切爾諾貝利又“冒煙”

自2016年以來，新安全圍護設施封閉并保護了被毀的切爾諾貝利核電站。圖片來源：PYOTR SIVKOV/TASS/GETTY IMAGES

　　35年前，烏克蘭的切爾諾貝利核電站發生了世界上最嚴重的核事故。35年后，裂變反應再次在已損毀設施內的鈾燃料堆中陰燃。英國謝菲爾德大學核材料化學家Neil Hyatt說：“這就像燒烤坑里的余燼。”現在，烏克蘭科學家正忙于確定這些反應會自行消失，還是需要采取干預措施以避免另一場事故。

　　據《科學》報道，烏克蘭基輔核電站安全問題研究所（ISPNPP）的Anatolii Doroshenko近日在拆除反應堆討論會上說，傳感器追蹤到一個人們無法進入的房間流出不斷增加的中子，這是一種裂變反應的信號。“有很多不確定性。”ISPNPP的Maxim Saveliev說，“但我們不能排除事故的可能性。不過，中子數量正在緩慢上升，這表明管理人員仍有幾年時間找出遏制威脅的方法。”

　　核廢墟中自我維持的核裂變，或者說臨界狀態，長期以來一直困擾著切爾諾貝利核電站。1986年4月26日，當該核電站4號反應堆的部分堆芯熔化時，鈾燃料棒、它們的鋯包層、石墨控制棒以及傾倒在堆芯上試圖滅火的沙子一起熔化成熔巖。放射性物質流入反應堆大廳的地下室，并硬化成所謂的含燃料材料（FCM），其中含有約170噸放射性鈾，占原始燃料的95%。

　　一年后，相關部門建設了一座鋼筋混凝土“避難所”存放4號反應堆“遺體”，它讓雨水可以滲入。因為水減慢了中子的速度，從而增加了它們撞擊和分裂鈾核的幾率。但暴雨有時會使中子計數飆升。

　　1990年6月的一場大雨之后，一位科學家冒著暴露于輻射的風險，進入受損的反應堆廳，在FCM上噴灑了硝酸釓溶液，這種溶液可以吸收中子。他和同事們都擔心FCM可能變成臨界。幾年后，相關部門在“避難所”的房頂安裝了硝酸釓噴灑器，但噴霧不能有效地滲透到一些地下室。

　　2016年，一座耗資15億歐元的新安全設施封閉了“避難所”，以便穩定并最終拆除反應堆。新設施還可以阻擋雨水，自從被安置以來，“避難所”大部分區域的中子數一直穩定或在下降。

　　但在一些地方，相關數字開始慢慢上升，例如305/2號房間在4年里，中子數幾乎翻了一番。ISPNPP的模型表明，燃料的干燥在某種程度上使中子在裂變鈾核時更有效。“這是可信的數據，只是還不清楚機制是什么。”Hyatt說。

　　這一威脅不容忽視。隨著水不斷退去，人們擔心“裂變反應會呈指數級加速”，Hyatt 說，這會導致“不受控制的核能釋放”。

　　應對新威脅是一項艱巨的挑戰。305/2號房間的輻射水平使人們無法靠近并安裝傳感器，也無法噴灑硝酸釓，因為它被埋在混凝土下面。一種想法是開發一種機器人，它可以長時間承受強輻射，在FCM上鉆洞，插入硼柱，吸收中子。與此同時，ISPNPP還打算加強對其他兩個領域的監控。

　　不過，復燃的核裂變反應并不是切爾諾貝利核電站保衛者面臨的唯一挑戰。由于被強輻射和高濕度包圍，FCM正在瓦解——產生更多的放射性塵埃，使拆除“避難所”的計劃復雜化。