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日本核电站爆炸的警示
编辑:雨声轻语 识别码:21-455843 12号文库 发布时间: 2023-05-08 22:28:50 来源:网络

第一篇:日本核电站爆炸的警示

日本核电站爆炸的警示

日本发生的9级特大地震,最先给人深刻印象的是地震及海啸对生命与财产的无情吞噬,但随着福岛第一核电站出现爆炸事件的发生,人们的目光开始投向核电站泄露后的核辐射至3月15日,日本已先后引发四座核电站爆炸核电安全问题立即成为全世界关注的焦点问题

德国、法国、澳大利亚、俄罗斯等国政府及时就民众对核电站安全的担忧做出回应最先做出反映的当属德国,总理默克尔立即召开会议,开始全面检核电站的安全标准,并宣布三个核电站关闭3个月。

核工业在中国国有经济中占有重要位置中国也是一个正在发展核电能的国家据悉,目前,我国在岭澳、秦山、田湾等地投产的核电站有6座,计11台核电发电机组,总装机容量为885万千瓦,技术以二代、二代半为主。按照国家的核电计划,到2020年我国将会有40007)-千瓦核电,由现在的核电占总电量的2%上升到4%,大约有4()个核电机组运行。

中国的核电站安全情况如何?这无疑也是国人所关心的。

人类为探索科学锲而不舍,其最终目的是为了提高工作效率,提升人类的生活质量。如果科学危及了人类的健康或安全,这种科学严格来讲,不是真正的科学,而是等待完善的科学。人类为了解决能源的不足,通过建立核电站来发展电能是一种科学的探索,但探索过程必然也面临风险。1986年4月26日凌晨1时23分,前苏联乌克兰加盟共和国首府基辅西北130公里处,一系列化学爆炸摧毁了切尔诺贝利核电站的4号反应堆。大量放射性物质进入环境中,持续了10天,28人几周内死于急性放射病。其后10放射病患者又有10人陆续死亡。因这起事故引起的影响至今一直是争论的焦点,事后论证表明,切尔诺贝利核电站事故,设计缺陷和人为失误,是主要原因。今天日本核电站发生爆炸,尽管属于自然灾害因素,但也再一次警示人们,对核电能的开发科学还待于完善

科学给人类带来福音,但如果没有把握好,也会给人类带来伤害――所谓双刃剑是也。比如,人类发明了保存食物的添加剂,尽管延长了食物保值期,但一定程度上却损害了食物的安全性。建核电站也是一样。核电站能帮助人类解决能源不足问题,但如果技术安全系数没有保障,出现设计缺陷和人为失误,对人类的伤害也是巨大的。切尔诺贝利核电站和日本这次核电站爆炸,就是明证。

然而,科学的探索不能因为一次失败或某个环节不完善就止步不前。核能的利用也是如此。有关上世纪发生的切尔诺贝利核电站事故和近日发生的日本福岛核电站爆炸事故,可能会使世界上不少人凡“核”必恐,对未来的和平利用核能产生偏见。实际上,和平利用核能是人类进步的重要里程碑,核工业为人类经济的发展做出了重要贡献。我们不能“因噎废食”,不能因日本发生这次核电事故而产生“杯弓蛇影”心理,停止对和平利用核能的探索。

中国在核能的利用方面尽管起步比较晚,但起点比较高。据中核集团公司首席快堆专家、中国原子能科学研究院快堆工程部总工程师徐金来3月14日接受媒体记者采访时表示,我国核安全法规标准采用了国际原子能机构的最新研究成果,“我国核电站‘门槛’比世界平均水平要高,核电站的选址更加保守、安全,均远离地质断裂带,建在稳定的基岩上。抗震标准、防洪标准等都做到了‘高一级’设防,并且受国家核安全局的严格审查。”

中国电力投资集团公司总经理陆启洲3月12日对媒体记者说:“日本大地震带给我国核电安全发展启示。日本受影响核电站采用的是二代核电技术,最大问题就在于遇紧急情况停堆后,须启用备用电源带动冷却水循环散热。我国正在沿海建设并将向内陆推广的第三代Ap1000核电技术则不存在这个问题,固其采用“非能动”安全系统,就是在反应堆上方顶着多个千吨级水箱,一旦遭遇紧急情况,不需要交流电源和应急发电机,仅利用地球引力、物质重力等自然现象就可驱动核电厂的安全系统,巧妙地冷却反应堆堆芯,带走堆芯余热,并对安全壳外部实施喷淋。从而恢复核电站的安全状态。”

专家们的上述说法无异于给国人吃了一颗“定心丸”。有信息表明,我国目前已经启动沿海城市的核安全监测装置,正在监测日本的核电泄露对中国的影响,监测的结果目前一切正常。但安全毕竟是涉及民生大事,绝对马虎不得,有关部门有必要结合国情,未雨绸缪,从日本福岛核电站爆炸中吸取教训,加强对我国所有启用或在建核电站的安全系数的监察,为国人的安全和健康护航。正如中核集团公司首席快堆专家徐金米所言,我国核电站建设和运行安全可控,但也应从日本此次事件中吸取教训,提高对自然的认识,制定更加周全的应对重大自然灾害的安全预案。

第二篇:切尔诺贝利核电站爆炸事故

贴耳诺贝利核电站爆炸事故

事故事件

1986年4月26日当地时间1点24分,前苏联的乌克兰共和国切尔诺贝利(Чорнобиль,Chernobyl)核能发电厂(原本以列宁的名字来命名)发生严重泄漏及爆炸事故。事故导致31人当场死亡,上万人由于放射性物质远期影响而致命或重病,至今仍有被放射线影响而导致畸形胎儿的出生。这是有史以来最严重的核事故。外泄的辐射尘随著大气飘散到前苏联的西部地区、东欧地区、北欧的斯堪地维亚半岛。乌克兰、白俄罗斯、俄罗斯受污最为严重,由于风向的关系,据估计约有60%的放射性物质落在白俄罗斯的土地。但根据2006年的TORCH(The Other Report On Chernobyl)报告指出,半数的辐射尘都落在前述的三个前苏联国家以外。此事故引起大众对于前苏联的核电厂安全性的关注,事故也间接导致了苏联的瓦解。苏联瓦解后独立的国家包括俄罗斯、白俄罗斯及乌克兰等每年仍然投入经费与人力在事故的善后以及居民的健康保健方面。因事故而直接或间接死亡的人数难以估计,且事故后的长期影响到目前为止仍是个未知数。2005年一份国际原子能机构的报告认为直到当时有56人丧生—47名核电站工人及9名儿童患上甲状腺癌—并估计大约4000人最终将会因这次意外所带来的疾病而死亡。绿色和平组织及其他人都对研究结果作出争论。事件起因

关于事故的起因,官方有两个互相矛盾的理论。第一个是在1986年8月公布,有效地令事故的指责只归于核电站操作员。第二个则是发布于1991年,认为事故由于压力管式石墨慢化沸水反应堆(简称RMBK)的设计缺陷导致,尤其是控制棒的设计。双方的调查团都被多方面游说,包括反应堆设计者、切尔诺贝利核电站职员及政府。现在一些独立的专家相信两个理论都并非完全正确。

另一个促成事故发生的重要因素是职员并没有收到反应堆问题报告的事实。根据Anatoli·Dyatlov---一名职员所述,设计者知道反应堆在某些情况下会出现危险,但将其蓄意隐瞒。(造成这情况是因为厂房主管广泛地吹嘘未有RMBK资格员工:厂长V.P.Bryukhanov,具有燃煤发电厂的训练和经验。他的总工程师Nikolai Fomin亦是来自一个常规能源厂。Anatoli Dyatlov, 3号和4号反应堆的副总工程师只有“一些小反应堆的经验”,VVER反应堆的小版本即苏联海军的核潜艇的设计。)具体细节

⊕反应器有一个危险高正面空系数。简单地说,这意味著如果蒸汽气泡形成在反应器冷却剂中,核反应加速,如果没有其它干预,将会导致逃亡反应。更坏的话,在低功率输出,这个其它因素未补偿正面空系数,会使反应器不稳定和危险。反应器在低功率的危险对工作人员是与预计相反和未知数。

⊕反应器的一个更加重大的缺陷是在控制棒的设计。在一个核反应堆,控制棒被插入反应堆以减慢核反应。但是,在RBMK反应堆设计,控制棒部分是空心的;当控制标尺被插入时,最初的数秒钟冷却剂被控制棒的空心外壳偏移了。因为冷却剂(水)是中子吸收体,反应堆的输出功率实际上上升。这情况也是与预计相反,而反应堆操作员亦不知情。

⊕操作员粗心大意并违犯了规程,部分是由于他们未察觉反应堆的设计缺陷。一些程序的不规则促成了事故发生。另一原因是安全干事和负责该夜实验操作员之间的通讯不足。

重要注意的一点,是操作员关上了许多反应堆的安全系统,除非安全系统发生故障,否则这是技术指南所禁止的。1986年8月出版的政府调查委员会报告,操作员从反应堆核心至少拿去了204支控制棒(这类型的反应堆共需要211支),留下七支。同样指南(上文提及)是禁止RBMK-1000操作时在核心区域使用少于15支控制棒。事件经过 起因

1986年4月25日,4号反应器预定关闭以作定期维修。并决定利用这个场合,测试反应堆的涡轮发电机的能力,在电力损失情形下发充足的电供给反应堆的安全系统动力(特别是水泵)。像切尔诺贝利,反应堆有一对柴油发电器可利用作为待命,但并不能瞬间地起动—反应堆将因此被使用转动涡轮,到时涡轮会从反应堆分离和在自己的惯性之下力量转动,而测试的目标是确定当发电器起动时,涡轮是否在减少阶段能充足地供给泵浦动力。测试早先在其它单位执行成功(所有安全供应起动)而结果是失败的(那是涡轮产生了不足的力量在减少阶段供给泵浦动力),但另外的改进提示了对其它测试的需要。经过

为了在更安全、更低功率地进行测试,切尔诺贝利4号反应器的能量输出从正常功率的3.2千兆瓦特减少至700百万瓦特。但是,由于实验开始的延迟时,反应堆控制员太快地减低能量水平,实际功率输出落到只30百万瓦特。结果,中子吸引而成的裂变产品氙-135增加了(这产品典型地在更大的功率情况下,在一台反应堆中消耗)。力量下落的标度虽是接近由安全章程允许的最大限制,但员工组的管理者选择不关闭反应堆并继续实验。后来,实验决定“抄捷径”和只上升功率输出到200 百万瓦特。为了克服剩余氙-135的中子吸收,远多于安全章程数量的控制棒由反应堆拔出。在4月26日上午1点05分,作为实验一部分,被涡轮发电机推动的水泵起动了;水的流量由于这行动而超出了安全章程的指定。水流量在上午1点19分增加了—因为水也会吸收中子,在水流量的进一步增加需要手工撤除控制棒,导致一个极不稳定和危险操作条件。

凌晨1点23分04秒,实验开始了。反应堆的不稳定状态在控制板没有显示任何情况,并且看起来所有反应堆员工并未充分地意识到危险。水泵的电力关闭了,并且被涡轮发电机的惯性推动,水流的速度减低了。涡轮从反应堆分离,反应器核心的蒸汽水平增加。因为冷却剂被加热,个别的蒸汽在冷却剂管道形成。在切尔诺贝利的RBMK石墨缓和反应器的特殊设计有一个高正面空系数,意味著在没有水时的中子吸收的作用使反应堆的力量迅速地增加,并且在这种情况下,反应堆操作变得逐渐变得不稳定和更加危险。凌晨1点23分40秒操作员按下了命令“紧急停堆”的AZ-5(“迅速紧急防御5”)按钮—所有控制棒的充分的插入,包括之前不小心地拿走的控制棒。这是否作为紧急措施,或只是简单地在实验完成时作为关闭反应堆定期方法,并不清楚(反应堆预定被关闭作为定期维修)。这通常意味著紧急停堆的命令是因为意想不到的迅速力量增量的一个反应。另一方面,总工程师Anatoly·Dyatlov,在事故时身在切尔诺贝利核电站,他写在他的书上:

“在1点23分40秒,集中化控制系统之前„„没有登记能辩解紧急停堆的任何参量变动。依照陈述委任„„会集和分析很多材料,在它的报告,没确定原因为什么命令了紧急停堆。并没有需要寻找原因。反应堆简单地在实验完成时被关闭。” 结果

由于控制棒插入机制(18至20秒的慢速完成),棒的空心部分和冷却剂的临时移位,逃走导致反应率增加。增加的能量产品导致了控制棒管道的变形。棒在被插入以后被卡住,只能进入管道的三分之一,因此无法停止反应。在1点23分47秒,反应堆产量急升至大约30 千兆瓦特,是十倍正常操作的产品。燃料棒开始熔化而蒸汽压力迅速地增加,导致一场大蒸汽爆炸,使反应器顶部移位和受破坏,冷却剂管道爆裂并在屋顶炸开一个洞。为了减少费用,和它的体积太大,反应堆以单一保护层方式兴建。这令放射性污染物在主要压力容器发生蒸汽爆炸而破裂之后进入了大气。在一部分的屋顶炸毁了之后,氧气流入---与极端高温的反应堆燃料和石墨慢化剂被结合—引起了石墨火。这火灾令放射性物质扩散和污染更广的区域。

由于目击者的报告和站内纪录不一致,有一些争论认为确实的事件是发生在当地时间1点22分30。最后共同同意的版本被描述在上面。根据这种理论,第一次爆炸发生了在大约1点23分47秒,操作员在七秒以后命令了“紧急停堆”。事故伤害

事故共造成31名消防人员死亡,数千人受到强核辐射,数万人撤离。保守估计苏联共花费了180亿美元,以及50万军民处理此事件,但是现在看来事故对环境的负面影响无法估量!

第三篇:切尔诺贝利核电站爆炸事故分析

切尔诺贝利核电站爆炸事故分析

所属频道: 核电

关键词: 切尔诺贝利 核电站 爆炸事故分析

事故经过

1986年4月26日,切尔诺贝利核电站的4号反应堆发生爆炸,死16.7万人,损失120亿美元,是世界上最严重的核电站事故。

切尔诺贝利核电站建于基辅市以北130千米,4台机组,总装机400万千瓦,是原苏联最大核电站。1970年切尔诺贝利开始修建第一座核反应堆,但总工程师只有建设火电站的经验,整个设计由乌拉尔电力公司设计院进行。后来由莫斯科Zukh水电设计院接手该项目的设计,该设计院主要是水电设计。因为物质缺乏,几乎不太可能找到设计人员设计的某些特殊部件,因此设计者真好将就使用他们自己制造的部件。

1977年第一座反应堆投入运行,与原定计划推迟了两年。管理人员和操作工并不知道1 975年在列宁格勒与此相同的反应堆发生了熔化事故。对有关规定也进行了修改,因为它们对实际情况不适合,特别是经常移出比规定多的控制棒。操作工还发现当输出功率很低时反应堆极不稳定。

20世纪80年代初,另外两个反应堆投入运行。1982年第三座核反应堆活性区发生爆炸并将放射性物质释放到核电站区域,因为对这次事故保密,其他反应堆的操作人员并不知道此次事故的发生。这期间在整个前苏联的ЯBMK型反应堆还发生了几起类似的事故。1980年在Kursk发生的事故引起了原子能委员会的注意:因为停电导致无动力驱动控制棒和水泵,40秒后才启动备用电源,在此次事故中因:为冷却水的自然循环量较大才避免了严重破坏。

1983年末,估计切尔诺贝利4号反应堆关闭后透平机还能为反应堆水泵提供一定时间的应急电源,曾建议对该系统进行测试,但因为装置到1983年底前未获授权,因此对该系统的测试延期进行。在负责ЯBMK型反应堆的部长处还有其他的事故记录——设计的控制棒因为有裂纹当插入反应堆时引起输出功率剧烈波动,但在操作工的操作记录上没有记录。1984年3月27日,4号反应堆正式投入商业运行。

1985年报纸上出现了对核电站的批评,能源部命令总工程师替换易燃的遮蔽材料和电缆。但是因为无不易燃的材料供应,这项计划被搁置。高层管理人员的注意力集中在应付商业压力,而让总工程师负责装置的操作。

1986年4月,4号反应堆停车检修,并且安排了一系列的测试计划,包括应急电源延迟测试。但仍然不知道当透平的动量下降后是否能产生足够的电能驱动水泵达40秒。测试由装置的制造者进行,他们的测试计划与3号和4号反应堆的总工程师讨论了15分钟后即获同意,并没有征求安全检查员的意见,负责反应堆的总工程师也没有到场,正式的批准文件也没有征求核专家的意见。

13时反应堆的输出功率减为一半,两台发电机一台停车。14时对另一台发电机的测试准备就绪。为了避免被联锁,紧急反应堆活性区冷却系统断开。开始准备测试时,Kiev的电力调度员请求供电到23时。23时重新开始根据拟定的计划对透平机的作用进行测试。控制棒的自动控制系统被断开,输出功率降低,下降到30MW。到这一步就没有按照测试的标准规程进行(按标准规程应该放弃试验>,工程师就下一步如何进行没有形成统一的意见。继续移出控制棒,4月26日1时输出功率稳定在200MW,但这仍然低于推荐的最小功率水平,但是被认为可以继续进行测试。

1时过后,另一台冷却泵很快加入该系统,这就需要移出更多的控制棒。大量的水进入反应堆引起蒸汽压力降低。为了避免因为蒸汽压力低导致反应堆关闭,操作人员切断了联锁信号。1时22分,实验刚刚开始,计算机打印结果表明反应性只有最小保留值的一半。1时23分透平发电机的紧急调节阀门关闭,透平机无蒸汽,计算机显示反应器功率急剧上升,副控手按下紧急停车按钮试图将所有控制棒放入反应堆活性区,此时控制棒无法全部下降。爆炸发生了,爆炸掀翻了1000t反应堆外壳,反应堆直接向大气敞开。

工程师没有意识到反应堆已发生了爆炸,还试图用大量的水来控制反应堆,但是所有的泵都无法工作。发电机房着火,消防队也赶来,关键人物也来到现场。核电厂厂长被告知反应堆未破坏,只是需要他对产生的放射程度进行分析调查,但据说莫斯科官方拒绝授权。

4月26日下午,有足够的证据表明反应堆发生了爆炸,其他的反应堆也已关闭。成千上万吨含有硼、铅等的沙石飞向建筑物。对相邻城镇Pripyat的调查于4月27日展开。

事故根本原因分析

表7-3和表7-4是事故发生的详细过程和根本原因。

事故后果

事故发生后,反应堆熔化燃烧,引起爆炸,冲破保护壳,厂房起火,放射性物质源源泄出。用水和化学剂灭火,瞬间即被蒸发,消防员的靴子陷没在熔化的沥青中。1、2、3号机组暂停运转,电站周围30公里宣布为危险区,撤走居民。事故发生时当场死2人,遭辐射受伤204人。5月8日,反应堆停止燃烧,温度仍达300℃。当地辐射强度最高为每小时15毫伦琴,基辅市为o.2毫伦琴,而正常值允许量是o.01毫伦琴。瑞典检测到放射性尘埃,超过正常数的100倍。西方各国赶忙从基辅地区撤出各自的侨民和游客,拒绝接受白俄罗斯和乌克兰的进口食品。原苏联官方4个月后公布,共死亡31人,主要是抢险人员,其中包括一名少将;得放射病的203人;从危险区撤出13.5万人。1996年乌克兰官方公布,10年来已有16.7万人死于本事故的核污染,320万人受到辐射伤害。

灾后两年之中,26万人参加了事故处理,为4号核反应堆浇了一层层混凝土,当为“棺材”埋葬起来。清洗了2100万平方米的受污染设备,消除600个村庄的污染物,掩埋50万立方米“脏土”,为核电站职工另建了斯拉乌捷奇新城,为撤离的居民另建2.1万幢住宅。这一切,包括发电减少的损失,共达80亿卢布(约合120亿美元)。乌克兰政府已作出永远关闭该电站的决定。白俄罗斯共和国损失了20%的农业用地,220万人居住的土地遭到污染,成百个村镇人去屋空。乌克兰被遗弃的禁区成了盗贼的乐园和野马的天堂,所有珍贵物品均被盗走,因此将污染扩散到区外。近核电站7千米内的松树、云杉凋萎,1000公顷森林逐渐死亡。30千米以外的“安全区”也不安全,癌症患者、儿童甲状腺患者和畸形家畜急剧增加;即使80千米外的集体农庄,20%的小猪生下来也发现眼睛不正常。上述怪症都被称为“切尔诺贝利综合症”。

国际原子能机构专家称,要消除事故造成的污染,至少需100年。

第四篇:福岛核电站爆炸感想

关于日本福岛核电站事故的感想

2011年3月11日下午,日本东部海域发生里氏9.0级大地震,并引发海啸。位于日本本州岛东部沿海的福岛第一核电站停堆,且若干机组发生失去冷却事故,3月12日下午,一号机组发生爆炸。3月14日,三号机组发生两次爆炸。日本经济产业省原子能安全保安院承认有放射性物质泄漏到大气中,方圆若干公里内的居民被紧急疏散(疏散范围一直在扩大)。

日本福岛第一核电站位于福岛县双叶郡大熊町沿海。福岛第一核电有6台机组,1号机组439兆瓦,为BWR-3型机组,1970年下半年并网发电,1971年投入商业运行;2号至5号机组为BWR-4型,784兆瓦,1974-1978年投产;6号机组为BWR-5型,1067兆瓦,1979年投产。六台机组在同一厂址,全是沸水堆,均属于东京电力公司。以上叙述看似数据罗列,但是为事故埋下了第一个伏笔:一号机已经运行整40年了,退休正当时。

此事故给我们带来了很多教训:

1、关于采取何种措施的问题。在整个过程中,操作员一直在采取比较保守的冷却方式。虽然有机会,但是直到爆炸发生也没有向堆芯内注入硼水。一方面是不希望反应堆就此报废,一方面是对反应堆的承受能力抱有侥幸心理。客观的说,操作人员在最大限度的保护反应堆,但是没有在最大限度上保护公众的安全。有人说这次事故是东京电力公司见利忘义的人祸,从这个角度讲,不无道理。

2、关于退役年限的问题。到今年3月26日,福岛第一核电站一号机组即将迎来他的商运40周年纪念日。按说,四十年也就意味着核电站的寿终正寝,但是东京电力公司考虑到经济利益,决定一号机组延寿二十年。而且讽刺的是,今年2月份,刚刚拿到了延寿批准。虽然事故发生在40年寿命之内,和延寿无关,但此次事故为正在延寿或即将延寿的核电站敲响了警钟。因为毕竟,由于设备老化问题,一号机组近几年事故不断。

3、关于在役核电站冷却方式改进的问题。目前在役二代核电站,包括在建的三代EPR和已经投产的三代ABWR,事故后无一例外都需要应急柴油机来做安全保障。而现役核电站,包括中国的二代加,柴油机都是低位布置,甚至把油箱还放在地下,大都无法抵御海啸袭击。且不说海水退后电缆的绝缘问题,单是一台进了水的柴油机就够人头疼的了。而柴油机不可用,往往也意味着离堆芯过热超压不远了。虽然把现役的电厂都改成非能动在技术上完全不可能,但是可以考虑增加其他冷却措施,或是增加备用电源。

4、关于辐射监测的问题。不知和中国一山之隔的海参崴有没有辐射监测站,但是,离中国直线距离最近的吉林延边和黑龙江牡丹江好像是没有的。长春和沈阳有,但如果大城市监测到似乎有点晚了。朝鲜核电站投产似乎也不远了,某些边境增加辐射监测点还是很有必要的。

5、关于外部救援的问题日本核电站事故。虽然日本本土大部分核电站自顾不暇,但是美国的核航母发挥了比较大的作用。目前中国虽然核电站众多,但是堆型众多,所属公司之间交流甚少。如果某个核电站发生事故,能否组织其他核电站有序有效的救援,仍然是一个比较严峻的问题。

这次事故对世界核能产业的影响会是相当深远的。首先,世界各国反核示威增加。核电发展进程受到阻力(虽然可能不会影响某些国家的发展速度)。其次,民众的辐射防护能力进一步加强。第三,世界核安全历史被改写。福岛核电站将和三里岛和切尔诺贝利一起,被印在新版核电教科书上。第四,世界核安全监管体系进一步加强,新建核电站的防护等级进一步加强。

第五篇:日本核电站的核事故分析

日本核电站的核事故分析

受3?11大地震影响,日本福岛第一核电站发生了4次爆炸,并伴随发生了放射性物质的泄漏,对日本及其附近海域造成了环境污染。此次核事故引发了包括我国在内的各国对核设施安全的进一步关注。

事故的概况与性质

2011年3月11日以来,由于受大地震和海啸的影响,日本福岛第一核电站的冷却系统失灵,反应堆的压力陡然升高。在相关人员为反应堆降温过程中,先后发生两次氢气爆炸以及反应堆堆芯熔毁事件。3月13日,日本官房长官枝野幸男表示,一号反应堆和三号反应堆“很有可能”已经发生了堆芯熔毁。目前,上述事件造成了核泄漏,所产生的核辐射水平较之往常超标数百倍。

上述事件从性质上看,属于一种核事故。一般来讲,核事故分为三类:

第一类是携载核器件(包括核武器)的载体(如飞机、舰船、火箭、车辆等)发生事故(如起火、爆炸、坠落等),既未引起核器件的化学爆炸,也未引起核器件爆炸,核器件被完整地回收,环境也未受到放射性污染,也就是说也基本上没有辐射危害。

第二类是核器件或核设施中的化学物质爆炸(包括整装核弹头的化学爆炸),但未引起核爆炸。可能引起此类事故的原因有:设备缺陷,突发供电事故,运输事故,核弹头或贮管和运输设备安全性下降或失效,火灾等。此类事故容易引发对人体、动植物以及环境的核辐射,同时还可能造成非辐射危害,如铍、锂、铅等物质的危害,破坏人体健康(如导致白血病,癌症等)。

第三类是核爆炸,有核能释放并引起核器件(含核武器)爆炸的一切后果,包括光辐射、冲击波、早期核辐射、核电磁辐射和放射性沾染等。尽管截止到目前为止,尚未发生过核武器爆炸事故,但发生过类似于前苏联切尔诺贝利核电站的核反应堆爆炸事故。此类事故属特大事故,可对人员和环境造成极其严重和长期的伤害。

在此次日本福岛核电站事故中,核辐射通过水蒸汽和积水外排的方式泄漏出来,这并非核反应堆里的裂变层的放射性释放,也不是核爆炸事故而是化学反应事故,因此属于第二类事故。

事故的原因

此次日本福岛核电站发生的核事故除了天灾的原因之外,还暴露出日本核电发展、运行、监管中存在的深层次问题。

监管工作不力

日本的核能采取“国策民营”的发展模式,因此日本的核电事业多为民间企业经营,而其监管单位正是日本经产省下属的原子能安全和保安院,他们既当裁判又当运动员,自然监管不严。

位于日本福岛县的核电站有福岛第一核电站和福岛第二核电站,它们都由东京电力公司负责运营。此前,福岛第一和第二核电站多次发生事故。其中,福岛第一核电站最早于1978年就发生过临界事故,但是一直被隐瞒至2007年才被公诸于众。2006年,福岛第一核电站6号机组又发生放射性物质泄漏事故。2007年,东京电力公司承认,在从1977年起在对下属3家核电站总计199次的定期检查中,该核电站多次篡改数据,隐瞒安全隐患。

核电站设施老化

日本的核电站普遍存在设备老化问题。其中很多核电设备是仿照美国40年前的设备而设计,不少已经超期服役,使用寿命已接近或超过25~30年的最长年限,发生事故的几率较大。曾任东芝公司核电站设计师的后藤政志于3月13日称,可以初步认定福岛第一核电站1号机组发生的放射性物质泄漏事故是核其电站抗震能力不足和设备老化所致。1号机组已建成40多年,是福岛第一核电站中最早完工的。2011年2月7日,东京电力公司完成了对于福岛第一核电站1号机组的分析报告,报告称机组出现了一系列老化迹象,包括反应堆压力容器的中性子脆化、热交换区气体废弃物处理系统出现腐蚀等。

核电站抗震能力差

首先是选址不够科学。日本是地震发生频率最高的国家之一,但却拥有多达55座核电站,其中70%以上的核电站位于地震高危区域,增加了核电站的脆弱性。其次是抗震标准不够高。拥有福岛第一核电站所有权和经营权的东京电力公司的内部文件显示,该公司此前对福岛第一核电站所作抗震测试的最高强度低于此次地震的实际强度9级,因此才会出现上述堆芯熔毁和放射性物质泄漏的事故。

事故的影响

此次日本福岛核电站爆炸事故除了对日本民众和宏观经济造成重大损失之外,还将产生如下影响:

首先,此次福岛核电站爆炸事故将带来较大的安全问题,特别是所释放的核辐射将对人体和环境造成一定程度的污染。不过,与前苏联切尔诺贝利核事故有所不同的是,在此次日本的核事故中,反应堆的最后屏障安全壳未受到严重损害,因此目前泄漏的放射性物质不会对周围环境造成太严重的影响。

其次,此次事故将对日本的核能工业产生很大的影响。日本虽然在核能发展方面领先于其他国家,但此次核安全事故使各国对日本企业的核安全保障能力产生怀疑,这将对日本企业进军其他国家核电市场产生很大冲击。

其三,此次事故将增加各国对核设施安全的关注。各国可能将修改核能发展战略,将安全问题放在发展的第一位,同时也将进一步加强其现有核设施的安全措施。

其四,此次事故可能引起各国对日本核能力和核意图的关注。二战结束以来,日本一直以隐蔽的方式(如发展民用核能力)来发展潜在的核武器能力。3月18日,英国广播公司报道称,日本福岛核电站采用了铀钚混合的堆芯,之所未采用效率更高的六氟化铀作为堆芯,原因之一是日本企图通过铀钚堆芯间接获取制造核武器所需的原料。实际上,日本目前至少拥有1400多吨六氟化铀,至少38吨钚-239。其中,六氟化铀只需再作处理即可成为作为核装料的浓缩铀,而钚-239就是核武器的主要装料之一。预计至2015年,日本拥有的钚-239将达到至少45吨,足以制造7000千件核武器。不过,日本要想在短时间内制造出实战型核武器还有一些制约因素,如开发技术的不足、政治基础不牢靠、地理自然条件的限制等。

国外核事故的应急对策与措施

目前,先进国家,特别是美国对核事故(包括核武器事故)具有较完备的应急对策与措施。美国不仅拥有世界最大的核武库,也在其东部和南部地区集中分布着104座核电站,在地震多发的西海岸地区也设有数座核电站。同时,美国在核事故的应急处理方面有着丰富的经验。下面以美国为主介绍国外相关的应急对策与措施。

国外核事故的应争准备

为了能对核事故做出迅速有效的反应,国外坚持常备不懈,预防为主的原则,做好必要的应急准备

(1)制定事故应急法规、标准和导则等

核事故应急既涉及国防机密又关系到广大公众的健康、安全和环境保护,有很强的政策性和技术性,因此国外对核事故应急的政策和技术十分关注,并研究制定了一系列相关法规、标准和技术文件。

为了在核事故应急方面处理好国际关系,国际原子能机构起草了两个相关的公约,即《及早通报核事故公约》和《核事故或辐射紧急情况援助公约》。前者主要针对民用核设施事故(也涉及核武器事故),要求缔约国自愿做出事故通报,并规定对于秘密提供的情报予以保密;后者规定了对核事故在缔约国之间实施国际救援响应的义务、责任及实施方法。目前,有许多国家已签署上述公约。

另外,联合国粮食及农业组织、国际原子能机构等国际组织共同发表了《国际电离辐射防护和辐射源安全的基本安全标准》,提出了应急辐射情况下干预水平和行动水平导则,并提出干预水平用可防止的剂量表示等。

(2)建立事故应急组织

建立事故应急组织是为了确保发生事故时,有必要的应急力量保证能迅速有效地反应,有组织、协调不紊地完成应急任务。目前,美国已建立政府、军队和民间多种应急组织。其中,美国政府各部门均有配合核事故应急的义务,由联邦应急管理局负责协调。遍布全美国的应急机构装备有大约50万台辐射探测仪和有数百万个剂量计。

美国国防部负责核武器事故的应急响应工作,主要机构包括美国核事故联合协调中心(JNACC)、放射控制队和阿尔发队。其中,JNACC是美国国防部和能源部的一个联合机构,负责交流核事故信息、协调各应急机构的行动,有官员日夜值班。放射控制队是美军核武器事故应急响应的高级专业技术队。阿尔发队是美军核武器事故应急响应的基层专业队:美军每个核武库(或核材料库)均组建了一个阿尔发队。

(3)制定应急计划及实施程序

核事故发生偶然,危害大,影响面广应急任务重,因此需要事先制定应急计划、预案或实施程序。美国陆军放射研究所发表的核武器事故响应程序中有如下事故前行动要点:一是制定并定期复查事故应急响应计划和应急力量,要经常检查落实相关具体工作;二是如有可能,应定期进行野外的和指挥系统的演习(包括消防、警察等地方应急机构和就近的国防部或能源部专业应急分队在内的演习),以检验相互支援的安排情况。

(4)进行必要的物资准备

核事故的影响范围因事故严重程度而异,但都根据应急任务需要进行相应的应急物资储备。美军野战手册FM3-15列出了核武器事故应急专业队(阿尔法队和放射控制队)的物资装备,包括辐射探测仪、剂量及保健物理仪器、通信设备、电器维修设备、标记工具、防护用具,个人用品及管理用品等项目。美国能源部事故反应队的专用设备如下:一是武器处置设备,包括便携式X光机、直线加速器、液体喷砂切割器、稳定剂等;二是放射性污染探测与处理设备,包括热点(强污染地点)用的卡车和拖车,车上有测量实验室、个人去污间、防护服、污染场外空气监测站、采样设备、航测系统辐射探测仪等。

(5)进行应急技术培训和演习

对参加核事故应急人员进行相关培训和演习,其目的在于普及核辐射防护及核事故应急基本知识和技术,使之能正确有效地完成任务。美军为核武器事故应急救援人员开设的训练班、学制及课题下表所示。

后期应急响应又称服务响应,其任务是回收核器件,详细进行辐射监测并估计危害,医学应急响应的深入实施,采取去污染和场地修复措施,建立索赔处理机构,完成相应事宜,提供和建立事故文件等。

美国核武器事故响应程序对此阶段的应急活动包括:实地测量环境放射性污染范围:确定并标明放射性污染区:控制公众和应急救援人员,使之免受放射性污染;对已受到放射性污染的人员进行去污处理;配合地方当局制定生物样品检测计划等等。

国外核事故应急行动或作业

国外的核事故应急行动或作业主要包括环境辐射监测及危害估计、污染的控制,人体内放射性污染的监测、医学应急响应、核武器的回收、场地的修复以及公众事务处理等几个方面。

以环境辐射监测及危害估计和核武器的回收为例。前一项工作的主要目的和作用是及时了解事故对环境形成放射性污染的范围和程度,为剂量和危害评估以及防护行动提供科学的决策依据。美国的辐射监测主要由国防部和能源部相关机构完成,如美军放射医学咨询队、陆军放射控制队、联邦应急管理局和环境保护局等。美军的辐射监测工作包括以下内容:地区放射性污染监测、建筑物污染监测,大气污染监测、土壤放射性检测、水体放射性污染检测以及监测结果的记录与评价等。

为了实施后一项工作,美军曾组建多支专门的未爆弹药处置队(EOD)。该队人员均毕业于美海军未爆弹药处置学校。美国能源部曾组成事故响应组,由核武器设计人员和炸药专家组成,能解决核武器部件、碎片和放射性污染物的鉴别、去污、收集、包装和处置等方面的问题,能对EOD队安全处置核武器给予技术援助。美国能源部的航空测量系统,可协助寻找和确定散失的核武器或核部件所在位置。

日本核电站爆炸的警示
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