เชอร์โนบิล ประวัติศาสตร์โศกนาฏกรรมเชอร์โนบิลเกิดอุบัติเหตุได้อย่างไร

เชอร์โนบิล อุบัติเหตุเชอร์โนปิล ซึ่งเกิดขึ้น เมื่อวันที่ 26 เมษายน พ.ศ. 2529 เป็นอุบัติเหตุนิวเคลียร์ครั้งใหญ่ที่สุดในประวัติศาสตร์ โศกนาฏกรรมครั้งนี้เกิดขึ้นที่โรงงาน VI Lenin ซึ่งตั้งอยู่ในเมือง Pripyat ห่างจากเมือง Chernobyl ประมาณ 20 กม. ในอดีตสหภาพโซเวียต

ปัจจุบันคือดินแดนยูเครน มันคร่าชีวิตผู้คนไปหลายพันคนและช่วยเร่งการล่มสลายของสหภาพโซเวียต อุบัติเหตุที่เชอร์โนบิลเกิดขึ้นเมื่อเวลา 01.23 นาฬิกา ดังนั้นในช่วงเช้ามืดวันที่ 26 เมษายน 1986 อุบัติเหตุนี้เกิดขึ้นในเตาปฏิกรณ์หมายเลข 4 ของโรงงานเชอร์โนบิล

เป็นผลจากความผิดพลาดของมนุษย์เนื่องจากผู้ควบคุมเครื่องปฏิกรณ์ไม่ปฏิบัติตามระเบียบปฏิบัติด้านความปลอดภัยหลายข้อ นอกจากนี้ มีการชี้ให้เห็นในภายหลังว่าเครื่องปฏิกรณ์ RBMK ใช้ในเชอร์โนปิลและโรงไฟฟ้าอื่นๆ ของโซเวียต มีข้อผิดพลาดในการออกแบบอย่างร้ายแรงซึ่งทำให้เกิดอุบัติเหตุได้

ทุกอย่างเกิดขึ้นระหว่างการทดสอบความปลอดภัยซึ่งกำลังดำเนินอยู่และส่งผลให้เกิดการระเบิดของเตาปฏิกรณ์ 4 ด้วยการระเบิด คนงานสองคนในโรงงานเสียชีวิต และเป็นผลให้ไฟไหม้ในเตาปฏิกรณ์ 4 เริ่มต้นขึ้นและกินเวลานานหลายวัน การระเบิดทำให้เครื่องปฏิกรณ์ปรมาณูถูกเปิดเผย และไฟได้ปลดปล่อยสารกัมมันตภาพรังสีจำนวนมากสู่ชั้นบรรยากาศ

แผงจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ของสหภาพโซเวียตในช่วงทศวรรษที่ 1980 ลมได้พัดพาสารกัมมันตภาพรังสีที่ปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ ส่วนใหญ่ไปทางทิศตะวันตกและทิศเหนือของ Pripyat และรังสีแผ่กระจายไปทั่วโลก ปริมาณรังสีระดับสูงถูกระบุอย่างรวดเร็วในสถานที่ต่างๆ

เช่น โปแลนด์ ออสเตรีย สวีเดน เบลารุส และแม้แต่ในที่ห่างไกล เช่น สหราชอาณาจักร สหรัฐอเมริกา และแคนาดา คนแรกที่แจ้งเตือนประชาคมระหว่างประเทศว่ามีบางอย่างเกิดขึ้นในสหภาพโซเวียตคือชาวสวีเดน การตั้งคำถามกับรัฐบาลโซเวียตทำให้ยอมรับว่าอุบัติเหตุเกิดขึ้นเมื่อวันที่ 28 เมษายน

ก่อนหน้านั้น โซเวียตพยายามปกปิดสิ่งที่เกิดขึ้น โดยเกรงว่าสิ่งนี้จะส่งผลกระทบต่อชื่อเสียงของประเทศ หลักการทำงานพื้นฐานของโรงไฟฟ้า เชอร์โนบิล คล้ายกับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์อื่นๆ คือ เครื่องปฏิกรณ์ซึ่งเก็บเชื้อเพลิงฟิชไซล์ไว้ ทำให้พลังงานที่ปล่อยออกมาจากปฏิกิริยาฟิชชันของธาตุที่ไม่เสถียร เช่น ยูเรเนียมหรือพลูโทเนียม

การทำให้ความร้อนและระเหยน้ำบริสุทธิ์ ที่ประมาณ 270°C. น้ำนี้ถูกกักเก็บไว้ภายใต้แรงดันสูง ดังนั้นเมื่อปล่อยน้ำออกมา จะมีแรงมากพอที่จะเคลื่อนชุดของกังหันที่เชื่อมต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ในทางกลับกัน เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นเหมือนแม่เหล็กขนาดใหญ่และถูกห่อหุ้มด้วยขดลวดนำไฟฟ้าจำนวนมหาศาล

การผลิตไฟฟ้าจะเกิดขึ้นตามปรากฏการณ์ที่เรียกว่าการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าคือ ในขณะที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากำลังหมุนจะมีการสร้างกระแสไฟฟ้าขึ้น โรงงานเชอร์โนบิล ติดตั้งเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ RBMK-1000 สี่เครื่องโดยแต่ละเครื่องสามารถผลิตไฟฟ้าได้ประมาณ 1,000 เมกะวัตต์

ในช่วงที่เกิดภัยพิบัติ โรงงานเชอร์โนบิลผลิตไฟฟ้าได้ประมาณ 10เปอร์เซ็นต์ ของไฟฟ้าทั้งหมดที่ใช้ในยูเครน นอกจากนี้ เชอร์โนบิลยังเป็นโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แห่งที่ 3 ที่ผลิตโดยสหภาพโซเวียตเพื่อใช้เครื่องปฏิกรณ์ RBMK ที่ผลิตด้วยเทคโนโลยีที่ล้าสมัย ซึ่งสร้างขึ้นประมาณ 30 ปีก่อนวันที่เกิดอุบัติเหตุ

ภายในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ มียูเรเนียม 235 จำนวนหลายร้อยเม็ด เม็ดเหล่านี้ถูกวางไว้บนแท่งโลหะยาวซึ่งแช่อยู่ในถังน้ำบริสุทธิ์ ซึ่งใช้เพื่อควบคุมกระบวนการแตกตัวของนิวเคลียร์ เครื่องปฏิกรณ์ทั้งหมดถูกปกคลุมด้วยกระดองกราไฟต์ขนาดใหญ่และหนา

เครื่องปฏิกรณ์สี่เครื่องที่ใช้ในโรงไฟฟ้าเชอร์โนบิลถูกสร้างขึ้นระหว่างปี พ.ศ. 2513 และ พ.ศ. 2520 และใช้กราไฟต์เป็นตัวกลั่นปฏิกิริยานิวเคลียร์ การกลั่นกรองประกอบด้วยการชะลอนิวตรอนที่ปล่อยออกมาจากปฏิกิริยาฟิชชันของนิวเคลียร์ ทำให้นิวตรอนเป็นเทอร์มอลนิวตรอน เพื่อให้พลังงานที่ปล่อยออกมาจากนิวตรอนถูกถ่ายโอนไปยังกราไฟต์ในรูปของความร้อน

เมื่อสัมผัสกับผนังแกรไฟต์ น้ำจะดูดซับความร้อนและระเหยในลักษณะที่ควบคุมได้ อย่างไรก็ตาม ในปัจจุบัน เราตระหนักถึงปัญหาร้ายแรงที่เกี่ยวข้องกับเครื่องปฏิกรณ์ประเภทนี้ เครื่องปฏิกรณ์ไม่ปลอดภัยอย่างยิ่งเมื่อใช้งานโดยใช้พลังงานต่ำ ในระบอบพลังงานต่ำ กราไฟท์จะกลั่นกรองนิวตรอนในปริมาณที่มากเกินไป และปล่อยความร้อนจำนวนมากออกมา

ด้วยเหตุนี้ เศษส่วนของไอน้ำภายในเครื่องปฏิกรณ์จึงเพิ่มขึ้นอย่างมาก เช่นเดียวกับความดันภายในเครื่องปฏิกรณ์ เนื่องจากไอน้ำไม่มีประสิทธิภาพเท่ากับน้ำที่เป็นของเหลวในการทำให้เซลล์เชื้อเพลิงเย็นลง ปฏิกิริยาลูกโซ่จึงถูกเร่งขึ้นจนไม่สามารถควบคุมได้อีกต่อไป นอกจากลักษณะเฉพาะของเครื่องปฏิกรณ์ที่ใช้กราไฟต์เป็นโมเดอเรเตอร์แล้ว เตาปฏิกรณ์เชอร์โนปิลยังขาดอุปกรณ์ความปลอดภัยที่สำคัญเพื่อป้องกันการรั่วไหลของวัสดุนิวเคลียร์

ซึ่งก็คือโดมเหล็กและคอนกรีต ภัยพิบัติเชอร์โนบิลมีสาเหตุมาจากความผิดพลาดของมนุษย์และการละเมิดขั้นตอนความปลอดภัย เมื่อวันที่ 25 เมษายน พ.ศ. 2529 ระหว่างการปิดระบบตามปกติ ช่างเทคนิคของโรงงานได้ทำการทดสอบเครื่องปฏิกรณ์เชอร์โนบิล 4 การทดสอบประกอบด้วยการพิจารณาระยะเวลาที่กังหันสามารถหมุนได้หลังจากไฟฟ้าดับกะทันหัน

การทดสอบดังกล่าวได้ดำเนินการไปแล้วเมื่อปีที่แล้ว เมื่อสังเกตเห็นว่ากังหันหยุดทำงานเร็วมาก เพื่อแก้ไขปัญหานี้ จึงมีการติดตั้งอุปกรณ์ใหม่ตลอดทั้งปีและจำเป็นต้องมีการทดสอบ ผู้ควบคุมโรงงานทำผิดพลาดที่สำคัญบางอย่างในระหว่างการทดลอง เช่น ปิดกลไกการปิดอัตโนมัติของเครื่องปฏิกรณ์ และปิดปั๊มน้ำสี่ในแปดตัวที่หล่อเย็น เมื่อผู้ปฏิบัติงานทราบว่าเครื่องปฏิกรณ์อยู่ในสภาพใด มันก็สายเกินไป

ปฏิกิริยานิวเคลียร์นั้นไม่เสถียรอย่างมากอยู่แล้ว และปริมาณพลังงานที่ผลิตได้ก็เกิน 100 เท่าของพลังงานปกติแล้ว ช่างเทคนิคของโรงงานตัดสินใจว่าจำเป็นต้องปั๊มก๊าซ ซีนอนเข้าไปในแท่งที่มียูเรเนียม 235 ประมาณ 210 ตัน เนื่องจากก๊าซนี้มีความสามารถในการดูดซับนิวตรอนที่ปล่อยออกมาจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชัน ความสามารถในการติดตั้งของเครื่องปฏิกรณ์ทำให้เป็นไปไม่ได้ที่จะควบคุมการแตกตัวโดยใช้ซีนอนเพียงอย่างเดียว

ดังนั้น แท่งที่มีธาตุโบรอนถูกใส่ด้วยมือเพื่อหยุดการปล่อยนิวตรอน อย่างไรก็ตาม เมื่อใส่แท่งแล้ว แท่งจะขับน้ำจำนวนหนึ่งออกจากเครื่องปฏิกรณ์ ส่งผลให้น้ำที่เหลือร้อนเกินไปและระเหยกลายเป็นไอและขยายตัวอย่างรุนแรง ภายในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ มีแท่งเชื้อเพลิงหลายร้อยแท่งซึ่งเต็มไปด้วยสารกัมมันตภาพรังสีเช่นเดียวกับในรูป

แรงดันที่เกิดจากน้ำมีมากพอที่จะคลายแผ่นปิดเครื่องปฏิกรณ์ ซึ่งมีน้ำหนักไม่น้อยกว่า 1,000 ตัน ในขณะนั้น ไอน้ำจำนวนมากมีหน้าที่ปล่อยผลิตภัณฑ์นิวเคลียร์ฟิชชัน เช่น ไอโอดีน 131 ซีเซียม 137 และสตรอนเทียม-90 สู่ชั้นบรรยากาศ สองหรือสามวินาทีหลังจากการระเบิดครั้งแรก การระเบิดครั้งที่สองได้ขับเศษของเม็ดเชื้อเพลิงออกมา

เช่นเดียวกับกราไฟต์ที่ร้อน เศษคาร์บอนประมาณ 300 กก. แกนเครื่องปฏิกรณ์หลอมละลายเนื่องจากอุณหภูมิที่สูงมาก และกลายเป็นหลอดไส้ ทำให้เกิดไฟไหม้ขนาดใหญ่ ด้วยเหตุนี้ กลุ่มก๊าซขนาดใหญ่ที่ปนเปื้อนด้วยไอโซโทปรังสี ชนิดต่างๆ หลังจากการระเบิดครั้งที่สอง ครึ่งหนึ่งของเตาปฏิกรณ์ที่ 4 ถูกบุกรุก มีการใช้น้ำประมาณ 300 ตันต่อชั่วโมง

เพื่อลดอุณหภูมิเครื่องปฏิกรณ์ ระหว่างวันที่สองถึงสิบด้วยความช่วยเหลือจากเฮลิคอปเตอร์ โบรอน โดโลไมต์ ทราย ดินเหนียว และตะกั่วประมาณ 5,000 ตันถูกทิ้งลง บนเครื่องปฏิกรณ์แบบหลอดไส้ เพื่อพยายามหยุดการปล่อยอนุภาคกัมมันตภาพรังสี อุบัติเหตุที่เชอร์โนปิลปล่อยก๊าซออกมาประมาณ 100 MCi megaCuries หรือ 4.10 18 เบกเคอเรล

ซึ่งประมาณ 2.5 Mci เป็นซีเซียม-137 ซึ่งเป็นอุบัติเหตุกัมมันตภาพรังสีครั้งใหญ่ที่สุดของมนุษยชาติ ปริมาณเบคเคอเรลหมายถึงอัตราการแตกตัวของนิวเคลียร์ กล่าวคือ วัดจำนวนการสลายตัวที่เกิดขึ้นทุกวินาที กล่าวอีกนัยหนึ่ง ในบริเวณใกล้เคียงเครื่องปฏิกรณ์ 4 มีการแตกตัวของนิวเคลียร์ 4,000,000,000,000,000,000 ครั้งต่อวินาที

ทำให้เกิดนิวไคลด์ที่เป็นอันตราย เช่น ซีเซียม ซึ่งมีครึ่งชีวิตประมาณ 30 ปี โครงสร้างการกักกันที่สร้างขึ้นเพื่อหยุดการรั่วไหลของสารกัมมันตภาพรังสีไปยังเชอร์โนปิล ไม่นานหลังจากเตาปฏิกรณ์ 4 ระเบิดนักผจญเพลิงของ Pripyat ก็ถูกเรียกเข้าไปดับไฟ เนื่องจากการทำงานของนักผจญเพลิงไม่ได้ผล จึงตัดสินใจโยนวัสดุ เช่น ทรายและโบรอน เพื่อดับไฟและลดการแพร่กระจายของสารกัมมันตภาพรังสี

แม้ว่าอุบัติเหตุจะร้ายแรง แต่ประชากรของ Pripyat ก็เริ่มอพยพได้ภายใน 36 ชั่วโมงหลังการระเบิด เมืองนี้ตั้งอยู่ทางตอนเหนือของ ยูเครนในปัจจุบันมีประชากรประมาณ 50,000 คนในขณะนั้น ซึ่งถูกอพยพโดยรถบัส 1,200 คันที่ส่งโดยรัฐบาลโซเวียต ประชากรในเมืองได้รับคำสั่งไม่ให้นำสิ่งของติดตัวไปและได้รับแจ้งว่าเป็นการอพยพชั่วคราว

ชาว Pripyat ถูกบังคับให้ละทิ้งอาหารและสัตว์เลี้ยง นอกเหนือจากการดำเนินการอพยพผู้อยู่อาศัยในภูมิภาคแล้วรัฐบาลโซเวียตได้สร้างเขตการยกเว้น ซึ่งรวมถึงสถานที่ที่มีความเสี่ยงสูงต่อการปรากฏตัวของมนุษย์ ด้วยเหตุนี้ ทุกอย่างในรัศมี 30 กม. ห่างจากโรงงานเชอร์โนบิลจึงถูกอพยพออกไป

บทความที่น่าสนใจ :หลุมดำ หากวัตถุที่หลุมดำกลืนเข้าไปจะไปอยู่ที่ไหนของจักรวาล