就切尔诺贝利事故成因，与阮可强院士商榷

李尔康

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<font face="宋体">李尔康


在互联网上浏览，无意中发现一条旧闻。那是在切尔诺贝利事故二十周年时，在“核能发展与核安全的座谈会”上，中国工程院院士阮可强先生发言强调：“核电站的设计确实是最重要的。”这话当然不错，但是他的解释是有问题的。由于所涉及的话题，没有很强的实效性，我还是想在这里提出来，与阮院士商榷。

阮院士说：“切尔诺贝利的控制系统设计是存在很大问题的。如果控制系统的设计很完善，切尔诺贝利就不会是现在的切尔诺贝利了。”

我认为，阮院士的这段话，有商榷的余地。切尔诺贝利设计问题在于反应堆本身（堆芯），而不在于它的控制系统。

在反应堆设计中，有一个叫“温度效应”的参数需要控制的。它是关于反应堆运行安全很重要的特性。通俗地说，如果有某种因素引起反应堆功率上升，堆芯的各种材料的温度随之上升（水的量随之减少），这将导致堆芯增殖性能的变化，其结果必将引起反应堆功率的变化。如果堆芯温度上升（水量减少）导致功率上升，这时温度效应是正的；反之，则温度效应是负的。显然，有正温度效应的反应堆是不安全的，因为功率上升引起堆芯温度上升（水量减少），这又进一步引起功率上升，这样的恶性循环直导致事故发生。因此对任何反应堆设计来说，温度效应必须取负值。

在切尔诺贝利事故发生后，美国也紧张了一阵子，因为在美国发展核能的初期，也曾采用过这种堆型。但当他们检查了自己的反应堆设计之后宣布，他们的石墨轻水反应堆不存在切尔诺贝利式的隐患。因为他们在结构设计上，已经采取了措施，保证了负的温度效应。

切尔诺贝利的设计错误就在于它的温度效应是正值，而且是一个很大的正值。对于切尔诺贝利的石墨慢化、轻水冷却的反应堆来说，温度效应的正负及大小取决于堆芯内石墨与裂变材料（铀235）的比值。温度效应是随该比值上升而上升的。前苏联的石墨水堆设计的出发点有两个：一是保证反应堆运行所需要的裂变材料的量；二是结构设计便于实现。这样做的结果，使得石墨与裂变材料的比值很大，从而导致很大的正温度效应。在切尔诺贝利的情况下，它的值可以高达5β。内行人都知道，这是一个大到不可想象的数值，这是导致切尔诺贝利严重事故的根本原因。

如果不改变堆芯设计，只想通过控制系统设计解决这个问题，几乎是办不到的。在上个世纪九十年代初，我曾参观过圣彼得堡附近的列宁格勒核电站。该电站的反应堆与切尔诺贝利的堆型完全一样。为了提高运行的安全度，他们想了很多办法。首先想到的，自然是改进控制系统，增加控制能力；但是由于结构的限制，靠改进控制系统所能做的事情很有限。他们还想到的另一个办法，就是增加燃料中的裂变材料，减小石墨与裂变材料的比值。经过千辛万苦，才将最大可能温度效应从5β降到2β，这只是缓解了内在不安全的严重程度，2β仍然是很大的值，没有根本解决问题。我当时提出了这样的问题：“当反应堆运行到一个周期的后半段，裂变材料量降低了，温度效应不又升上去了吗？”核电站的总工程师回答说：“为此，我们花了很多钱。”他的意思是卸下的燃料中，仍然包含有很多的裂变材料。

那次访问我还听说，俄罗斯的库尔斯科核电站还有一个机组，正在建设中。当时俄罗斯对于这台机组是否要建下去有不同意见。大概在2006年，听说该核电站已经建成投产。不知道他们是采用什么办法解决正温度效应问题的。我猜想，他们有可能是采用减少堆芯石墨量的办法。因为那次参观库尔恰托夫院时，我注意到他们已经进行减少堆芯石墨量的结构设计研究。

以上是我关于切尔诺贝利事故原因的看法：其设计错误在于堆本体（堆芯）而不在于控制系统。不知阮院士以为如何？

2008年2月2日

北京·丹桂园

附录：

阮可强：核电站的设计是最重要的

阮可强说，切尔诺贝利的控制系统设计是存在很大问题的。如果控制系统的设计很完善，切尔诺贝利就不会是现在的切尔诺贝利了。因此，核电站的设计确实是最重要的。他认为，运行过程中，人员操作的问题，设施维护的问题都是可以通过培训等措施来解决，然而设计一旦出差错，将会造成及其严重的后果。
切尔诺贝利事故以后，世界的核电正向越来越重视设计的方向发展。阮可强指出，切尔诺贝利事故使得核电设计一直改进了二十年。全世界的核电设计工作者，包括我国核电设计部门都在朝这个方向努力。设计的改进书写了二十年来核电站良好的运行记录，从而使核电在国际上越来越被更多的人接受。

注：阮可强，工程院院士，曾经任863计划能源领域首席科学家。

cnpribj

我觉得还是人因的问题，由于当时要赶着进行试验，所以没有完全按照操作规程进行操作，最终导致了事故的发生。但是，目前仍然运行的和切尔诺贝利同类型的反应堆并没有发生类似的事故。
正反应性的存在只是增大了发生事故的风险，使反应堆丧失自调节特性，并不意味着会发生事故，在正确的操作情况下，仍然可以保证安全性。

lsy492

LEARNED

jiutian20

理不辨不清

zeting

学习了，理解中

aaa123

教训得吸取 要不怎么调高安全性

faaa0155

经验教训值得后人总结，为我国目前建设的核电提供支持，学习中……

longrencq1

学习~~~

p1s

学习，温度反应性……