
[美]沙希利·浦洛基著 李雯露 王梓诚译 广东人民出版社2023年10月出版
1947年9月,在英格兰西北部坎布里亚郡沿海的锡斯凯尔小镇,克里斯托弗·欣顿开始建造英国最早的两座核反应堆。核反应堆将建在距这个小镇几公里远的一家皇家兵工厂的旧址,新建的核设施被命名为温茨凯尔。多年来,反应堆不断出现问题,令设计师头疼不已。
效果似乎好过头了
由于生产核弹燃料的压力与日俱增,温茨凯尔工厂的技术委员会决定减少退火操作的次数。管理人员将1号反应堆的下一次退火日期定在了1957年10月初。对于1号反应堆来说,这将是第九次退火操作,也是第一次在四万兆瓦日时退火。上一次在1957年7月退火时,反应堆几乎没有释放出任何维格纳能,这意味着到10月进行退火时已经积累了七万兆瓦日,已经有些晚了。
1957年10月7日,周一,上午11点45分,温茨凯尔1号反应堆第九次退火开始了。一切按计划进行。10月8日,反应堆的温度变化有些出乎意料,各部分的温度都在不断下降,这表明维格纳能没有完全释放。
物理学家伊恩·罗伯逊和几位助手达成一致意见,打算重复整个过程:重启反应堆,加热反应堆,并再次尝试释放维格纳能。他们重启了反应堆,操控着控制棒,尝试将反应堆加热至330摄氏度。这次操作的效果不错,但对堆芯某些部分来说,效果似乎好过头了。铀热电偶(即反应堆温度计)显示,反应堆部分区域温度的上升超出了预期值。
从夜晚到清晨,再到10日午后不久,他们不停地开关风门,虽然反应堆早已关停,但温度依然居高不下。另外,排气管中的放射性不断增强,这同样令人担忧。10日清晨,已经首次检测出了较高强度的放射性,先是在烟囱处,随后是在气象站的屋顶上。10日下午,1号反应堆烟囱内的辐射水平开始上升,辐射源确证无疑了。
反应堆内起火了
工厂的反应堆主管罗恩·高斯登拨通了工厂总经理亨利·戴维的电话,告诉他发生了“严重的燃料破裂”。戴维指示高斯登确认并清理破损燃料棒所在的燃料通道。任务最终被派给了32岁的仪器技员亚瑟·威尔逊。威尔逊首先查看了反应堆,他回忆:“我打开一个塞子口,看到反应堆内起火了。”
高斯登命令员工们打开更多的塞子口。他们见到的情形和20-53号燃料通道内的一模一样。反应堆正在燃烧!高斯登在飞速思考。他不仅要挽救燃料通道,而且要灭火、拯救反应堆。他能想到的解决办法就是清理燃料棒受损区域周围的燃料通道,建一道“隔离防火带”。一支八人小队拿着竹制排水杆,试图将燃料元件从燃料通道推到冷却池中。
10月10日,下午3点后,温茨凯尔工厂的总经理亨利·戴维从罗恩·高斯登那里听说“严重的燃料破裂”,才得知发生了紧急情况。他找来手下的顶级工程师和科学家共同商议,众人评估后认为形势十分严峻。他们担心再次释放维格纳能时,反应堆温度达到1200摄氏度,整个石墨体就将升温至1000摄氏度,最终导致反应堆整体起火。如果发生这种情况,那么数吨放射性铀燃料产生的辐射将从烟囱喷出,笼罩英国的绝大部分地区。到了10月10日晚,众人依然束手无策。
火焰慢慢消退
10月11日凌晨4点,他们终于做好了用二氧化碳灭火的准备工作,尽管副总经理汤姆·图伊对这个新方案也没有把握。液态二氧化碳有25吨,仅注入就花了一个小时。
接下来该怎么办?离开反应堆之前,亨利·戴维曾和图伊达成一致意见:如果再没有其他办法,图伊将不得不尝试在燃烧的石墨上浇水。这无疑是破釜沉舟的办法。首先,用水浇灭大火意味着将反应堆彻底摧毁。其次,之前不这么做还有另一个更有说服力的原因:水浇到过热的石墨块上,有极大可能会变成水蒸气,水蒸气再与石墨发生反应,将产生氢和一氧化碳的混合物——这种混合物在高温下可能会被引燃,发生更为可怕的后果——反应堆爆炸。
图伊只能寄希望于水不会蒸发,但要怎么做到这一点呢?作为英国的初代反应堆,1号反应堆遇到了一个人们始料未及的难题。不过,也正是因为1号反应堆刚刚问世,有一些人既参与了反应堆的建造,也负责它的日常运营,他们非常了解这个反应堆,图伊就是其中之一。出于对反应堆的深入了解,他决定不能直接向过热的石墨块浇水,否则火势将彻底无法控制。
图伊回忆:“我要求将供水水压设置为30磅,然后坐在升降梯门口,尽可能靠近装卸料吊车,聆听着一切可怕的噪声。”水开始流入反应堆。图伊一直竖着耳朵听着,反应堆附近的数十人同样如此。令众人宽慰的是,反应堆并没有发出异常的声响。图伊壮着胆子将水压增加到60磅,再到120磅——消防车能提供的最大水压。同样没有异常。图伊再次爬上了近25米高的楼梯,来到反应堆堆顶,通过检查孔查看反应堆后方情况,“看不出水有任何的灭火效果”。
过了一小时,火势依旧。那一刻,图伊突然意识到一点:有水作为冷却剂,他不再需要用空气为石墨降温了。如果没有氧气,石墨就无法燃烧。图伊下令关闭鼓风机,然后返回堆顶,检查反应堆后方的情况。眼前的景象令人鼓舞。“我似乎看到了大火逐渐熄灭,似乎看到了火焰慢慢消退。”
最终,图伊找到了解决办法。本可能引起爆炸的水,现在却为反应堆降了温,并熄灭了大火。