Chernobyl là gì? Các nghiên cứu khoa học về Chernobyl

Giới thiệu về Chernobyl

Chernobyl (tiếng Ukraina: Чорнобиль) là tên của một thành phố nhỏ nằm ở phía bắc Ukraina, gần biên giới với Belarus. Tuy nhiên, cái tên Chernobyl thường được liên kết chặt chẽ với thảm họa hạt nhân nghiêm trọng nhất trong lịch sử nhân loại, xảy ra vào ngày 26 tháng 4 năm 1986, tại Nhà máy điện hạt nhân Chernobyl, gần thị trấn Pripyat. Vụ nổ và cháy tại lò phản ứng số 4 đã giải phóng một lượng lớn chất phóng xạ vào môi trường, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người và môi trường tự nhiên trên một khu vực rộng lớn.

Nhà máy điện hạt nhân Chernobyl

Nhà máy điện hạt nhân Chernobyl bao gồm bốn lò phản ứng hạt nhân kiểu RBMK-1000, được thiết kế và xây dựng trong thời kỳ Liên Xô. Các lò phản ứng này sử dụng graphite làm chất làm chậm neutron và nước làm chất làm mát. Thiết kế này có một số đặc điểm không an toàn, đặc biệt là hệ số phản hồi rỗng dương, khiến lò phản ứng trở nên không ổn định ở mức công suất thấp.

Diễn biến thảm họa

Vào đêm ngày 25 rạng sáng 26 tháng 4 năm 1986, các kỹ sư tại lò phản ứng số 4 tiến hành một thử nghiệm nhằm kiểm tra khả năng cung cấp điện trong trường hợp mất điện đột ngột. Do nhiều sai sót trong thao tác và thiết kế lò phản ứng, quá trình thử nghiệm đã dẫn đến một loạt sự cố nghiêm trọng:

• Giảm công suất đột ngột: Công suất lò phản ứng giảm xuống mức rất thấp, khiến lò phản ứng trở nên không ổn định.
• Rút thanh điều khiển: Để tăng công suất, các kỹ sư đã rút hầu hết các thanh điều khiển, làm giảm khả năng kiểm soát phản ứng hạt nhân.
• Tăng công suất không kiểm soát: Khi thử nghiệm bắt đầu, công suất lò phản ứng tăng đột ngột, dẫn đến nhiệt độ và áp suất tăng cao.
• Nổ hơi nước: Áp suất cao làm vỡ các ống dẫn nhiên liệu, gây ra vụ nổ hơi nước mạnh mẽ.
• Cháy graphite: Vụ nổ làm lộ ra chất làm chậm graphite, gây cháy và giải phóng thêm chất phóng xạ vào không khí.

Nguyên nhân thảm họa

Các cuộc điều tra sau thảm họa đã xác định một số nguyên nhân chính:

• Lỗi thiết kế lò phản ứng: Lò phản ứng RBMK có hệ số phản hồi rỗng dương, khiến nó không ổn định ở mức công suất thấp.
• Thiếu huấn luyện và quy trình an toàn: Nhân viên vận hành thiếu kiến thức và không tuân thủ quy trình an toàn nghiêm ngặt.
• Thiếu hệ thống bảo vệ tự động: Hệ thống không có cơ chế tự động ngắt phản ứng khi xảy ra tình huống nguy hiểm.

Hậu quả thảm họa

Ảnh hưởng đến con người

• Tử vong tức thì: Hai nhân viên thiệt mạng ngay lập tức do vụ nổ; 28 người khác tử vong trong vòng vài tháng do hội chứng nhiễm xạ cấp tính (ARS).
• Bệnh tật liên quan đến phóng xạ: Hàng nghìn trường hợp ung thư tuyến giáp, đặc biệt ở trẻ em, được ghi nhận trong những năm sau thảm họa.
• Sơ tán hàng loạt: Khoảng 116.000 người dân được sơ tán ngay sau thảm họa; sau đó, thêm 230.000 người phải di dời khỏi các khu vực bị ô nhiễm.

Ảnh hưởng đến môi trường

• Ô nhiễm đất và nước: Các đồng vị phóng xạ như $^{137}\text{Cs}$ và $^{90}\text{Sr}$ gây ô nhiễm nghiêm trọng đất đai và nguồn nước.
• Thiệt hại đến hệ sinh thái: Nhiều khu rừng bị chết, được gọi là "Rừng Đỏ", do hấp thụ lượng lớn phóng xạ.
• Biến đổi sinh học: Một số loài động thực vật cho thấy dấu hiệu đột biến và thay đổi quần thể.

Vùng cấm Chernobyl

Sau thảm họa, một khu vực bán kính 30 km xung quanh nhà máy được thiết lập làm vùng cấm, nơi cư trú và hoạt động kinh tế bị hạn chế nghiêm ngặt. Vùng này bao gồm thành phố Pripyat, nơi từng có khoảng 49.000 cư dân trước khi bị bỏ hoang.

Biện pháp khắc phục và phục hồi

• Xây dựng "Sarcophagus": Một cấu trúc bê tông được xây dựng nhanh chóng để bao phủ lò phản ứng bị hư hại, nhằm ngăn chặn rò rỉ phóng xạ.
• Mái vòm bảo vệ mới: Năm 2016, một cấu trúc bao phủ mới được hoàn thành, đặt lên trên "Sarcophagus" cũ để tăng cường an toàn và cho phép tháo dỡ lò phản ứng hư hại.
• Giám sát môi trường: Các chương trình theo dõi mức độ phóng xạ và ảnh hưởng môi trường được triển khai liên tục.

Chernobyl ngày nay

Mặc dù vẫn còn mức độ phóng xạ nhất định, vùng cấm Chernobyl đã trở thành điểm đến cho du lịch có kiểm soát.