我在學校深入學習過這次事故。

因為如果不是缺乏理論知識的操作員作死騷操作的話，rmbk的確不會爆。

而科學家沒有從事過現實的工程設計，理論和實際也存在脫節。實驗室理想化的堆型設計，變成真實世界巨大複雜的系統時，會出現很多想不到的坑。他們無法理解怎麼會有騷操作讓它爆。

hbo切爾諾貝利第三集里有一幕，女科學家去和奄奄一息的操作員做調查，那位操作員說自己的職務是senior engineer xxxx，然後女科學家問你幾歲？25歲。。。顯然這個年紀是沒經過什麼正經科班學習的，更談不上senior了。

而女科學家在實際反應堆的操作和特性上，可能也比不上這位年輕的senior engineer。

脫節。

rbmk石墨沸水反應堆是一種控制相對複雜的反應堆，體現在其正的空泡係數。在水沸騰產生空穴時，由於減速劑是固體石墨，中子減速和吸收的平衡不會反轉，反而會因為水吸收中子的減少而增加反應率，形成正反饋，造成不穩定。這個效應在低功率低水位高水溫和裝料已舊時尤其強烈。但是一般來說這不會導致功率立即上升，因為需要數秒中子才會釋放。控制一個正反饋系統對人類來說也不是難事。rbmk反應堆是以自動化計算設備和控制棒自動控制功率的。而且在大大冗餘的控制棒，和兩套自動停機系統加持下，安全性也是有保障的。

但是存在漏洞，而切爾諾貝利事故正好是騷操作撞到漏洞上。

過程：

實驗需要，要將反應堆功率從3200mw降到700mw，但是由於實驗開始時間延遲，操作班組降功率降的過快，一下到了3mw。

功率下降過快導致了燃料中氙135的增加。氙135是中子毒藥，會吸收中子減弱反應。因此為了提升功率到所需水平，操作班組依靠直覺違規拔出了過多的控制棒，實驗中測試的水泵啟動時，水流量增加，進一步吸收中子，於是進一步拔出控制棒。最後只保留了6根。

自動控制系統和主要的安全系統被關閉，反應堆手動控制。

拔出控制棒後，功率僅上升到200mw。而10%以下功率時，兩套緊急停機系統均不工作，也不提供反應率數據。操作班組純靠直覺盲操作。因為功率很低，他們覺得很穩。

然而此時反應堆的配置已經十分危險，控制棒過多拔出，如果此時是高功率，這就是爆炸的配置。現在功率是低的，一旦吸收中子的東西減少，功率變高，反應率會變高，然後功率更高，反應率更高～如此循環正反饋。而此時自動控制關閉，緊急停機關閉，甚至連反應率監視都沒有。反應堆如同一堆火藥上立了根燃燒的火柴，而操作的人是瞎的。

然後，隨著實驗結束，水泵水流降低，核心內氣泡增多，反應率上升。而後操作班組按下了AZ-5緊急停堆鍵，控制棒插入（按計劃實驗後這個反應堆要停機維護，所以這應該是預定的結束實驗的步驟，而不是發現反應率異常上升後的反應，因為當時沒有反應率監測數據反饋給班組。但已無從證實）。由於設計問題，控制棒和石墨槽之間有冷卻水的水膜，阻礙插入速度，控制棒插入緩慢，完全插入需要18s。同時控制棒頭部有一段石墨，被設計用來增強控制棒效力和平均核心中子流，但是在被過度拔出的情況下，再插入時，這段石墨排開了水，造成了吸收中子減少，增加了反應率。

（為何會設計一段石墨，參見我的另一個回答https://www.zhihu.com/question/326854016/answer/706995076）

最後爆了。

所有反應堆在投入商用的時候一定都是自認為絕對安全的，但實際上永遠有你想不到的缺陷。而即便發現了隱患，由於經濟政治體制原因，也不會對外泄露，而是寄希望於完善系統。而越複雜的系統，失效的場景也越多。

世界上所有核電站的融堆概率都是小數點後面很多位，代表平均一個反應堆要運行上千上萬年才會出現一次融堆。這個融堆概率是無數人的計算成果，是宣傳核電安全的核心論據。然而人類歷史上已經有3次融堆事故了，彩票中了三次。

最後，操作班組對所操作的反應堆沒有深入到細枝末節的了解，而科學家也不了解複雜的反應堆實際操作時有多少奇怪的場景，所以他們都不相信它會爆。

所有人都不相信RBMK爆炸了，包括Legasov也無法理解為什麼會爆炸。

所以當時科學家一定有石墨堆勝過輕水堆的理由，即RBMK沒有輕水堆的爆炸隱患。這個問題就應該是， 為什麼輕水反應堆可能會爆炸， 石墨堆怎麼規避了這些隱患。然後才是，為什麼RBMK爆炸了。

然後自然會產生一個新問題， 如果RBMK本身沒有爆炸隱患，切爾諾貝利爆炸是因為控制棒設計問題，如果改進了這些細節設計，石墨堆會不會更安全且廉價？

反應堆爆炸主要是兩種可能，一種是水過熱變成蒸汽，蒸汽爆炸，一種是水生成氫氣然後氫氣爆炸。

RBMK是石墨作為減速劑，一層水循環，水直接推動汽輪機發電。RBMK的水壓似乎是1000PSI（磅每平方英寸），摺合大概68-70大氣壓。

另外一種用水作為減速劑的反應堆叫做輕水堆，重水堆不提也罷。

輕水堆又分兩種，一種是沸水堆，和RBMK一樣一層水循環，水壓比較低在75大氣壓左右。

一層水循環主要的問題是，中子轟擊水會讓水裡的氫氧原子, 主要是氫原子變成氚，產生放射性，這個水直接推動蒸汽輪機，所以會比較臟。 這也就是為什麼第一集大家都說檢測到的放射性表明蒸汽輪機爆炸的緣故。

另一種是壓水堆，有兩層水循環，第一層水壓力在150大氣壓左右，水不沸騰，只起到把熱量傳遞出來的功能。 第二層水推動汽輪機發電。 壓水堆效率高體積小，而且一迴路是不推動汽輪機，更乾淨。

壓水堆

所以輕水堆就帶來兩個問題

1. 壓水堆的一迴路壓力可能過大，爆炸隱患

2. 輕水堆的水會產生氫氣

1983年的技術手冊 Light Water Reactor Hydrogen Manual討論了冷卻水產生氫氣的問題，是一個可觀的量。懶得再翻了。

產生的氫氣的量可能有數十甚至數百公斤

https://books.google.com/books?id=uJ9zUu39Nl0C?

books.google.com

RBMK的冷卻水也會產生氫氣，因為反應堆有脫氫儀。 會產生多少氫氣就不清楚了， 就算網上有技術手冊也是俄文的。。

問題在於， 從目前的科普版調查來說，操作員一頓猛於虎的操作後， 循環水局部沸騰了，產生了氣泡或者水蒸氣。 水蒸氣吸收中子的能力顯然是比液態水差遠了，於是大量，超量，巨量被石墨減速過的中子沒有被吸收，而是打在其他燃料棒上，進一步增強了鏈式反應，釋放出更多中子， 進一步放熱，產生更多蒸汽，更多中子沒有被吸收。。。

出現了這麼一個恐怖的正循環，最後蒸汽壓力聚集到一定程度就爆了， 石墨敞開口吃到新鮮空氣開始熊熊燃燒。這是石墨堆最致命的缺點。另外，石墨堆萬一出事很難擦屁股。鈾235裂變釋放出的中子能量比較高，直接拿來轟擊另一個鈾235核，誘發其裂變的效率不高。石墨和水的作用是把中子的能量降低，提高下一次裂變的效率。 那麼問題來了， 如果是水做慢化劑，萬一反應堆炸了，水也就跟著蒸發走了，鈾棒缺乏減速過的中子，裂變速度慢慢減小。 但是石墨堆炸了之後石墨還在。。。

外行翻了點資料的猜測。本來我不想強答，但是這麼久都沒有專業回答。。

人類對世界的認知還很少

比方說最近才發現一種鋯的同位素鋯88有超強的吸收中子的能力。。。

文章發在2019年的nature上。

還好鋯88分子量少，不會是其他鋯的產物。

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0838-z?

www.nature.com

是時候祭出那個經典段子了：

emmmm為什麼有人回復」???」啊。舉一反三一下啊：工程設計的時候考慮了諸多情況，科學家和工程師們都認為這個設計很安全了，但沒想到實際運行中的騷操作，結果炸了啊。

  • 一個測試工程師走進一家酒吧，要了一杯啤酒；
  • 一個測試工程師走進一家酒吧，要了一杯咖啡；
  • 一個測試工程師走進一家酒吧，要了0.7杯啤酒；
  • 一個測試工程師走進一家酒吧，要了-1杯啤酒；
  • 一個測試工程師走進一家酒吧，要了2^32杯啤酒；
  • 一個測試工程師走進一家酒吧，要了一杯洗腳水；
  • 一個測試工程師走進一家酒吧，要了一杯蜥蜴；
  • 一個測試工程師走進一家酒吧，要了一份asdfQwer@24dg!*(@；
  • 一個測試工程師走進一家酒吧，什麼也沒要；
  • 一個測試工程師走進一家酒吧，又走出去又從窗戶進來又從後門出去從下水道鑽進來；
  • 一個測試工程師走進一家酒吧，又走出去又進來又出去又進來又出去，最後在外面把老闆打了一頓；
  • 一個測試工程師走進一家酒吧，要了一杯燙燙燙的錕斤拷；
  • 一個測試工程師走進一家酒吧，要了NaN杯Null；
  • 一個測試工程師衝進一家酒吧，要了500T啤酒咖啡洗腳水野貓狼牙棒奶茶；
  • 一個測試工程師把酒吧拆了；
  • 一個測試工程師化裝成老闆走進一家酒吧，要了500杯啤酒並且不付錢；
  • 一萬個測試工程師在酒吧門外呼嘯而過；
  • 一個測試工程師走進一家酒吧，要了一杯啤酒;DROP TABLE 酒吧；

測試工程師們滿意地離開了酒吧。

然後一名顧客點了一份炒飯，酒吧炸了

我寫代碼的時候也覺得沒有bug，自己操作也沒問題，直到別人測試的時候就bug不斷了。

這個時候我腦子裡想的是：艹，這傻逼為什麼不按我想的操作。

測試的腦子裡想的估計是：艹，這傻逼為什麼連這種情況都沒考慮到。

科學史上就是有很多未知數，舉個例子，為什麼現在為什麼醫藥行業要貫徹GMP？為什麼如此嚴格的管理，控制和審查？

舉幾個例子：

磺胺酏劑（液體磺胺製劑）

磺胺是一種廣泛使用的殺菌劑，對付鏈球菌十分有效，但它不溶於水，因此一般是片劑或粉劑。田納西州一家著名的製藥廠「S. E. Massengill」，發現磺胺可以很好的溶於二甘醇，這一口服液是非常好喝的櫻桃味道，所以廣受患者尤其是兒童的歡迎。

不久後，有醫生髮現一些死亡病例與這種新葯有關，隨後FDA也接到報告並立即開始組織美國歷史上第一次全國性的召回行動。儘管最終絕大多數藥物被追回，但兩個月內這種藥物還是造成了120多人死亡，其中很多是孩子。一位痛失愛女的美國母親給當時的羅斯福總統寫信說：「看著孩子翻來滾去，痛苦的尖叫，我快要瘋了。請你採取措施，不要讓悲劇重演。」

從此，藥物上市前，全部被要求進行毒理學試驗。藥品添加劑和污染物的風險評估中用到的重要參數ADI（Adaptable daily intake，每日容許攝入量）、TDI（Tolerable daily intake，每日耐受攝入量）就是從此而來的。

反應停事件

反應停（Thalidomide），能夠有效地阻止女性懷孕早期的嘔吐，此後在老鼠、兔子和狗身上的實驗沒有發現明顯的副作用（事後研究顯示，其實這些動物服藥時間並非反應停作用的敏感期）。

應停的傳播 很快，反應停作為「孕婦的理想選擇」（當時的宣傳口號），風靡歐洲、加拿大、日本、澳大利亞等地區。到1959年，僅在聯邦德國地區就有近100萬人服用過反應停，反應停的每月銷量也達到了1噸的水平。

所以20世紀50至60年代初期在全世界廣泛使用。

1959年12月，西德兒科醫生Weidenbach首先報告了一例女嬰的罕見畸形。1961年10月，在原西德婦科學術會議上，有三名醫生分別報告發現很多嬰兒有類似的畸形。這些畸形嬰兒沒有臂和腿，手和腳直接連在身體上，很像海豹的肢體，故稱為"海豹肢畸形兒"及"海豹胎"。

1961年底，澳大利亞產科醫生威廉·麥克布雷德在《柳葉刀》雜誌發表文章指出，反應停可致嬰兒海豹樣肢體畸形。

從1956年反應停進入市場至1962年撤葯，全世界30多個國家和地區(包括我國台灣省)共報告了"海豹胎1萬餘例，各個國家畸形兒的發生率與同期反應停的銷售量呈正相關，如在西德就引起至少6000例畸胎，英國出生了5500個這樣的畸胎，日本約1000餘例，中國台灣省也至少有69例畸胎出生。

美國雖然沒有正式引進，但是以研究性藥物的名義也購買了一些，17例嬰兒畸形。

它促成了藥品史上的著名法案《科夫沃-哈里斯修正案》。

泰諾膠囊被投毒

1982年9月和10月，美國有7個病人服用泰諾膠囊後死亡，警察發現這些膠囊被人加入了劇毒的氰化物，7個人的葯分別來自5個產地。所以強生公司被迫將3100多萬瓶泰諾全部召回。

這一事件可能是兇手利用藥品生產轉運的漏洞而造成的。

此後，又出台了一系列法律法規嚴格控制藥物的生產和儲運。

這就是人類醫藥歷史上幾個例子，反映科學有很多未知數。

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