臨界事故是核反應(yīng)堆發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)導(dǎo)致功率失常激增引起的事故。事故中濃縮鈾或钚等裂變材料中的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)能產(chǎn)生強(qiáng)烈的中子輻射，對人類傷害極大，并且會在周圍環(huán)境中引發(fā)感生放射性。臨界或超臨界核裂變一般發(fā)生在反應(yīng)堆堆芯內(nèi)部或?qū)嶒?yàn)中。

“戈黛瓦夫人”(Lady Godiva assembly)安全運(yùn)行時的狀態(tài)

雖然臨界事故危害較大，但是它一般達(dá)不到原子彈的設(shè)計條件，因此一般不會引發(fā)核爆炸。核反應(yīng)產(chǎn)生的熱量可能會讓核材料膨脹，因此幾秒之后材料又將處于亞臨界狀態(tài)，反應(yīng)停止。在原子能的發(fā)展歷程中，在反應(yīng)堆外收集核裂變材料的時候曾經(jīng)發(fā)生過60次臨界事故，其中一些事故導(dǎo)致離事發(fā)地點(diǎn)較近的人員因接受了過量的輻射而死亡。不過，沒有一起事故引起過爆炸。

1954年2月的事故對支撐桿造成的損壞。注意兩幅圖中的設(shè)備的不同之處。

事故原因

把鈾或钚的單質(zhì)、化合物或溶液混合起來，就有可能引發(fā)臨界事故。決定混合物是否達(dá)到臨界點(diǎn)(即是否發(fā)生臨界反應(yīng))的因素包括：同位素的比例;材料的形狀;溶液的化學(xué)組成;化合物或合金的類別;復(fù)合材料和周圍材料。 預(yù)測材料達(dá)到臨界狀態(tài)的可能性的計算較復(fù)雜，因此民用和軍用核設(shè)施都需要專人監(jiān)控，以避免發(fā)生臨界反應(yīng)。

臨界事故大致可分為兩類。

1、操作事故，操作中所有的預(yù)防措施都失效的時候就會發(fā)生。

2、反應(yīng)堆事故，反應(yīng)堆失去控制，達(dá)到臨界條件。根據(jù)反應(yīng)的發(fā)展過程，可以把事故分為

四個類型：

一、瞬間發(fā)生，迅速達(dá)到臨界條件的事故

二、只在短時間達(dá)到臨界條件的事故

三、潛在事故

四、穩(wěn)定發(fā)展的事故

可見現(xiàn)象：

1、藍(lán)色輝光

(區(qū)別于電離空氣輝光) 許多臨界事故的發(fā)生都伴隨這一道藍(lán)色的輝光，能瞬間加熱周圍的物體。這種藍(lán)色閃光(或者說輝光)常常被誤以為是切連科夫輻射，因?yàn)檫@兩種現(xiàn)象發(fā)出的閃光顏色相似，然而這僅僅是一個巧合。

圖中的藍(lán)光是一束被加速的粒子流(可能是氫核或者是氘核)電離周圍空氣產(chǎn)生的

臨界事故發(fā)生的藍(lán)色輝光是空氣中被電離的激發(fā)態(tài)原子(或分子)回到非激發(fā)態(tài)的時候發(fā)出的光譜，主要是氧氣和氮?dú)猱a(chǎn)生的。因此空氣中會產(chǎn)生電火花，甚至形成淡藍(lán)色的閃電。切連科夫輻射產(chǎn)生的藍(lán)光和被電離的空氣發(fā)出的藍(lán)光顏色非常相似，但這只是一個巧合，它們的形成原理差異很大。值得強(qiáng)調(diào)的是，據(jù)說臭氧的氣味就是切爾諾貝利的液化器周圍環(huán)境輻射過高的信號。 切連科夫輻射可能發(fā)出大量藍(lán)光的唯一情況是，在后處理工廠里，高密度媒介(例如水和硝酸鈾酰)中達(dá)到了臨界條件。而且這只有在容器透明或者被打開的時候才能被觀察到。

2、放熱

一些經(jīng)歷過臨界事故的人報告感覺到了“一股熱浪”。不過我們?nèi)圆磺宄@是對剛才發(fā)生的恐怖事件的一種心理反應(yīng)，還是事故釋放出的大量能量引發(fā)的一種確實(shí)存在的物理熱效應(yīng)(或者是非熱能信號觸發(fā)了皮膚中的熱感受器)。例如，當(dāng)路易斯·斯洛廷發(fā)生事故的時候大約發(fā)生了3×1015次裂變，但這產(chǎn)生的能量只能讓皮膚溫度上升百分之幾度，但當(dāng)時钚球中積累的能量大約有80kJ，足以把一個重6.2kg的钚球溫度上升大約100℃(钚的比熱大約為0.13 J·g−1·K−1)。金屬的熱輻射足以讓附近的人感覺到溫度上升。這個解釋卻不足以解釋臨界事故的受害者們的感受，因?yàn)殡x钚球幾英尺遠(yuǎn)的人也感覺到了熱。也有可能是電離輻射在細(xì)胞水平上造成的電離損傷和自由基的形成損壞了組織，使人感覺到灼熱。

钚球被能反射中子的碳化鎢鎢裹，這是哈里·達(dá)利安在1945年進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)的場景重現(xiàn)

還有一種可能的解釋是，產(chǎn)生熱量的現(xiàn)象是在對藍(lán)色輝光進(jìn)行觀察之后推理出來的。一份關(guān)于所有臨界事故的目擊報告顯示，只有當(dāng)出現(xiàn)藍(lán)色輝光的時候才有熱輻射。這也許暗示了這兩種現(xiàn)象之間存在聯(lián)系，而其中一種能被馬上觀察到。收集并分析周圍較稠密(未被電離)的空氣中的來自氮原子和氧原子的的輻射之后，人們發(fā)現(xiàn)大約30%的輻射處于紫外線波段，大約45%處于紅外線波段。由于皮膚能以熱量的形式感受到紅外線，而紫外線能引起曬傷，這很可能解釋了目擊者感覺到熱浪的原因。

斯洛廷事故的重現(xiàn)

斯洛廷事故的重現(xiàn)。在靠近手的地方有一個拇指洞的半球是鈹做的，鈹代替了“胖子”原子彈里填充的鈾。下面一個較大的半球是鋁做的。直徑3.5英寸(89mm)的钚就是“惡魔核心”(和導(dǎo)致了達(dá)利安事故的是同一個)，當(dāng)時它在兩個半球中間，在外面可能看不見，不過可以根據(jù)旁邊兩個小的半球來想象它的尺寸。