核动力卫星事件-Kosmos 954

冷战时期，美国和苏联都向太空发射了数十颗核动力卫星。第一颗是美国于 1961 年发射的 Transit-4A。它是 1959-88 年间发射的众多卫星之一，为美国海军提供卫星导航服务。它是 GPS 之前的第一个卫星导航系统。Transit 系统共有 41 颗轨道卫星，其中少数是核动力卫星。其中许多虽然不再起作用，但仍在轨道上，其反应堆核心完好无损。

1964 年至 1978 年间，美国又为 Nimbus 计划发射了七颗核动力卫星。Nimbus 卫星帮助气象学家研究地球的天气、气候变化、臭氧层、海冰等。从 Nimbus 任务中汲取的技术和经验教训是 NASA 和 NOAA 在过去几十年发射的大多数地球观测卫星的遗产。在七颗 Nimbus 卫星中，有两颗仍在轨道上。

苏联于 1965 年开始向太空发射核卫星。在接下来的 22 年里，他们发射了 30 多颗卫星，每颗卫星都搭载一个小型核反应堆，为各种仪器提供动力。这些卫星大多是侦察型的，旨在监视美国海军的船只和潜艇。卫星使用雷达来检测海上交通，由于雷达信号会随着距离的增加而迅速失去能量，因此必须将卫星放置在低地球轨道上，那里的空气分子会产生很大的阻力。空气阻力禁止使用大型太阳能电池板，使核能成为一种有吸引力的选择，而且可能是唯一的选择。

这些卫星中的大多数都搭载了以铀 235 为燃料的 BES-5 型核反应堆。由于空间和重量的限制，燃料被高度浓缩到武器级水平，因此反应堆快速、高效、体积小，更不用说非常强大。一个典型的 BES-5 核反应堆重量不到 400 公斤，产生 100 千瓦的热能，其中约 3 千瓦被转换为可用电力。反应堆安装在一个单独的单元内，一旦卫星达到其使用寿命，该单元可以被进一步抛入太空，进入更高的轨道。这样，死去的卫星就可以安全地重新进入地球大气层，而不会有放射性污染的风险。但就太空任务而言，事情并不总是按计划进行。

本文就来讲讲上世纪最大的核坠落事故———宇宙954号核动力卫星事件。

上天的东西最终都会掉下来，包括目前环绕地球运行的卫星。它们的工作完成后，就会被抛回大气层，在高空燃烧，残骸落在无人区。但有时候一颗卫星会故障，无法准确地落在目的地。刚好这颗卫星上有一个活跃的核反应堆，对地面上的国家来说，又会发生一场怎样的灾难呢？

1978年1月24日清晨，加拿大北部居民看到一颗巨大的火球划破天际，并在东北部消失了——宇宙954正向着地球表面飞奔而来。核动力卫星在大气层解体，放射性碎片被喷到加拿大西北地区——努纳武特、阿尔伯塔和萨斯喀彻温省。卫星碎片沿着大奴湖和贝克湖之间600公里的路径坠落、扩散到加拿大领土上。22分钟后，美国总统吉米卡特告诉加拿大总理皮埃尔·埃利奥特·特鲁多，苏联人造卫星在加拿大北方坠毁。穿着防化服的官员手持辐射测定仪迅速赶到现场。

宇宙954人造卫星重量在4到5吨之间。在后来的“晨光行动”中，只回收了12块碎片共65公斤。除了两块大碎片外，其他十块碎片都具有放射性。核反应堆去哪了？专家推测，反应堆的主体可能已经坠落冰层，淹没在湖里。水起到了慢化剂的作用，减慢了中子的速度，并使之产生链式反应。尽管后来进行了全面仔细地搜索，但一直没有找到核心———它可能已经完全解体了。至少有8公斤的核反应堆残骸以直径小于1毫米的细颗粒的形式降下。蒸发成细雾，悬浮在大气中多年，然后慢慢沉降到地球表面。

宇宙954失控之后，苏联通知了美国以及所有在这颗卫星飞行路径下的国家。在与美国的一系列秘密会谈中，苏联官员提供了宇宙954的详细信息。但没有提供关于核反应堆90%浓缩铀-235重量的官方数字。苏联回避了明确的答复。保守答复是31.5kg，但大部分文献提及50 kg。（铀235的半衰期是7.13亿年。）在核坠落发生的八天前，只有少数美国及其北约盟友的内部人士知道核卫星将在北美大陆坠毁。美国应急管理专家认为，考虑到坠机地点的不确定性，所以没有必要向民众发出警告。这是世界第一次，所有知情国家都遵循了沉默守则。

一直到1月24日的黎明时分，仍有2.57亿居民被蒙在鼓里。事件发生时，加拿大政府没有处理核危机的具体的政策，只能寻求美国。美国核搜寻小组早已准备好奔赴宇宙954即将坠落的地方。两天前，位于华盛顿、加利福尼亚和内华达三个军事基地的放射性探测器、去污工具、直升机、卡车、计算机设备已全部登上货机。24号上午，加拿大和美国迅速达成了联合救援和紧急行动协议，代号“晨光行动”。几乎所有的核物理实验室和服务部门都处于戒备状态。

核卫星残骸污染覆盖面积达到10万平方公里。美加联合小组分1月24日至4月20日、4月21日至10月15日两个阶段徒步扫荡该地区。小组携带的伽马射线光谱仪和计算机经受不住亚北极地区极端低温的考验。负责搜寻残骸的地面小组也经历了一段非常艰难的时期，他们处在核辐射笼罩的恐惧之中。

他们最终找到了12颗大碎片，其中10颗的平均放射性达到了1.1西韦特每小时，它们只占燃料的1%。最厉害的一个碎片辐射水平有500 R/h，足以在几小时内杀死一个与之接触的人。只有0.1%的反应堆核心以肉眼可见的形式被发现，并受到铀235及其裂变产物如Sr-90和Cs-137、还有钚等超铀元素的辐射。

“晨光行动”耗费了加拿大方面1400万加元、美国方面250万美元。加拿大政府向苏联开出了600万美元的账单，用于补偿加拿大政府当前及后续影响造成的经济损失。法律依据是1972年的《空间责任公约》：“将物体发射到太空的国家应对该物体造成的损害负责。”

事故发生快一年后，加拿大政府正式向苏联索赔。苏联不愿意赔那么多，原因也很霸道，他们说：“这次坠落事故只造成微不足道的局部污染，只需要采取简单的灭活措施就够了。”

苏联专家认为：“大部分放射性物质已经被稀释，细颗粒几乎不溶于水。在不慎摄入的情况下，人体会将其迅速排出，没有水污染的危险。如果一个微粒不小心被摄入，它也就会完好无损地通过消化道排出。进出大肠的剂量大约为40至140毫西沃特。这种剂量差不多是进行一次X光诊断的水平，不会对健康造成有害影响。”

核坠落发生地不在人口稠密的城镇，所以没有造成任何人员伤亡。但核污染对人类健康的影响是长期的。有些放射性斑点是几乎看不见的，即使用盖革计数器也很难探测到。鹿吃了沾满核颗粒的苔藓——人吃了鹿或者收割鹿皮拿回家当地毯，就意味着人体会暴露在辐射之下。受辐射者死于癌症的几率也会大大增加。经过几年的外交努力。1981年4月2日，两国达成协议，苏联终于愿意赔偿，但金额只有300万加元，直到苏联解体这笔钱也没有兑现。

核坠落的事故地正是北美原住民的家园，也是一个保护区。在那里，猎人与动物构成了一道天然的食物链。驯鹿以乔木上的地衣和真菌为食，麝香鹿以苔原上的草为食。河流和湖泊中的所有动物，包括十几种鱼类都受到了污染。大奴湖是受苏联核卫星放射性污染直接影响的第二大生态系统。但加拿大政府至今没有对该湖的沉积物、底栖动植物和鱼类进行过全面的放射性调查。

并不是所有人都能享受到核能带来的福利，但核能失控降下的苦难却必须要由所有人共同承受。没有人知道进入食物链的放射性水平。也没人知道有多少居民会因为这场无妄之灾而罹患重疾。

唯一可以知道的是，在我们这颗美丽星球的穹顶之外，仍有30颗来自俄罗斯和7颗来自美国的核动力卫星沿着轨道盘旋。

参考资料：

https://www.amusingplanet.com/2020/05/cosmos-954-nuke-that-fell-from-space.html

https://www.dissident-media.org/infonucleaire/chute_cosmos.html

# Atomic Energy Control Board, Canada, 

https://inis.iaea.org/collection/NCLCollectionStore/_Public/12/595/12595268.pdf
# CIA, 

https://www.cia.gov/library/readingroom/docs/CIA-RDP85B01152R000200260006-4.pdf
# Health Physics, 

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/6480350
# Alexander F. Cohen, 

https://digitalcommons.law.yale.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1316&context=yjil

原文始发于微信公众号（无线通信安全）：核动力卫星事件-Kosmos 954