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在一片高涨的权游S8吐槽声中，HBO祭出了2019年的大杀器—Chernobyl 切尔诺贝利！
（图片来源于网络）
名副其实的大杀器—通过暗淡又残酷的画面，真实还原了切尔诺贝利核电站爆炸的始末。
Chernobyl, a bleak and brutal miniseries co-produced by HBO and Sky UK, is likely to go down as one of the best TV shows this year and maybe even all-time.
From cnet
剧是好剧，但是一个发生在苏联的故事，全程使用英语也确实很违和，算是一点小小的遗憾吧。
全剧共5集
EP1：1:23:45
EP2：Please Remain Calm
EP3：Open Wide, O Earth
EP4：The Happiness of All Mankind
EP5：Vichnaya Pamyat
第五集是唯一一集的俄语标题，Vichnaya Pamyat的意思是“永恒的记忆”。这句话经常在俄罗斯的葬礼上使用。这是向那些冒着生命危险将自己的同胞从这场悲剧中拯救出来的勇敢的人们致敬。
本文仅作为剧中涉及到的各种知识点的梳理。
Before we jump in，先了解下剧中主要人物：
黑色三人组（The BLK Trio）
鲍里斯·谢比纳 Boris Shcherbina：部长理事会副主席燃料与能源局局长
瓦列利·列加索夫 Valery Legasov：库尔恰托夫原子能研究所第一副所长
乌拉娜·尤里伊芙娜·霍缪克 Ulana Yuriyvna Khomyuk：白俄罗斯核能源研究所首席物理学家
Khomyuk为虚构的人物，代表了那些向Legasov提供帮助，有的甚至因公开反对官方而被捕的科学家们，致敬所有追求真相的科学家。
罪人三人组（The Villain Trio）
阿纳托利·迪亚特洛 Anatoly Dyatlov：切尔诺贝利四号反应堆副总工程师
尼古拉·福明 Nikolai Fomin：切尔诺贝利四号反应堆总工程师
维克多·布卡诺夫 Viktor Bryukhanov：切尔诺贝利四号反应堆站长
观众们当然知道发生了什么。然而随着有人进来报告涡轮机房起火，堆芯的盖子被掀翻，副总工程师Dyatlov仍一厢情愿地认为只是水箱爆了，毕竟他认为RBMK反应堆是不可能爆炸的。
只要我不承认，这就不是事实？！
所以，到底为什么RBMK反应堆不可能爆炸呢。
要了解这个过程，我们先看下核电站是怎么工作的。
第一部分 爆炸始末第二集，我们看到飞机上Legasov向Boris解释核电站如何工作。
核电站能量的来源主要来自于核裂变。核裂变，是指由重的原子核分裂成两个或多个质量较小的原子的一种核反应形式。
切尔诺贝利采用的是最常见的铀（U）裂变
实际上，核裂变就是U-235原子核中放射出来的中子撞击其他的U原子后，分裂成两个质量较小的新原子，以及2-4个中子并产生大量的能量和射线（α、β和γ射线）的过程。这2-4个中子会再去撞击其它U原子，从而形成链式反应。下面的示意图展示的只是其中一种可能发生的反应。
（图片来源于网络）
一般来说，U-235本身是没有辐射的，但是裂变之后放射出来的碘-131、铯-137，钚-239、锶-90、氙-133和氪-92，都是气体，而且都具有放射性，其中对人体危害比较大的当属碘铯钚锶这四种，后面会展开。
简单来说，核电站的原理就是利用链式反应产生的能量，将水汽化成蒸汽驱动涡轮机旋转，进而带动发电机发电。
但是，由于中子的速度过快，不容易撞击到其他的U原子，因而在燃料棒（Fuel Rod - 由U原子组成）周围会用石墨（Graphite）包围，起到减慢中子速度的作用，并且，石墨几乎不吸收中子，不影响中子的数量。
两个中子的概念：
1、U原子释放出来的中子，速度很快，称为快中子，快中子难以撞击其他U原子；
2、被石墨减速后的中子，与分子的热运动达到平衡状态，这时称为热中子（或慢中子），热中子的速度才足以撞击U原子。
链式反应持续进行，不断释放大量能量，温度将持续升高，如果不加以控制，反应炉就会熔掉，因此通常会用特定的方法去吸收中子以降低分裂速度。
切尔诺贝利发生事故的是这个四号RBMK反应堆，就是通过控制棒（Control Rod - 由硼Boron和石墨组成）来降低分裂速度。
RBMK来自俄语：Реактор Большой Мощности Канальный，即Reaktor Bolshoy Moshchnosti Kanalnyy，翻译成英文就是High Power Channel-type Reactor，中文一般按照使用的材料称为石墨沸水反应堆。苏联的核项目在50年代就开始发展RBMK反应堆技术，直到1970年第一个RBMK-1000的反应堆才在切尔诺贝利开始建造。
那么控制棒具体是如何控制反应速度的呢
（图片来源于网络）
控制棒由两部分组成：
1、绿色表示的中部，是硼，用于吸收中子，降低反应速度；
2、紫色表示的上下半部，是石墨，用于降低中子速度；
蓝色为是水。水有两个作用，冷却以及吸收中子；
红色为燃料棒。
正常运转的情况下，应该是III的这种状态：控制棒的石墨部分，处于和燃料棒同一位置。此时石墨降低中子速度，使得链式反应正常进行。控制棒上半部的硼吸收多余的中子，避免反应过于激烈。
如果从III到IV，继续插入控制棒，硼处于和燃料棒同一位置，此时燃料棒放射出来的中子，几乎都被硼所吸收，难以与其他U原子碰撞形成反应，反应堆就被关闭了。
I和II的状态后面再展开。
OK，控制棒 √Checked
继续往下走，看看反应堆内部是如何运作的。
下图展示的就是四号反应堆的核心或堆芯（The Core）：
核心的横截面图大概是这样的：
（图片来源于网络）
核心就是核裂变反应发生的地方，它有数千个通道（Chanel），其中有放燃料棒的通道，也有控制棒的通道。我们可以看到，核心的上下部分被生物屏蔽层（Biological Shield）所覆盖，目的在于减弱各种射线的强度，避免工作人员遭到辐射。两侧外部的结构是，从里往外分别是钢管（Steel Cylinder）、水箱（Water Tank）以及沙子（Sand）。
整个核心的运作图，大致如下：
（图片来源于网络）
水泵将水送入燃料棒通道，燃料棒发生链式反应产生能量，将水变成蒸汽，蒸汽进入分离器与水分开而推动涡轮机转动产生电力。
再看看核心内的状态是如何保持平衡的。
我们从①开始，左边每一格使得反应功率增加↑，右边每一格则使反应功率下降↓：
① 燃料棒是核心的动力装置，当U原子释放的中子在核心中运动时，燃料棒外围的石墨会减慢中子的速度，使得它们更容易撞击U原子，形成核裂变，产生额外的中子和能量，形成链式反应。此时如果没有平衡好的话，链式反应将持续发生，功率则不断上升；
② 所以需要控制棒，减慢反应速度，把功率降下来；
这样就达到平衡了，但别忘了，堆芯中还有水流经过：
③ 水进一步带走的热量，破坏了原本平衡的状态。此时如果不做平衡，功率将逐渐降低；
④ 好在，水数热，形成水蒸汽，用来推动涡轮机发电。水蒸汽形成一个个的“空泡”（Void）。实际上就跟我们平常在家里用透明玻璃盖的锅烧开水的时候，看到锅盖上的一个个小泡泡一样。在反应堆的内部也是如此，这些空泡带来了“正空泡系数”（Positive Void Coefficient），表示当内部的水蒸汽（空泡）越多，反应越激烈，反应性越高。（这也是苏联RBMK反应堆特有的，其他的反应堆一般都是负空泡系数）
所以到此，内部还是处于平衡的状态。
⑤ 然而，水是需要不断流入堆芯以带走热量的（这是关键，可以说是事故的前提，后面会展开），所以会不断产生水蒸汽，提升温度，推动着反应功率不断增加，这样就出现了单边的恶性循环；
⑥ 幸好反应堆内部有一个叫“负温度系数”（Negative Temperature Coefficient）的现象，当燃料棒的温度升高，反应就会变慢，功率降低。
至此，when things are normal，这平衡的堆芯就能为整个城市带来电力，鹅妹子嘤！！
所以核电站的工作人员，只需要保持好这个平衡，就不会发生意外。
退一步讲，这么大型的反应堆，肯定有保险装置，以防止意外发生。
正是因为有AZ-5可以利用控制棒进行制约，加上当时苏联使用的燃料棒U是未适当浓缩的，控制棒足以调节反应功率，所以大家才都认为RBMK反应堆是不可能爆炸的。
那么问题就来了，既然有这样的装置，为什么最后还是炸了呢。
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