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国际原子能机构(IAEA)的国际核安全和辐射事件等级(以下简称INES)共分7个等级。以下是根据INES等级列出的史上最为严重的十大核事故，严重程度从小到大。
1.1986年前苏联切尔诺贝利核灾难(INES 7)
1986年前苏联切尔诺贝利核灾难
1986年前苏联切尔诺贝利核灾难
1986年前苏联发生的切尔诺贝利核灾难严重程度超过克什特姆核事故，如果将核辐射扩散程度作为测量标准，这场核灾难的严重程度达到克什特姆核灾难的4倍。迄今为止，切尔诺贝利核电站的蒸汽爆发和反应堆熔毁事故仍旧是历史上唯一一场INES等级达到7级的核事故。
这场核灾难发生在1986年4月26日，当时4号反应堆的技术人员正进行透平发电机试验，即在停机过程中靠透平机满足核电站的用电需求。由于人为失误导致一系列意想不到的突然功率波动，安全壳发生破裂并引发大火，放射性裂变产物和辐射尘释放到大气中。当时的辐射云覆盖欧洲东部、西部和北部大部分地区，有超过33.5万人被迫撤离疏散区。此次核事故的直接死亡人数为53人，另有数千人因受到辐射患上各种慢性病。
今天，切尔诺贝利周边地区呈现出一种怪异的“反差”。切尔诺贝利和普里皮亚特这两座遭到遗弃的城市慢慢走向衰亡，周围林地和森林地区的野生动物却因为人类的撤离呈现出一片欣欣向荣的景象。有报道称，当地甚至再次出现了已经消失几个世纪的猞猁和熊，它们的出现说明大自然拥有惊人的恢复能力，生命即使在最为可怕的环境下也有能力适应并进行调整。
切尔诺贝利已经成为核事故的一个代名词，反原子能抗议者经常用“另一个切尔诺贝利”这样的字眼儿警告世人，就像反战人士经常喊出“另一场越战”的口号一样。切尔诺贝利核电站所在地区被称之为“疏散区”，乌克兰政府很难阻止自称“潜行者”的人进入这一地区冒险取乐。对于这些不知危险为何物的家伙，我们要送他们一句话——一些看不见的东西会让你们“很受伤”。
前苏联切尔诺贝利核灾难是历史上唯一一场INES等级达到7级的核事故，但谁也无法保证不会发生另一场达到7级甚至更为严重的核灾难。自然灾害、人为失误以及设备老化都是核工业无法回避的现实。全世界正在运营以及建造中的核电站共有近500座，我们当前面临的问题并不是未来是否会发生另一场核事故，而是“何时”发生。
2.2011年日本福岛第一核电站事故(INES 4+)
2011年日本福岛第一核电站事故
2011年日本福岛第一核电站事故
福岛第一核电站位于东京东北部170英里(约合270公里)，是世界上规模最大的核电站之一，共建有6座核反应堆，负责为东京和日本电网供电。3月11日，日本发生9级大地震，仙台未能幸免遇难。地震引起的断电导致反应堆冷却剂泵停止工作。存放在地势较低地区的备用柴油发电机也在地震引发的海啸中严重受损。
由于1号反应堆所在建筑内的发电机无法启动，反应堆芯温度不断升高，安全壳建筑内的氢气不断积聚，达到危险水平。发电机产生的火花可能导致氢气爆炸，安全壳的屋顶被掀翻。第二天，3号反应堆所在建筑内的氢气发生强度更大的爆炸。14日，2号反应堆所在建筑也发生爆炸。由于贮水池内的水蒸发殆尽，4号反应堆所在建筑内存储的燃料可能起火燃烧。
福岛第一核电站事故仍处在“进行时”，INES等级被定为4级，但法国核安全机构认为实际严重程度超过4级。核安全机构主席安得烈-克劳德·拉科斯特在14日举行的记者招待会上指出：“4级已经非常严重，但我们认为这场核事故的严重程度至少达到5级，甚至是6级。”
3.2004年日本美浜核电站事故(INES 1)
2004年日本美浜核电站事故
国际原子能机构于1990年引入INES等级，采用对数进行分级，每一等级的严重程度相差近10倍，与用于判断地震震级的里氏震级类似。webecoist.com网站的世界最严重核事故排行榜从2004年8月9日发生在日本美浜核电站的蒸汽爆发事故开始，INES等级为1级。
美浜核电站座落于东京西部大约320公里的福井县，1976年投入运营，1991年至2003年曾发生过几次与核有关的小事故。2004年8月9日，涡轮所在建筑内连接3号反应堆的水管在工人们准备进行例行安全检查时突然爆裂。虽然并未导致核泄漏，但蒸汽爆发还是导致5名工人死亡，数十人受伤。2006年，美浜核电站又发生火灾，导致两名工人死亡。
4.2002年美国戴维斯-贝斯反应堆事故(INES 3)
2002年美国戴维斯-贝斯反应堆事故
2002年美国戴维斯-贝斯反应堆事故
戴维斯-贝斯核电站座落于俄亥俄州橡树港北部大约10英里(约合16公里)，1978年7月投入运营，计划于2017年4月关闭。运营期间，这座核电站曾多次出现安全问题，包括1998年遭到一场F2级龙卷风袭击。最严重的事故发生在2002年3月，当时出现的严重腐蚀导致核电站关闭了两年左右。
维修期间，工人们在碳钢结构反应堆容器上发现一个6英寸(约合15.24厘米)深的腐蚀洞。遭腐蚀后的容器厚度只有3/8英寸(约合9.52毫米)，用以防止灾难性的爆炸和随之而来的冷却剂泄漏。如果附近的控制棒在爆炸中受损，关闭反应堆和避免堆芯熔毁将面临相当难度。
5.1961年美国国家反应堆试验站事故(INES 4)
1961年美国国家反应堆试验站事故
1961年1月3日发生在美国的核事故是最为早期的大型核电站事故之一，当时的蒸汽爆发和熔毁导致1号固定式小功率反应堆的3名工人死亡。这座反应堆位于爱达荷州瀑布市西部大约40英里(约合60公里)的国家反应堆试验站，采用单一大型中央控制棒，现在已经废弃。
在对反应堆进行维护时，工作人员需要将控制棒拔出大约4英寸(约合10厘米)，但这项操作最终出现可怕故障。控制棒被拔出了26英寸(约合65厘米)，导致核反应堆进入临界状态，随后发生爆炸并释放出放射性物质，共造成3名工人死亡。其中一名工人被屏蔽塞钉在反应堆所在建筑的屋顶上。当时释放到环境中的核裂变产物达到1100居里左右。虽然地处爱达荷州偏远的沙漠地区，但辐射造成的破坏并未有所缓解。在其中一幅照片中，起重机正从安全壳建筑中吊出遭到破坏的反应堆芯。
6.1977年捷克斯洛伐克Bohunice核电站事故(INES 4)
1977年捷克斯洛伐克Bohunice核电站事故
1977年，捷克斯洛伐克(现在的斯洛伐克)Jaslovské Bohunice的Bohunice核电站发生事故。当时，核电站最老的A1反应堆因温度过高导致事故发生，几乎酿成一场大规模环境灾难。A1反应堆也被称之为“KS-150”，由前苏联设计，虽然独特但并不成熟，从一开始就种下灾难的种子。
A1反应堆的建造开始于1958年，历时16年。未经验证的设计很快就暴露出一系列缺陷，在投入运转的最初几年，这个反应堆曾30多次无缘无故关闭。1976年初，反应堆发生气体泄漏事故，导致两名工人死亡。仅仅一年之后，这座核电站又因燃料更换程序的缺陷和人为操作失误发生事故，当时工人们居然忘记从新燃料棒上移除硅胶包装，导致堆芯冷却系统发生故障。排除污染的工作仍在继续，要到2033年才能彻底结束。
7.1993年前苏联托姆斯克-7核燃料回收设施事故(INES 4)
1993年前苏联托姆斯克-7核燃料回收设施事故
西伯利亚公司Chemical Enterprises旗下拥有众多工厂和核电站，座落于俄罗斯谢韦尔斯克市。这里曾经是前苏联的“秘密之城”，1992年前一直被称之为“托姆斯克-7”，这个代号实际上是一个邮箱号。虽然俄罗斯前总统叶利钦放宽了对谢韦尔斯克的限制，但直到今天，政府仍不允许公众进入这座城市。
托姆斯克-7核燃料回收设施是谢韦尔斯克市的“企业”之一。1993年4月6日，这座核设施登上头版头条。这一天，工人们用具有高度挥发性的硝酸清理托姆斯克-7钚处理厂的一个地下容器，硝酸与容器内含有痕量钚的残余液体发生反应，随后发生的爆炸掀翻了容器上方的钢筋混凝土盖，并在顶部轰出很多大洞。与此同时，工厂电力系统又因短路发生火灾。爆炸将一个巨大的放射性气体云释放到周围环境。
8.1999年日本东海村铀处理设施事故(INES 4)
1999年日本东海村铀处理设施事故
1999年9月30日，人为操作失误和仓促的商业决定最终导致日本东海村铀处理设施发生事故。这座铀处理设施座落于东京北部的茨城县，此前由JCO Ltd。公司运营，负责处理和精炼供应日本很多核电站的铀燃料。
这起核事故由缺乏培训的工人导致，他们在精炼铀燃料过程中走捷径，忽视了安全问题。为了按时完成任务，工人们省略了精炼过程的几个步骤。他们在10公升的桶中混合氧化铀粉和硝酸，而不是专用的沉淀池，所倾倒的铀/硝酸是规定数量的7倍。在达到临界点之后，铀/硝酸混合物发生连锁反应，共持续了20个小时。当时共有两名工人死于辐射暴露，另有数十人受到超出正常水平的核辐射。
9.1979年美国三里岛核事故(INES 5)
1979年美国三里岛核事故
1979年3月28日，三里岛核电站(位于宾夕法尼亚州哈里斯堡附近)TMI-2反应堆的冷却液泵发生故障，一个卸压阀们无法关闭。控制室工作人员随即听到警报并看到警告灯亮起。不幸的是，传感器本身的设计缺陷导致核电站操作人员忽视或者误解了这些信号，就这样，反应堆芯因温度过高最终熔化。在形势得到控制时，反应堆芯已经熔化一半，反应堆安全壳底部的近20吨熔铀慢慢凝固。安全壳内部的蒸汽和气体排放口导致大量放射性物质释放到大气和周围环境。
三里岛核事故并没有导致任何核电站工作人员或者附近居民死伤，但仍旧被视为美国商业核电站运营史上最为严重的核事故。事故发生后，相关新闻报道铺天盖地而来，有人还将这场核事故与12天前上映的影片《中国综合症》的情节相比较，《周六夜现场》也推出与此相关的短剧，所有这一切都让三里岛核事故在20世纪晚期的流行文化中占据一个显著位置。自这场核事故之后，美国再未发生核事故，也再未建造新核电站。
10.1957年前苏联克什特姆核灾难(INES 6)
1957年前苏联克什特姆核灾难
随着第二次世界大战的结束，世界开始笼罩在冷战的阴云下。冷战期间，前苏联和美国这两个超级大国展开核军备竞赛，由于急于求成，错误就在所难免。1957年9月，位于奥焦尔斯克(1994年之前被称之为“车里雅宾斯克-40”)的玛雅科核燃料处理厂发生事故，INES等级达到6级。
这座处理厂建有多座反应堆，用于为前苏联的核武器生产钚。作为生产过程的副产品，大量核废料被存储在地下钢结构容器内，四周修建混凝土防护结构，但负责冷却的冷却系统并不可靠，为核事故的发生埋下隐患。
1957年秋天，一个装有80吨固态核废料的容器周围的冷却系统发生故障。放射能迅速加热核废料，最终导致容器爆炸，160吨的混凝土盖子被炸上天，并产生规模庞大的辐射尘云。当时，共有近1万人撤离受影响地区，大约27万人暴露在危险的核辐射水平环境下。至少有200人死于由核辐射导致的癌症，大约30座城市从此在前苏联的地图上消失。
直到1990年，前苏联政府才对外公布克什特姆核灾难的严重程度。但在此之前，美国中央情报局就已知道这场灾难，由于担心可能对美国核电站产生负面影响，当时并不披露任何信息。在克什特姆，面积巨大的东乌拉尔自然保护区(也被称之为“东乌拉尔辐射区”)因为这场核事故受到放射性物质铯-137和锶-90的严重污染，被污染地区的面积超过300平方英里(约合800平方公里)。
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