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苏联马亚克后处理厂高放废液罐化学爆炸(克什特姆事故)

1957-09-29 · 前苏联(今属俄罗斯) · 案例编号 #138
英文名称Kyshtym Disaster – Mayak High-Level Waste Tank Explosion
核电厂 / 机组苏联马亚克生产联合体14号废液罐
发生日期1957-09-29
国家 / 地区前苏联(今属俄罗斯)
反应堆类型核燃料后处理设施(乙酸盐沉淀工艺,生产武器级钚)
电功率不适用(非反应堆设施)
起火部位14号废液储存罐(地下混凝土峡谷内,钢制容器+钢筋混凝土盖)
火灾类型化学爆炸
直接原因(简述)14号废液罐冷却系统失效后未修复,含硝酸盐/乙酸盐的高放废液温度升高、蒸发干燥,达到约330-350℃时发生硝酸铵-乙酸盐化学爆炸
事件经过与原因马亚克(Mayak)生产联合体位于苏联车里雅宾斯克州 Ozyorsk(原车里雅宾斯克-40/65,封闭式保密城市),是苏联核武器钚生产厂。1953年起该厂建造了液体高放废液储存设施:钢制容器埋于约8.2米深的混凝土峡谷中,因废液衰变热需外置冷却水套保持低温。1956年14号罐冷却系统失效未被修复,废液温度持续升高,最终蒸干形成约70-80吨硝酸盐/乙酸盐固体沉积物。1957年9月29日下午4:20(当地时间)14号罐发生化学爆炸(非核爆炸),当量约70-100吨TNT。160吨混凝土罐盖被掀至空中。爆炸释放约740 PBq(20 MCi)放射性物质,其中约90%沉降于爆炸点附近(5公里范围内),约74 PBq(2 MCi)形成放射性羽流向东北方向飘散10-11小时300-350公里。形成的污染带被称为「东乌拉尔放射性痕迹(EURT)」,面积800-20000 km²(不同认定标准),主要污染核素为Cs-137和Sr-90。事故直接撤离至少22村1万人;27万人受不同程度辐射暴露;至少200人因辐射相关癌症死亡;66人确诊慢性辐射综合征。事故后1968年苏联建立东乌拉尔自然保护区封锁污染区。该事故1990年才对外公开。
火灾持续时间爆炸瞬态;污染持续至今(污染区仍未解除)
灭火方式无需灭火(化学爆炸瞬态)
损害范围14号废液罐彻底摧毁;厂区严重污染;EURT污染带800-20000 km²;至少22村庄废弃
放射性释放是(约740 PBq 释放,74 PBq 远距离羽流;27万人受照;52,000 km²受污染)
核安全影响世界第三大核事故(仅次于切尔诺贝利与福岛,按 INES 6级);INES分级为6级「严重事故」;事故促使 IAEA 加强对核燃料循环设施的安全监管
INES 等级6级
人员伤亡无即刻伤亡;后续约200人因辐射相关癌症死亡,66人确诊慢性辐射综合征
经济损失重大且不可逆(22村庄永久撤离;EURT 800-20000 km² 污染区无法使用;马亚克厂区数十亿卢布去污)
直接原因14号罐冷却系统长期失效未修复;高放废液蒸发后形成干燥硝酸铵/乙酸盐沉积物;达到化学爆炸临界温度(约330-350℃)
根本原因后处理工艺选用了苏联独有的乙酸盐沉淀工艺(西方不采用),导致废液中硝酸铵/乙酸盐含量高;冷却系统监测与维护不足;保密体制导致事故信息无法公开交流,监管薄弱
整改措施IAEA加强对核燃料循环设施(含后处理厂)的安全审查;马亚克逐步淘汰乙酸盐沉淀工艺,改为更安全的磷酸盐沉淀工艺;核废液储存改用强制冷却+多重冗余监测系统;事故区划为东乌拉尔自然保护区禁止居住

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