熔化燃料元件的部分涂層。
二是當(dāng)天值班的操作人員犯了兩個(gè)錯(cuò)誤:第一個(gè)錯(cuò)誤是沒(méi)有帶操作手冊(cè),也沒(méi)有檢查出他監(jiān)控的流程是否正常;第二個(gè)錯(cuò)誤是人為的錯(cuò)誤,監(jiān)測(cè)儀器上的讀數(shù)不是反應(yīng)堆最熱部分的溫度,因?yàn)樗麤](méi)有把儀器放在冷卻流程中會(huì)變熱的部分計(jì)算進(jìn)去,結(jié)果發(fā)生了誤判。
溫斯克爾工廠的1號(hào)反應(yīng)堆毀于一場(chǎng)大火,溢出2萬(wàn)居里放射性碘進(jìn)入空間。從1號(hào)反應(yīng)堆排氣管釋放的放射性煙柱從10月10日到10月12日向南、東南方向遷移到英國(guó)的鄉(xiāng)村上空,然后遷移到北歐,幸運(yùn)的是,輻射物是從120米高的煙囪向周圍散發(fā)的,煙囪很高,因而降低了人們從地面呼吸到的濃度。這就使英國(guó)大多數(shù)人受到的輻射都不怎么嚴(yán)重,更為幸運(yùn)的是,對(duì)放射性沉降物的測(cè)試表明,所釋放的主要放射性核素是碘-131,它的半衰期僅為8天。
事故對(duì)人類健康的最主要威脅是對(duì)牛奶的污染。事故發(fā)生后,工廠方圓200多英里以內(nèi)的人們都不敢喝牛奶,人們害怕輻射進(jìn)入食物鏈。草場(chǎng)上的奶牛吃了含有放射性碘的草,牛奶中就有了碘-131.放射性碘會(huì)在那些牛奶者的甲狀腺中沉積,人體就有可能受到輻射。于是,當(dāng)局立即在一個(gè)大范圍內(nèi)開(kāi)始對(duì)牛奶取樣分析,同時(shí)牛奶被禁用20~40天,直到牛奶中的放射性水平下降到可接受的標(biāo)準(zhǔn)為止。按照碘-131的半衰期計(jì)算,只要在3個(gè)月內(nèi)不喝牛奶,就足以讓危險(xiǎn)過(guò)去。
在溫斯克爾事故中,主要的受害者是養(yǎng)牛場(chǎng)的工人及其管理者,事故產(chǎn)生的放射性物質(zhì)污染了英國(guó)全境。泄漏的輻射物造成39人患癌癥而死亡。
溫斯克爾事故的最終結(jié)果是完全廢棄了這個(gè)核反應(yīng)堆,工廠由于核事故改名為塞拉菲爾德聯(lián)合企業(yè)。