我在学校深入学习过这次事故。

因为如果不是缺乏理论知识的操作员作死骚操作的话，rmbk的确不会爆。

而科学家没有从事过现实的工程设计，理论和实际也存在脱节。实验室理想化的堆型设计，变成真实世界巨大复杂的系统时，会出现很多想不到的坑。他们无法理解怎么会有骚操作让它爆。

hbo切尔诺贝利第三集里有一幕，女科学家去和奄奄一息的操作员做调查，那位操作员说自己的职务是senior engineer xxxx，然后女科学家问你几岁？25岁。。。显然这个年纪是没经过什么正经科班学习的，更谈不上senior了。

而女科学家在实际反应堆的操作和特性上，可能也比不上这位年轻的senior engineer。

脱节。

rbmk石墨沸水反应堆是一种控制相对复杂的反应堆，体现在其正的空泡系数。在水沸腾产生空穴时，由于减速剂是固体石墨，中子减速和吸收的平衡不会反转，反而会因为水吸收中子的减少而增加反应率，形成正反馈，造成不稳定。这个效应在低功率低水位高水温和装料已旧时尤其强烈。但是一般来说这不会导致功率立即上升，因为需要数秒中子才会释放。控制一个正反馈系统对人类来说也不是难事。rbmk反应堆是以自动化计算设备和控制棒自动控制功率的。而且在大大冗余的控制棒，和两套自动停机系统加持下，安全性也是有保障的。

但是存在漏洞，而切尔诺贝利事故正好是骚操作撞到漏洞上。

过程：

实验需要，要将反应堆功率从3200mw降到700mw，但是由于实验开始时间延迟，操作班组降功率降的过快，一下到了3mw。

功率下降过快导致了燃料中氙135的增加。氙135是中子毒药，会吸收中子减弱反应。因此为了提升功率到所需水平，操作班组依靠直觉违规拔出了过多的控制棒，实验中测试的水泵启动时，水流量增加，进一步吸收中子，于是进一步拔出控制棒。最后只保留了6根。

自动控制系统和主要的安全系统被关闭，反应堆手动控制。

拔出控制棒后，功率仅上升到200mw。而10%以下功率时，两套紧急停机系统均不工作，也不提供反应率数据。操作班组纯靠直觉盲操作。因为功率很低，他们觉得很稳。

然而此时反应堆的配置已经十分危险，控制棒过多拔出，如果此时是高功率，这就是爆炸的配置。现在功率是低的，一旦吸收中子的东西减少，功率变高，反应率会变高，然后功率更高，反应率更高～如此循环正反馈。而此时自动控制关闭，紧急停机关闭，甚至连反应率监视都没有。反应堆如同一堆火药上立了根燃烧的火柴，而操作的人是瞎的。

然后，随著实验结束，水泵水流降低，核心内气泡增多，反应率上升。而后操作班组按下了AZ-5紧急停堆键，控制棒插入（按计划实验后这个反应堆要停机维护，所以这应该是预定的结束实验的步骤，而不是发现反应率异常上升后的反应，因为当时没有反应率监测数据反馈给班组。但已无从证实）。由于设计问题，控制棒和石墨槽之间有冷却水的水膜，阻碍插入速度，控制棒插入缓慢，完全插入需要18s。同时控制棒头部有一段石墨，被设计用来增强控制棒效力和平均核心中子流，但是在被过度拔出的情况下，再插入时，这段石墨排开了水，造成了吸收中子减少，增加了反应率。

（为何会设计一段石墨，参见我的另一个回答https://www.zhihu.com/question/326854016/answer/706995076）

最后爆了。

所有反应堆在投入商用的时候一定都是自认为绝对安全的，但实际上永远有你想不到的缺陷。而即便发现了隐患，由于经济政治体制原因，也不会对外泄露，而是寄希望于完善系统。而越复杂的系统，失效的场景也越多。

世界上所有核电站的融堆概率都是小数点后面很多位，代表平均一个反应堆要运行上千上万年才会出现一次融堆。这个融堆概率是无数人的计算成果，是宣传核电安全的核心论据。然而人类历史上已经有3次融堆事故了，彩票中了三次。

最后，操作班组对所操作的反应堆没有深入到细枝末节的了解，而科学家也不了解复杂的反应堆实际操作时有多少奇怪的场景，所以他们都不相信它会爆。

所有人都不相信RBMK爆炸了，包括Legasov也无法理解为什么会爆炸。

所以当时科学家一定有石墨堆胜过轻水堆的理由，即RBMK没有轻水堆的爆炸隐患。这个问题就应该是， 为什么轻水反应堆可能会爆炸， 石墨堆怎么规避了这些隐患。然后才是，为什么RBMK爆炸了。

然后自然会产生一个新问题， 如果RBMK本身没有爆炸隐患，切尔诺贝利爆炸是因为控制棒设计问题，如果改进了这些细节设计，石墨堆会不会更安全且廉价？

反应堆爆炸主要是两种可能，一种是水过热变成蒸汽，蒸汽爆炸，一种是水生成氢气然后氢气爆炸。

RBMK是石墨作为减速剂，一层水循环，水直接推动汽轮机发电。RBMK的水压似乎是1000PSI（磅每平方英寸），折合大概68-70大气压。

另外一种用水作为减速剂的反应堆叫做轻水堆，重水堆不提也罢。

轻水堆又分两种，一种是沸水堆，和RBMK一样一层水循环，水压比较低在75大气压左右。

一层水循环主要的问题是，中子轰击水会让水里的氢氧原子, 主要是氢原子变成氚，产生放射性，这个水直接推动蒸汽轮机，所以会比较脏。 这也就是为什么第一集大家都说检测到的放射性表明蒸汽轮机爆炸的缘故。

另一种是压水堆，有两层水循环，第一层水压力在150大气压左右，水不沸腾，只起到把热量传递出来的功能。 第二层水推动汽轮机发电。 压水堆效率高体积小，而且一回路是不推动汽轮机，更干净。

压水堆

所以轻水堆就带来两个问题

1. 压水堆的一回路压力可能过大，爆炸隐患

2. 轻水堆的水会产生氢气

1983年的技术手册 Light Water Reactor Hydrogen Manual讨论了冷却水产生氢气的问题，是一个可观的量。懒得再翻了。

产生的氢气的量可能有数十甚至数百公斤

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

books.google.com

RBMK的冷却水也会产生氢气，因为反应堆有脱氢仪。 会产生多少氢气就不清楚了， 就算网上有技术手册也是俄文的。。

问题在于， 从目前的科普版调查来说，操作员一顿猛于虎的操作后， 循环水局部沸腾了，产生了气泡或者水蒸气。 水蒸气吸收中子的能力显然是比液态水差远了，于是大量，超量，巨量被石墨减速过的中子没有被吸收，而是打在其他燃料棒上，进一步增强了链式反应，释放出更多中子， 进一步放热，产生更多蒸汽，更多中子没有被吸收。。。

出现了这么一个恐怖的正循环，最后蒸汽压力聚集到一定程度就爆了， 石墨敞开口吃到新鲜空气开始熊熊燃烧。这是石墨堆最致命的缺点。另外，石墨堆万一出事很难擦屁股。铀235裂变释放出的中子能量比较高，直接拿来轰击另一个铀235核，诱发其裂变的效率不高。石墨和水的作用是把中子的能量降低，提高下一次裂变的效率。 那么问题来了， 如果是水做慢化剂，万一反应堆炸了，水也就跟著蒸发走了，铀棒缺乏减速过的中子，裂变速度慢慢减小。 但是石墨堆炸了之后石墨还在。。。

外行翻了点资料的猜测。本来我不想强答，但是这么久都没有专业回答。。

人类对世界的认知还很少

比方说最近才发现一种锆的同位素锆88有超强的吸收中子的能力。。。

文章发在2019年的nature上。

还好锆88分子量少，不会是其他锆的产物。

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

www.nature.com

是时候祭出那个经典段子了：

emmmm为什么有人回复」???」啊。举一反三一下啊：工程设计的时候考虑了诸多情况，科学家和工程师们都认为这个设计很安全了，但没想到实际运行中的骚操作，结果炸了啊。

  • 一个测试工程师走进一家酒吧，要了一杯啤酒；
  • 一个测试工程师走进一家酒吧，要了一杯咖啡；
  • 一个测试工程师走进一家酒吧，要了0.7杯啤酒；
  • 一个测试工程师走进一家酒吧，要了-1杯啤酒；
  • 一个测试工程师走进一家酒吧，要了2^32杯啤酒；
  • 一个测试工程师走进一家酒吧，要了一杯洗脚水；
  • 一个测试工程师走进一家酒吧，要了一杯蜥蜴；
  • 一个测试工程师走进一家酒吧，要了一份asdfQwer@24dg!*(@；
  • 一个测试工程师走进一家酒吧，什么也没要；
  • 一个测试工程师走进一家酒吧，又走出去又从窗户进来又从后门出去从下水道钻进来；
  • 一个测试工程师走进一家酒吧，又走出去又进来又出去又进来又出去，最后在外面把老板打了一顿；
  • 一个测试工程师走进一家酒吧，要了一杯烫烫烫的锟斤拷；
  • 一个测试工程师走进一家酒吧，要了NaN杯Null；
  • 一个测试工程师冲进一家酒吧，要了500T啤酒咖啡洗脚水野猫狼牙棒奶茶；
  • 一个测试工程师把酒吧拆了；
  • 一个测试工程师化装成老板走进一家酒吧，要了500杯啤酒并且不付钱；
  • 一万个测试工程师在酒吧门外呼啸而过；
  • 一个测试工程师走进一家酒吧，要了一杯啤酒;DROP TABLE 酒吧；

测试工程师们满意地离开了酒吧。

然后一名顾客点了一份炒饭，酒吧炸了

我写代码的时候也觉得没有bug，自己操作也没问题，直到别人测试的时候就bug不断了。

这个时候我脑子里想的是：艹，这傻逼为什么不按我想的操作。

测试的脑子里想的估计是：艹，这傻逼为什么连这种情况都没考虑到。

科学史上就是有很多未知数，举个例子，为什么现在为什么医药行业要贯彻GMP？为什么如此严格的管理，控制和审查？

举几个例子：

磺胺酏剂（液体磺胺制剂）

磺胺是一种广泛使用的杀菌剂，对付链球菌十分有效，但它不溶于水，因此一般是片剂或粉剂。田纳西州一家著名的制药厂「S. E. Massengill」，发现磺胺可以很好的溶于二甘醇，这一口服液是非常好喝的樱桃味道，所以广受患者尤其是儿童的欢迎。

不久后，有医生发现一些死亡病例与这种新药有关，随后FDA也接到报告并立即开始组织美国历史上第一次全国性的召回行动。尽管最终绝大多数药物被追回，但两个月内这种药物还是造成了120多人死亡，其中很多是孩子。一位痛失爱女的美国母亲给当时的罗斯福总统写信说：「看著孩子翻来滚去，痛苦的尖叫，我快要疯了。请你采取措施，不要让悲剧重演。」

从此，药物上市前，全部被要求进行毒理学试验。药品添加剂和污染物的风险评估中用到的重要参数ADI（Adaptable daily intake，每日容许摄入量）、TDI（Tolerable daily intake，每日耐受摄入量）就是从此而来的。

反应停事件

反应停（Thalidomide），能够有效地阻止女性怀孕早期的呕吐，此后在老鼠、兔子和狗身上的实验没有发现明显的副作用（事后研究显示，其实这些动物服药时间并非反应停作用的敏感期）。

应停的传播 很快，反应停作为「孕妇的理想选择」（当时的宣传口号），风靡欧洲、加拿大、日本、澳大利亚等地区。到1959年，仅在联邦德国地区就有近100万人服用过反应停，反应停的每月销量也达到了1吨的水平。

所以20世纪50至60年代初期在全世界广泛使用。

1959年12月，西德儿科医生Weidenbach首先报告了一例女婴的罕见畸形。1961年10月，在原西德妇科学术会议上，有三名医生分别报告发现很多婴儿有类似的畸形。这些畸形婴儿没有臂和腿，手和脚直接连在身体上，很像海豹的肢体，故称为"海豹肢畸形儿"及"海豹胎"。

1961年底，澳大利亚产科医生威廉·麦克布雷德在《柳叶刀》杂志发表文章指出，反应停可致婴儿海豹样肢体畸形。

从1956年反应停进入市场至1962年撤药，全世界30多个国家和地区(包括我国台湾省)共报告了"海豹胎1万余例，各个国家畸形儿的发生率与同期反应停的销售量呈正相关，如在西德就引起至少6000例畸胎，英国出生了5500个这样的畸胎，日本约1000余例，中国台湾省也至少有69例畸胎出生。

美国虽然没有正式引进，但是以研究性药物的名义也购买了一些，17例婴儿畸形。

它促成了药品史上的著名法案《科夫沃-哈里斯修正案》。

泰诺胶囊被投毒

1982年9月和10月，美国有7个病人服用泰诺胶囊后死亡，警察发现这些胶囊被人加入了剧毒的氰化物，7个人的药分别来自5个产地。所以强生公司被迫将3100多万瓶泰诺全部召回。

这一事件可能是凶手利用药品生产转运的漏洞而造成的。

此后，又出台了一系列法律法规严格控制药物的生产和储运。

这就是人类医药历史上几个例子，反映科学有很多未知数。

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