当时的苏联政府并没有意识到核电站会出现严重事故更没有要求核电站编制应急计划,作应急准备,而只是在操作规程中公式化地要求有“反事故规程”。4号机组事故来得突然要控制事故发展,已不可能,所以只能采取事故处理、处置过程,力图减缓事故造成的损害。也就是事故后的应急处理。
前苏联在处理这次事故中,采取了不少强有力的措施,组织了消防队、防化兵、空中直升飞机部队、工程兵部队、甚至顿巴斯的矿工(在堆底下挖坑道装冷却管道)。参加事故后应急处理的人员达到大约20万人,参加清理的人员更多(80万人)。国际上,像美国、联邦德国都派出了支援的技术力量。
1.首要任务—灭火
事故后的首要任务是灭火。反应堆爆炸使得加热到高温的堆芯碎片散落到反应堆的一些工作间、除气站和汽轮发电机厂房的屋顶上,于是引起了30多处着火。由于部分油管破裂,电缆短路和来自反应堆的强烈热辐射在汽轮机厂房7号汽轮发电机上方、被毁反应堆大厅和与大厅相连的部分厂房起了火。
图12 灭火
1时30分核电站的值班消防队从普里皮亚特和切尔诺贝利城赶到事故现场。
由于汽轮机厂房屋顶的火势直接威胁到相邻的3号机组并且火势愈来愈猛,必须采取紧急措施全力以赴来扑灭这一重要地区的火灾。与此同时,利用灭火器和室内固定消火栓组织了室内灭火。到2时10分扑灭了汽轮厂房屋顶的火,2时30分反应堆厂房顶部的火基本上被扑灭。到凌晨5时大火被扑灭了(见图12)。
由于一些熔化了的燃料可能集中达到临界质量并发生自持链式反应,对这种潜在的危险必须采取防范措施。此外,被毁反应堆一直在向周围环境排放大量放射性。
事故初期,曾试图利用应急辅助给水泵向堆芯空间供水以降低反应堆坑室内的温度和防止石墨砌体着火。这一尝试无济于事。
随即不得不从两种决策中选取一种:一是用吸热剂和过滤材料覆盖反应堆堆体,把事故限制在就地;二是允许堆本体的燃烧过程直到自行结束。因为第二方案有可能使大面积受到放射性污染并危及大城市居民的健康,所以采纳了第一种方案。
2.投放混合材料,覆盖毁坏的反应堆
用军用直升飞机投放硼、白云石、砂子、粘土、铅的混合物来覆盖毁坏的反应堆。从4月27日到5月10日共出动了300架次直升飞机投放了约5000吨的材料,这主要是在4月28日到5月2日进行的。结果反应堆被一层能强吸收气溶胶粒子的松散材料所掩盖。到5月6日放射性排放不再成为一个主要问题,已降到每昼夜几百居里,到该月底降到每昼夜几十居里。
同时解决了降低燃料温度的问题。为了降低温度和减少氧的浓度,由压缩机用鼓风机往反应堆坑室下的空间送氮气。到5月6日反应堆坑室的温度停止上升,并随着通过堆芯到大气的恒定的空气对流而开始下降。
由于担心可能性极小的反应堆下部建筑结构的破坏而造成对地下水甚至水系的污染,采取了双保险性措施,决定了在厂房基础下部修建人工的排热通道。所采取的方法是在混凝土板上设置一个平板式热交换器,为此调来了顿巴斯矿工在堆下坑道作业,完成这项任务,至6月底计划工作已告结束。
所采取的决定基本上是正确的。
从5月底以来,形势大体上已经稳定。反应堆厂房被毁灭部分处于稳定状态。经过短寿命同位素的衰变之后,辐射情况有所改善。从机组进入大气的放射性量主要取决于风带走的气溶胶数量。放射性排放量每昼夜不超过几十居里。反应堆坑室的温度状态已经稳定。反应堆各部分的最高温度为几百摄氏度,并以每昼夜大约0.5 ℃的速率稳定下降。反应堆室底部混凝土板是完整的,并且大部分(~96%)的燃料局限在反应堆内和蒸汽一水管线及下部水管的隔室内。
3.对厂内人员的救护
从爆炸后10分钟救出第一批4名伤员开始,36小时内从厂内共救出300多名受到辐射伤害的伤员,其中129名重伤员被送往莫斯科治疗。全国的卫生医疗部门、有关医疗单位和科研单位都组织起来,进行救护工作。
4.将4号堆四周用厚一米(或一米以上)的混凝土防护墙将堆整个地包起来
这可以防止放射性物质泄漏,也使周围辐射强度减弱,这一方型庞大建筑,有人将之称为“石棺”,汽轮机厂房内在3号机组和4号机组之间也建了混凝土墙。事故后3号机组,1、2号机组相继停止运行,为了这些机组重新启动和运行,对它们进行了去污,并对厂区分区段地进行了有效去污。
5.事故后对场外公众采取了隐蔽、疏散和服用碘片等防护措施
首先为监督周围地区的污染水平,组织了气象和辐射监测体系。空中监测是用装有空气取样器和辐射探测仪器的飞机和直升机进行的。4月26日早晨,通知普里皮亚特镇的居民留在屋内,关闭门窗。学校和幼幼儿园也关了门。事故发生的头两天测量表明,留在室内的人是上大街的人所受剂量的1/5~1/2。4月26日深夜普里皮亚特镇辐射水平开始上升,27日达到10毫希/时。如果居民仍留在家里不采取其他对策,则很快要超过前苏联规定的干预水平下界(250毫希)和上界(750毫希,全身剂量)。根据辐射监测的第一批结果确定了安全撤离路线,4月27日早晨普里皮亚特镇开始疏散。规定对疏散人员的皮肤进行去污,有些人要更换衣服。俄罗斯、乌克兰和白俄罗斯三个共和国共疏散116 000人,安置在附近的地区。为了防止放射性碘(主要是碘-131)在甲状腺的积累,从26日晨在普里皮亚特镇开始发放稳定的碘化钾。以后全苏联给540万居民(包括170万儿童)发了碘预防药物。
有数万头牲畜从污染区迁走,采取了许多防止或减少水体和地下水源受污染的措施,禁止食用当地相当大范围内所产牛奶和其他食品。
6.采取了污染地区进出控制和去污等强力措施
按污染的测量水平,对30公里半径以内三个区加以控制:(i)工厂周围大约4~5公里,近期一般居民不能进入,禁止从事非必需的作业;(ii)5~10公里,部分人员可以返回,在一定时间后允许从事某些特殊的作业;(iii)10~30公里,居民以后可以返回,重新恢复农业活动,但须有严格的放射性监督。在上述这些区域的边界上要控制人员和车辆的往来,减少放射性污染的弥散。
对反应堆场外7 000平方公里污染地区内的房屋,特别是公共建筑(学校、幼儿园等)进行了反复的去污,不能去污到可接受水平的低价的旧房予以拆毁和焚烧。道路和其他污染表面经去污后γ剂量率减低到原先的1/100~1/10。污染的农田采用深耕和增加矿物肥料,减少核素的转移和辐射水平。
7.对紧急措施的评价
对采取的上述紧急措施应如何评价呢?国际原子能机构组织的国际调查组1991年的报告指出,史无前例的事故突然发生,早期的应急措施只能是临时现凑的,但大体上符合当时国际上的指导原则;这些措施也许还可以实行得更好些,但这要考虑当时的实际情况;已实施与准备实施的长远措施尽管出于好意,但一般都超出了严格按辐射防护观点必须做到的要求,例如搬迁和食品控制可以不要如此广泛。
用我们的话来讲,前苏联采取的措施是强有力、有效果的;事故太严重了,有些反应过度在所难免,“亡羊补牢、未为晚也”。