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锯开船体泡反应堆:“列宁”号核动力破冰船事故

雷曼军事现代舰船

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文|雷曼军事现代舰船

“列宁”号破冰船

苏联大叔做事糙快猛,这是大家都知道的。这个故事说的也是一次典型的苏联风格应急救灾:一艘核动力破冰船发生反应堆事故,在反应堆无法冷却的情况下,苏联人直接切割破冰船,让反应堆舱从切出的破洞中掉下海,让海水来冷却反应堆。不过要记住,这艘船当时不是在公海上航行,而是停在港口中……

“列宁”号破冰船1957年下水,1959年12月投入使用,是世界上第一艘核动力水面舰船,在技术领域有着划时代的意义。该船总长134米,宽27.6米,型深16.1米,最高航速18节,最大破冰厚度2.5米,连续破冰航速6节。

“列宁”号在服役之初,安装有苏联设计的第一代船用核反应堆,型号为OK-150型压水反应堆,单堆热功率90兆瓦,船上共安装3座。作为第一代产品,OK-150在可靠性、安全性方面存在设计缺陷,这是该船在1966年9秋发生重大核事故的技术源头。

俄罗斯最新的解密资料显示,“列宁”号核动力破冰船事故发生在1966年9月初。当时,“列宁”号上的三座OK-150反应堆正在进行服役期的第二次核燃料更换工作。根据水压核反应堆的原理,苏联海军为其制定的更换核燃料棒的正确程序是:

往反应堆中插入减速棒(种子减速剂与吸收剂,主体为石墨);

至链式反应完全停止后,抽离上、下核燃料棒至安全距离(主体成分为浓度为5%的低浓缩铀235);

排空反应堆一回路的冷却水;

更换乏燃料,装填新燃料棒;

确认安装完成后,加注一回路冷却水;

抽出减速棒。

破冰船显然是核动力的好,但是西方绿党势力阻止了美国和英国建造核动力破冰船,尽管他们也想造。

但在操作中,由于“列宁”号反应堆工作人员的操作失误,二号反应堆堆芯的冷却水在石墨减速棒完全插入之前就被排干了!

二号反应堆此时链式反应虽然停止,但铀235在强种子环境下仍处于剧烈衰变阶段,衰变热迅速在反应堆内积累。由于整个反应堆置于没有冷却水的环境下,大量热量导致反应堆堆芯部分熔毁。

本次列宁号核动力破冰船冷却剂泄漏事故的根本原因,是传统的OK-150反应堆的设计问题。因为OK-150反应堆的出水口被设计于反应堆压力容器的上部,而入水口在容器的底部。这就可能在重注燃料的时候,现场造作人员误操作没有将底部入水口的阀门关闭,导致了反应堆冷却水的泄漏,最后致使反应堆事故发生。

二号反应堆的堆芯熔毁导致船上发生一连串火灾和爆炸事故,最终导致“列宁”号上其他两个正在进行换料施工作业的反应堆也失控。

当列宁号破冰船发生事故时,由于在冷战时代的背景条件下。西方情报部门只能从分散的情报中搜集有关列宁号破冰船的事故的资料。西方推测,列宁号破冰船在1966年秋季遭遇了灾难性的反应堆堆芯熔毁事故。至少有30人因事故丧生,更多的人因为辐射而患病送往医院。当时甚至有传言说,为了阻止反应堆堆芯的熔毁,苏联人不得不将列宁号凿沉。

实际的情况是,由于“列宁”号上的二号反应堆全部处于失控状态,为挽救这艘两万吨的破冰船,苏联进行了紧急事态处置,对该船的船底实施船体外爆破,加上反应堆的高温及内部爆炸事故,在爆破后不久,“列宁”号上安装的二号核反应堆便从船上脱落,沉入浅水中。由于大量海水的天然冷却及爆炸使得铀235燃料棒四散,衰变热自然得到了控制。

现在俄罗斯仍然保有核动力破冰船

事故后,“列宁”号在码头上被搁置长达1年之久。1967年,苏联出台了修理方案。首先是对船上危险放射性物质的处理。苏联人尝试去移除反应堆的燃料元件,他们成功的移除了94个高辐射燃料元件。但是,仍然有125个燃料元件因为严重损坏而无法移除,所以苏联人只能用糠醛基混合剂将反应堆核心覆盖,然后将其整体从反应堆容器中吊起。并将其装入混凝土加固的钢罩之中。同时,为了清除反应堆容器中的泄漏的核燃料,苏联人只能将核心插入物或者栅板网状底部和圆柱形热屏蔽整体切割。列宁号受损的反应堆舱在北德文斯克造船厂被整体拆除。其原有的两座OK-150反应堆(另外一座已完全毁损)和发电机在1967年被深沉于新地岛东部的切沃尔卡湾。据报告称。被拆除的反应堆的辐射量为50 kCi,主要为钴-60。

移除反应堆后,“列宁”号重新安装了改进的动力系统,型号为KLT-40核推进系统,反应堆型号为OK-900,单堆热功率171兆瓦,船上共安装两座。1971年,“列宁”号修理完毕,重新投入使用。

苏/俄至今没有公布此次核事故中,苏联工人和船员的伤亡情况。

“列宁”号就是这么处理事故的!

本文来自微信公众号“雷曼军事现代舰船”

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