即使在人類歷史上最具破壞性的核事故發(fā)生近40年后，石墨反應堆(RBMK)也不是遙遠的遺物。截至2023年，仍有八個在運行。對于現(xiàn)代世界的我們，這樣久遠的核反應堆會有什么可能的用途?

為了理解人們?yōu)槭裁磿羞@種想法，我們需要了解我們面對的是什么樣的機器，是什么讓它變得如此致命。我們都或多或少熟悉裂變的原理。原子分裂并發(fā)出自由的亞原子粒子，撞擊其他原子并導致這些原子也發(fā)生裂變。這還沒有涉及到細枝末節(jié)。

工程師們需要做一些工程化處理，以確保這種裂變反應不會演變成不可控制的連鎖反應。利用慢化劑材料，工程師可以使用石墨等化合物，故意阻礙裂變過程中甩出的自由中子的流動。并通過液體冷卻劑使核燃料進一步冷卻。大多數(shù)時候，冷卻劑是水或重水。

重水作為科學界已知的最好的液態(tài)慢化劑/冷卻材料之一，全球的核設(shè)施都為其支付了高昂的費用，但RBMK不是。RBMK的設(shè)計是為了實現(xiàn)低成本裂變反應堆類，它使用質(zhì)量不高的裂變?nèi)剂线\行，工業(yè)標準的鈾235最常被用來為RBMK反應堆提供燃料，切爾諾貝利核電站就是如此。

這些反應堆使用的濃縮鈾水平遠遠低于加拿大CANDU級反應堆等。巧合的是，CANDU的公眾聲譽遠遠好于RBMK，并在全世界范圍內(nèi)使用。RBMK使用的是濃縮度低至1%或2%的鈾，而西方核反應堆的濃縮度高達4%。

令蘇聯(lián)人更高興的是，RBMK反應堆在不需要重水就能運行。這意味著，在切爾諾貝利4號反應堆中，危險的超臨界狀態(tài)的裂變?nèi)剂闲九c普通水接觸。更糟糕的是，碳化硼控制棒處于完全升起的位置。由此產(chǎn)生的超熱蒸汽使壓力超過了設(shè)施所能承受的范圍。

反應熱導致水的元素分離，產(chǎn)生了氫氣和氧氣將反應堆的蓋子炸掉。一連兩次的強大爆炸，導致石墨材料變成了熔融物。由此產(chǎn)生的放射性熔巖滲透到數(shù)米長的混凝土中，然后在反應堆設(shè)施的地下室房間里沉淀下來。此外，還有一些其他的副作用。

當然，這是對1986年4月切爾諾貝利核事故的簡化。

我們甚至還沒有觸及RBMK 1000的高得離譜的正空隙系數(shù)。本質(zhì)上，在被核燃料加熱的蒸汽泡的空隙中，自由中子增加，燃料棒很容易進入超臨界狀態(tài)。從本質(zhì)上講，堆心中存在的水越少，發(fā)生爆炸的可能性就越大。

用較差的精煉鈾和缺乏重水來降低運營成本，加上工廠管理層對RBMK 1000系列的過度自信，為災難的發(fā)生埋下了隱患。事故調(diào)查證明，該反應堆甚至沒有足夠的控制棒來改善瀕臨熔毀的超臨界裂變核心的情況。

許多西方人第一次接觸到RBMK裂變反應堆，不是因為切爾諾貝利核事故本身，而是因為2019年HBO的熱門劇集《切爾諾貝利》。雖然這部五集迷你劇很吸引人，但并沒有解釋災難發(fā)生后的許多事情。

首先，只有該廠的第四個反應堆發(fā)生了事故。一號至三號反應堆繼續(xù)運行到90年代末。到2000年，RBMK才被徹底停用，準備進行凈化處理。但在切爾諾貝利事故之后，RBMK反應堆繼續(xù)發(fā)展。甚至在切爾諾貝利事故之前，升級后的RBMK 1500系列反應堆就已經(jīng)開始運行，并繼續(xù)在東歐部署。

第一個在蘇聯(lián)以外建造的RBMK是在立陶宛的伊格納利亞核電站。在其巔峰時期，伊格納利亞核電站提供立陶宛四分之一的電力。雖然在2009年退役，但伊格納利亞的RBMK反應堆確保了立陶宛順利進入核電時代。

在俄羅斯，庫爾斯克核電站使用的RBMK-1000型反應堆與1977年以來在切爾諾貝利的反應堆基本相同。雖然第一個反應堆在2021年關(guān)閉，但其余2至4個反應堆將繼續(xù)運行至少到2030年。在俄羅斯還有兩個RBMK設(shè)施，一個在斯摩棱斯克地區(qū)，一個在列寧格勒，這兩個核設(shè)施最早也要到2034年才會到期。

了解到仍然有八個潛在的切爾諾貝利災難在2023年仍然存在，感到驚恐是可以理解的。但在你絕望之前，考慮一下這個問題。從1986年到2023年，在烏克蘭發(fā)生致命事故后，任何一個運行中的RBMK都完全沒有發(fā)生過超臨界裂變事故。只有在充分了解這種品牌裂變的關(guān)鍵力量后，RBMK反應堆的安全記錄才開始趨于平穩(wěn)。

在切爾諾貝利災難之后，針對關(guān)鍵事件的應急計劃(如反應堆水泵不工作時的高氙濃度)已經(jīng)實施。正如在RBMK-1500系列反應堆中引入了可裂變控制棒，在發(fā)生類似切爾諾貝利事故的情況下可以迅速引入堆芯。在這種情況下，結(jié)尾的數(shù)字即是反應堆的額定容量，單位為兆瓦。該項改進具有一個定制的“緊急核心冷卻系統(tǒng)”(ECCS)，即使在主水泵不工作的安全測試期間，它也會不斷地將冷卻水泵入堆心。

最重要的是，那個高正空隙系數(shù)的小惡魔被降低到更可控的水平。這一切努力的成效就是，1986年后的安全記錄與它的全球聲譽完全相反。正如HBO迷你劇急于指出的那樣，事故發(fā)生當晚也有相當程度的管理疏漏。該劇將工廠的副總工程師Anatoly Dyatlov描繪成一個幾乎是滑稽的邪惡和虐待狂的人，不顧工人的安全，這當然是為了一個好的故事而渲染的。然而，他的團隊在切爾諾貝利災難發(fā)生當晚的疏忽是不能被低估的。

如果那天晚上的事件有一點點不同，歷史對RBMK反應堆的看法會有多大的變化。全世界甚至會知道烏克蘭森林中一個原本不起眼的小城市嗎?如果沒有這樣一場災難在公眾心中留下疑問，蘇聯(lián)甚至會解體嗎?我們只能想象今天的世界會有什么不同。

目前，RBMK反應堆在全部停用并被歸入歷史頁面之前還有一點時間。盡管它在切爾諾貝利發(fā)生了大規(guī)模的破壞。但我們看到，多年來核能所造成的死亡人數(shù)遠遠少于石化產(chǎn)品。