[往事钩沉]切尔诺贝利上空的米里直升机英雄...

发布时间:2020-01-30  原作者:Armstrong   :

本帖内容自空军之翼网络杂志

  切尔诺贝利核灾难是世界上迄今为止规模最大的工业灾难,在1986年的核电站爆炸危机中,苏联空军的米里直升机及其机组人员付出了重大牺牲。

灾难爆发

  1986年4月26日凌晨1点23分,人为失误导致切尔诺贝利核电站4号反应堆堆芯在一次准备不充分的应急堆芯冷却系统测试中发生故障,随之而来的大规模蒸汽爆炸彻底摧毁了堆芯及其周围建筑物。工作人员在测试过程中停止了反应堆堆芯冷却并禁用紧急冷却回路,同时拆除了绝大多数中子吸收控制棒。结果反应堆在几分钟内失控,迅速过热,并最终在两次连续爆炸中被毁。爆炸威力相当于3吨TNT,就像火山喷发一样,数吨核燃料、石墨碎片、高放射性气体、冷凝气溶胶和放射性同位素被抛入大气层,随之而来的核污染不仅在苏联境内肆虐,数天内有毒辐射尘扩散到几乎整个欧洲。

事故后的切尔诺贝利核电站4号反应堆

  切尔诺贝利反应堆爆炸与核燃料完全被消耗的“正常”核爆炸不同,将大量核燃料以纯净形式直接排放到大气中,污染强度令人难以置信。据计算,排放到大气中的放射性同位素总量达63千克,是1945年8月6日日本广岛原子弹的90倍,并且在爆炸中有450种高放射性和剧毒同位素被释放到大气中。

  切尔诺贝利距乌克兰首都基辅仅120公里,爆炸发生一天后,居住在反应堆半径30公里范围内受污染最重地区的居民都被疏散。但苏联境内有130000平方公里以上的区域辐射水平过高,超过500万居民受到影响,乌克兰和白俄罗斯成为受影响最大的加盟共和国。

切尔诺贝利事件后的周遭辐射污染剂量分布图

临危受命

  切尔诺贝利救灾工作估计至少花费了250亿卢布(当时约等于250亿美元),苏联空军直升机从一开始就参加了救灾工作。首架出现在切尔诺贝利上空的直升机是基辅鲍里斯波尔(Borisopol)基地运输中队的一架米-8T,该机由伏洛丁大尉驾驶,在4月26日白天飞越被毁的反应堆建筑物,让机上军事和民防部门人员进行首次评估。

米-8直升机上检测辐射强度的核专家

  最初的救灾工作因恶劣的工作环境,匆忙的计划和英勇执行的行动,导致许多伤亡。军用直升机也从一开始的紧急空中监视和损害评估转为向反应堆及其附近区域空投抑制材料,还被用来在受影响最严重的地区做例行辐射监测和污染物测绘。

  全力空投抑制材料是为了影响反应堆建筑物内的化学过程并阻止有毒物质的排放(由石墨减速剂/核燃料混合物高温燃烧产生,7天内烧光了1600吨石墨),这是一项极其艰巨的任务,需要动用大量资源和众多创新解决方案。反应堆附近的高放射性环境也排除了利用地面车辆和设备来运送成千上万吨抑制材料的可能性,所以直升机空投就成为唯一选择。

  一开始苏联空军直升机投下装满沙子、粘土、白云石的沙袋,以尽快覆盖燃烧的堆芯露天表面。这项措施旨在减少放射性物质的释放,却要求苏联空军机组在类似核大战的条件下进行敢死行动。

临危受命的米里直升机和其机组

敢死轰炸

  在伏洛丁大尉之后首批进入现场的直升机来自乌克兰亚历山大基地第51独立直升机团,该团派出的米-6和米-8直升机都由经历过阿富汗战火考验的机组驾驶。这些直升机先被紧急部署在距现场约40公里的切尔尼戈夫机场,前往反应堆附近的三个堆放有沙袋和地面维修设备的降落场展开日间救灾作业。一开始这些降落场距离反应堆仅800米,由于受到强放射性污染,很快被重新布置在距离反应堆14公里的地方。

  4月27日,一架米-8MT将第一个沙袋空投到反应堆上,直升机悬停在反应堆上方不到200米高度,舱内人员手动将袋子扔下,准确投入反应堆上方的缺口。爆炸炸飞了反应堆上方重2000吨的屏蔽盖板,并在顶部开了一个长15米宽9米的缺口,想要投准对机组来说言是一项艰巨任务。此外反应器上方的上升热气流温度很高,并含有极高水平的辐射和有毒颗粒,使没有任何防护设备的机组人员在短时间内就受到极高剂量辐射。开头几天,当直升机飞越核心上方的上升热气流时,由于旋翼效率的损失,会一下子掉30米高度。

  这种空投被证明远远不够,无法将大量抑制材料量投入堆芯。直升机机组很难准确将沙袋扔进堆芯上方的缺口,第一天仅空投了56吨材料,而科学家计算出至少需要被投放5000吨抑制材料才能压住反应堆。手动空投很快被更有效的方法取代,那就是把10-15袋 的沙子集中放入直升机机腹吊索下的桶状容器中一次性空投。为了充分利用直升机的吊挂运输能力,技术人员为米里直升机安装了一个临时钢梁,底带有一个快速释放环,能同时进行 桶状容器运输和空投作业。最后米里直升机将多达10000桶的沙子投入了反应堆。

正在空投沙子的米-8

  除沙袋外,米里直升机还将大量装入布袋中的铅板、铅球和铅制零件投入了反应堆。米-8一次能吊挂三个装满了铅袋的包裹,每个包裹重约1.5吨,较大的米-6可吊挂6-8吨铅袋,巨型米-26能运输8-10个包裹,总重量达12-15吨。苏联科学家希望铅在反应堆中熔化后能形成液态金属垫层,沉积到反应器底部活跃区域,防止核燃料和石墨混合物烧穿底部混凝土防护层后污染地下水。

  到5月初,已经大约有80架来自乌克兰、俄罗斯和白俄罗斯境内空军部队的直升机被部署到灾区,分别驻扎在切尔尼戈夫(Tchernogov)、冈察洛夫斯科耶(Goncharovskoye)和奥夫鲁奇(Ovruch)三座机场。这些直升机在白天被部署到反应堆附近的三个着陆场(分别称为“高脚杯”(Kubok)-1、-2和-3),吊挂抑制材料执行“轰炸”任务,或者搭载观察和采样人员执行监视任务。完成日常任务后,这些直升机会前往马利基(Malik)消洗站,让核净化小组对直升机内外部进行彻底清洗,机组人员则需要洗澡,换掉内裤和飞行服。完成清洁后的直升机和机组基地进行维修和过夜。

想命中反应堆缺口并不容易

  在建立有效的“轰炸”流程后,空投抑制材料的直升机数量减少到30架。这些直升机以紧凑的环形航线飞行,直升机起飞间隔22到32秒。每架直升机都在3公里外的一位地面管制员监督下飞越反应堆,管制员通过炮兵射击指挥仪跟踪进近中的直升机,当他判断直升机位于反应堆正上方时就下达“轰炸”命令。高达155米的反应堆通风管成为一个严重障碍,使直升机维持200米高度和50-60公里/小时的进近变得非常困难 。

危险重重

  到12月,抢险部队已经在被摧毁的反应堆建筑物周围竖起了一个大型混凝土掩体,以密封其残骸。该掩体被称为石棺,但由于匆忙构建而质量不佳。建造石棺的目的是使其他三个未损坏的反应堆尽快恢复运行状态。

建造中的切尔诺贝利石棺

  米-26直升机凭借举世无双的起重能力,执行了许多特殊长吊索吊运任务。由于这种任务要求直升机飞行员的技术特别熟练作,因此大多由米里设计局著名试飞员古尔根·卡拉佩蒂扬(Gurgen Karapetyan)和阿列克谢·格里申科(Alexey Grishtenko)机组驾驶。米-26成功完成了向石棺运输20吨重通风设备的任务,但其他大多数雄心勃勃的空中施工作业都被证明是完全失败的,如将一个直径19米重15吨的铝盖放置在反应堆顶部来减少放射性泄漏。

  米-26将铝盖从基辅建造工地运到切尔诺贝利,卡拉佩蒂扬和格里申科驾驶米-26进行了约30架次练习,将盖子放在反应堆模型上。但到了要真正要盖上铝盖时,由于两位试飞员都忙于其他任务,任务被交给了准备不足的军队飞行员。结果米-26吊起铝盖上升到大约250米高度后,盖子陷入了危险的振荡,飞行员被迫切断吊索,导致铝盖被摔坏无法修复,此后苏联人再没尝试建造类似设备。

  米-24R是“雌鹿”武装直升机的核生化(NBC)探测型,该机也积极参加了辐射污染绘图作业。米-24R需要在被调查区域多次降落,用安装在翼尖下方的一个巧妙装置来获取土壤氧本。每架米-24R的机组需要在现场部署一个月,共飞行60到70小时进行无数次降落采样。在执行辐射背景调查任务时,米-24R需要每天在现场以150米高度飞四架次。

米-24R核生化探测机

  米-8也执行了地面采样任务。据1986年6月参与救灾的一位米-8飞行员回忆,直升机必须降落在发电厂周围污染最严重的区域,为地面车辆和人员探测可通行路线。一次采样飞行至少要降落20次,两次降落的间隔不超过一分钟。降落后,辐射专家需要下机手动采集土壤样本。此时空气温度达到35摄氏度,驾驶舱温度超过45摄氏度。尽管驾驶舱内充满了放射性尘埃,但机组人员的唯一的防护设备只是一个简单的防毒面具。

  苏联海军的卡-25直升机也出现在现场,使用其外部绞盘将特殊测量设备吊放入反应堆堆芯,该机的共轴旋翼能提供更稳定的悬停。

  米里直升机在救灾中共飞行了1800架次,向反应堆空投了5000吨抑制材料,仅5月1日一天就空投了1800吨。沙子和粘土被用于形成物理-化学过滤器,吸收燃烧堆堆芯中释放的放射性气体和冷凝气溶胶。头几天还有大约60吨硼酸也被空投在堆芯上,试图抑制可能发生的连锁反应。此外苏联人还空投了大约2400吨的铅。除抑制材料外,米-8、米-6和米-26在反应堆周围持续喷洒乳胶材料直至秋天,将放射性粉尘沉积到地面进行收集和处置。

喷洒乳胶材料的米-26

  尽管面临巨大挑战,但整个救灾行动中仅损失了一架直升机。

  10月2日,一架米-8MT在向石棺顶部运输材料时,与旁边140米高的起重机吊臂上的吊索相撞,直升机失去控制后坠毁在石棺旁起火燃烧,四名机组人员全部遇难。具有讽刺意味的是,该机机长是第112直升机团的谢尔盖·沃罗比约夫大尉,他在阿富汗战场曾是一架被击落直升机上的唯一生还人员,这次没能继续自己的好运气。

  本次坠机的原因多年来一直保密,人们推测是飞行员疲劳导致,但真是原因是起重机操作员在没有得到命令的情况操作吊臂在反应堆上方旋转,导致没有得到通报的飞行员一头撞向吊索。电影摄影机捕捉到米-8MT主旋翼与起重机吊索的相撞瞬间,这个著名镜头被大量使用在关于切尔诺贝利灾难的纪录片中。

坠毁的米-8MT

英雄无畏

  第一批飞行员一直工作到5月的第一周,他们暴露在极高水平的辐射环境中,刚开始除了偶尔戴上口罩外没有采取任何防护措施,在执行任务前也没有获得适当的安全知识科普。5月初当大量铅材料可被用于空投时,机组将厚度为6到20毫米的铅 皮作为临时屏蔽层安装在驾驶舱座椅上下方以及机舱地板上,以减少辐射暴露。出于相同目的,一些机组将许多装有铅球的袋子堆放在驾驶舱周围,据说有些飞行员甚至将袋子放在腿上保护下身。

包裹了铅皮的直升机座椅

  首批机组马不停蹄地工作了一个多星期,每天飞行4到6架次,每次持续40分钟到一个半小时。其中一些经验丰富的飞行员更加玩命飞行,一次一位名叫雅科夫列夫(Yakovlev)的上校中队长一天内飞越反应堆33次,可想而知他遭受了极高的辐射暴露。

  头几天,负责空投沙袋的机组报告在座舱中就能感受到反应堆辐射的极高热量,许多人返回后呕吐不止。使用外部吊索向反应堆堆筑物屋顶运输物资的机组必须在高放射性和有毒区域持续悬停32秒至1分钟10秒,这里200米高处的辐射本底强度高达1450至1650伦琴/小时之间,由铅丝网制成的临时保护装置只能将辐射降低50伦琴/小时。前往切尔诺贝利的飞行员表示,在危险区域首先感觉到辐射暴露的是喉咙,很快就变得非常干燥。

  首批切尔诺贝利飞行员积累的总辐射暴露剂量高达约50伦琴/小时(致死剂量是5小时内受到500伦琴/小时的辐射,正常人遭受的背景辐射典型剂量为每年200毫伦琴),他们在轮换后被迅速送到莫斯科接受彻底医学检查和治疗。此时他们已经出现了明显的健康问题,面色苍白和鼻子偶尔出血尤为常见。返回基地后,医务人员建议他们至少三年内避免生育。

参与切尔诺贝利救灾的米-6直升机

  第二批飞行员的部署时间为10天,后续轮换飞行员的工作周期被延长至30或40天,但他们得到了更好的保护和医疗保健,此外反应堆被部分密封后,辐射水平也在一定程度上降低了。机组期间服用了一种未知名的抗辐射药物,但由于存在明显副作用很快被叫停。此时对苏联飞行员们来说,唯一有用的健康护理就是饮用酒精饮料,他们认为伏特加和其他酒精饮料可以成功地从人体中释放出辐射。

  每位机组人员都配发了一个个人辐射测量设备,专家在每个工作日结束时收集数据来累计每个人的总辐射暴露剂量。一开始机组人员的最大辐射暴露剂量被规定为不超过25伦琴/小时(战时剂量也是如此),后期降低到22伦琴/小时。直升机在每次空投中飞越反应堆辐射火山口时受到的辐射剂量约为1伦琴/小时,但在高辐射环境下长时间工作,很多机组人员的辐射暴露情况远高于此。例如一次由于自动驾驶仪故障,一架米-8MT机舱在反应堆建筑物屋顶上方的吊挂货物作业时悬停了约15分钟而不是规定的2-3分钟,机组人员仅在这次飞行中就积累了6伦琴/小时的辐射暴露剂量。

直升机机组在任务中遭受了极高水平的辐射暴露

  一般来说,过度暴露在辐射中会在10至12年后出现放射病,但辐射暴露最严重的切尔诺贝利飞行员们在1990-1992年期间就纷纷爆发急性放射病。瓦西里·沃多拉斯基斯基(Vasiliy Vodolajskiy)上校当年7月在切尔诺贝利飞了120架次,向反应堆投掷了约200吨抑制材料,并培训了33名直升机机组人员来完成这项危险的工作。他在部署期间还执行过许多其他危险任务,如支援反应堆建筑物屋顶的清洁,以及将重型通风设备运送到完好反应堆单元的屋顶上,以使其重新投入运行。最后他积累了24.8伦琴/小时的总辐射暴露剂量,迅速发展为急性放射病,并于1992年去世。米里试飞员格里申科完成多次危险的长吊索吊运任务,将各种物资运输到反应堆综合体,他在1990年因急性放射病和因此产生的白血病去世。

  在反应堆上方飞行的直升机也受到严重辐射污染,并成为辐射次要来源。直升机自身的辐射背景由所有金属零件产生的,此外在高辐射环境中长期工作后,飞行员佩戴的所有金属物件(如手表,飞行服的金属拉链,甚至金属假牙)也都在释放辐射。直升机在现场飞了大约100个小时后,机体发出的伽马射线就超过2-3伦琴/小时的限制。超出限制的直升机会被立即撤下,丢弃在一个距反应堆30公里的特殊封存区域,成为世界上最严重核事故的沉默见证者。

被废弃的切尔诺贝利直升机

尾声

  苏联1989年和1990年对反应堆建筑物的研究表明,向堆芯空投的抑制材料中很大一部门没有命中,因为缺口太小了。堆芯熔融物质中所含的铅可以忽略不计,推测空投的大部分铅材料在与2500摄氏度的熔融物质接触后就被立即蒸发,释放到大气中产生进一步的有毒气溶胶。命中反应堆的沙袋也产生了放射性尘埃云,这些尘埃随后散布在建筑物外并随风飘散。

  5月9日堆芯中的石墨减速剂被烧尽后,由沙子和粘土烧结成的上层壳状结构塌陷入堆芯底部,抛出大量放射性粉尘,导致辐射背景强度突增。不过硼酸很好地发挥了作用,没被投入堆芯而是落入反应堆控制室的沙袋也是如此,这里的地板覆盖着爆炸过程中喷发出的大量核燃料和石墨碎片,沙子和硼酸有效地抑制了这里的辐射,降低了进入建筑物的科学家和工人们面对的危险。

  这场灾难再次证明了直升机在抢险救灾领域的独特能力。毫无疑问,参与切尔诺贝利救灾的直升机机组人员和地勤清楚知道自己面临的危险以及未来的命运,他们仍毫不犹豫地投入了抢险工作,都是当之无愧的英雄!

谢尔盖·沃罗比约夫机组

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