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扶桑原子核能发电站风险大事记www.599588.com,地震

发布时间:2019-05-03 06:25编辑:www.599588.com浏览(59)

    “熔毁”一词道出了核电最核心的问题:核能安全吗?

    3月11日,星期五

    2011年3月11日,北京时间13点46分,日本东海岸边附近海域发生8.9级(矩震级,USGS数据)地震,并引发海啸。地震和海啸对震源附近的岩手县、福岛县、宫城县等地区造成了巨大破坏。

    震源附近有四座核电站,分别是距东京约200千米、位于福岛县的福岛第一核电站和第二核电站,距东京约120千米、位于茨城县的东海第二核电站,以及距东京约250千米、位于宫城县的女川核电站。在地震发生之后,这些核电站全部关闭,11座核反应堆停止运转。

    • 女川核电站

    下午,宫城县女川核电站起火,起火位置在涡轮室。不久即被扑灭。

    • 福岛第一核电站

    福岛第一核电站的反应堆虽已安全关闭,但反应堆内余温仍很高。地震和海啸造成供电停止,冷却系统失灵,如果不能及时降温,可能导致燃料熔化。

    东京电力公司宣布,三个位于福岛县的核电站反应堆因地震自动关闭,连接到反应堆的冷却系统也已停转,但这并不一定会导致放射性泄漏。监测也显示没有放射性泄漏。

    日本首相菅直人发布电视讲话称,日本核电设施目前状况良好,未发生核泄漏。

    • 应对

    日本官房长官枝野幸男11日晚在新闻发布会上表示,虽然并未确认有放射性物质对外部造成影响,但鉴于有必要采取应急对策,日本首相菅直人已根据《核能灾害对策特别措施法》发布“核能紧急事态宣言”。这是日本首次宣布进入“原子能紧急状态”。

    枝野幸男同时向福岛第1核电站周边3千米内居民发布紧急避难指示,并要求3千米-10千米内居民处于待机状态。他表示:“因为原子反应堆无法进行冷却,为以防万一,希望大家紧急避难。”


     

    原文 见这里

    “熔毁”这个词因两件臭名昭著的事故至今令人记忆犹新:1979年的美国三里岛事故,以及七年之后发生在现乌克兰的切尔诺贝利事故。

    3月12日,星期六

    • 福岛第一、第二核电站

    东京电力公司官员12日凌晨说,福岛第一核电站核反应堆容器中的气压已高达设计值的约1.5倍。相关方面决定释放1号机组核反应堆容器内的压力,届时可能会有微量含有放射性物质的蒸汽外泄。同时,东京电力公司也已经开始准备向外释放福岛第二核电站所有4个反应堆的蒸气。

    日本原子能安全保安院在记者会上称,在福岛第一核电站一号机组附近检测到铀燃料发生核分裂后产生的放射性物质铯,可能是一号机组核反应堆一部分核燃料熔毁所致。这说明核燃料已经开始泄露。

    同时,与第一核电站相距10千米的第二核电站的反应堆冷却功能已经丧失,反应堆温度继续上升,已经超过了100度,核泄漏的危险也在不断增大。

    当地时间3月12日15时36分,福岛第一核电站1号机组内传出爆炸声并冒出白烟,厂房的外墙和屋顶坍塌,4名工作人员受伤。日本政府初步证实事故是氢气发生爆炸。

    晚上8点,1号机组发生了第二次爆炸,但不清楚具体位置。

    • 专家:爆炸不太可能严重损坏反应堆容器

    日本官房长官枝野幸男12日晚召开记者会,称此次爆炸为“厂房墙壁垮塌”,“并非内部的核反应堆安全壳发生爆炸”。福岛第一核电站1号机组安置反应堆的容器本身并未在下午的爆炸中损坏。他还表示,外部的放射性物质比爆炸前反而有所减少。

    日本核能与工业安全局专家称,虽然福岛核电站的核反应堆已发生了大爆炸,但核反应堆容器“不太可能”发生严重损坏。

    世界核工业联合会官员伊恩•霍尔-莱西推断爆炸缘于氢气,可能不会增加放射物质泄漏。

    俄罗斯核专家Yaroslav Shtrombakh对美联社表示,爆炸的日本福岛核电站并不会遭遇像1986年切尔诺贝利事故那样的“核熔毁”。

    • 核电站附近放射量浓度变化

    日本原子能安全保安院12日早上表示,福岛第一核电站正门附近的辐射量升至正常值8倍以上,之后这一数字上升到20倍;1号反应堆的中央控制室辐射量是正常值的1000倍。这是日本有关部门首次确认有核电站的放射性物质泄漏到外部。

    东京电力公司说,在当地时间15时29分,在1号机组附近检测到放射物剂量1015微西弗/小时,超出污染物标准值500微西弗/小时一倍多。

    当地时间18时58分,福岛第一核电站区域内的放射线剂量已下降至70.5微西弗/小时,只有此前观测到最大剂量的约七分之一,但辐射剂量仍大大超出正常值。

    • 应对

    日本首相菅直人12日下令,12日凌晨5时44分起,建议居民疏散避难的范围从第一核电站半径3公里以内扩至10公里。下午的爆炸发生之后,避难半径进一步扩大至20公里。

    日本专家开始呼吁,福岛县核电站附近的居民,不要出门,呆在建筑物中,并紧密门窗。已经外出的人,赶紧回家或躲进建筑物中,皮肤一定尽量不要外露,防止遭遇辐射。

    日本原子能安全保安院称,对于反应堆芯燃料正在熔化的福岛第一核电站1号机组,东京电力公司12日下午将使用消防泵直接向压力容器注入海水进行冷却。

    • 福岛县宣布:3人遭到核辐射

    福岛县当晚宣布,从福岛第一核电站半径3千米范围内出来避难的人中,有3人遭到核辐射,但未见身体异常。

    • 对中国的影响

    环境保护部副部长张力军12日上午透露,我国就日本核电泄漏启动沿海城市核安全监测。“到目前为止,监测的结果一切正常,尚未对中国造成影响。”

    据经济之声报道,本次日本地震海啸,对中核集团运行核电机组没有造成任何影响,目前机组保持安全稳定运行,未出现异常。

    世界气象组织和国际原子能机构北京区域环境紧急响应中心12日22时权威发布,由于中国位于日本国的西部,日本核泄露发生地区近日风向盛行由西向东,其核泄漏放射性污染物未来三天对中国没有影响。

    • 专家:我国核电技术不存在难以散热问题

    全国政协委员、中国电力投资集团公司总经理陆启洲指出,我国正在建设的第三代核电技术不存在难以散热问题,因为其采用“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,从而冷却反应堆堆芯,带走堆芯余热,并对安全壳外部实施喷淋,进而使核电站恢复到安全状态。


     

    作者: Geoff Brumfiel & David Cyranoski

    你可以把福岛上那些沸水堆(BWR)的堆芯想象成电热壶中电子元件的放大版本。它淹没于水中,万分灼热。水流能使它冷却,同时还通过水蒸气带走热量,而水蒸气又可以带动涡轮产生电力。

    3月13日,星期日

    • 核泄漏INES定级

    日本政府根据国际核事故分级表(INES),将此次事故定级为4级(最高7级)。

    日本内阁决定将东北部地震定为超严重灾害。

    • 福岛第一核电站

    东京电力公司13日早上宣布,对在地震中发生核泄漏事件的福岛第一核电站1号机组实施的注入海水作业已经完成,可确保“当前的安全性”。

    日本内阁官房长官枝野幸男13日警告说,福岛第一核电站3号机组反应堆面临遭遇外部氢气爆炸风险。

    13日早上,3号机组向反应堆内供水的装置停止运转。经紧急处理,当地时间9点08分,3号机组注入淡水冷却,不久改为注入海水。之后冷却系统出现故障,5时30分注水进程停止,内部压力轻微上升。

    枝野幸男说,3号机组聚集大量氢气,爆炸风险增大。但他说,即便发生爆炸,3号机组也可以像1号机组那样抵御住爆炸,不会发生核熔毁。

    英国广播公司(BBC)记者克里斯•霍格在东京报道称,福岛第一核电站3号机组所用核燃料为铀和钚,这意味着发生核熔毁的危害性比其他核反应堆更严重。

    • 核电站附近放射量浓度变化

    东京电力公司13日上午宣布,福岛第一核电站附近放射量再度上升。当天上午8点33分测得福岛第一核电站厂区辐射量高达1204.2微西弗/小时。在3号机组注入淡水之后,9点半辐射量下降至70.3微西弗/小时。

    面临爆炸危险的3号机组在13时52分时,外部辐射量为1557微西弗/小时,大约50分钟后降至184微西弗/小时。

    • 当日反应堆情况汇总

    截至13日,福岛第一和第二核电站出现险情的7个机组状态如下:第一核电站内,1号机组注入海水冷却、2号机组等待排气减压、3号机组注入海水冷却;第二核点站内,1号、2号和4号机组均在等待排气减压,3号机组已经成功冷却。

    • 福岛县确认已有22人遭到核辐射

    福岛县政府13日发布消息称,新确认有19名从东京电力福岛第一核电站方圆3千米撤离的人员遭到核辐射。已确认遭核辐射的人数由此上升至22人。

    • 女川核电站

    日本东北电力公司13日表示,宫城县女川核电站发生异常,测量到的放射性物质辐射量是正常标准的400倍。

    随后,日本核能安全机构表示,女川核电站的冷却流程没有问题,放射性水平提高的原因是福岛核电站发生泄漏所致。

    • 专家:中国北部海域暂时不会受到影响

    中国国家海洋局北海分局相关专家13日在接受记者采访时表示,日本福岛第一核电站的核泄漏物质近期不具备向中国海域扩散的条件,中国北部海域暂时不会受到影响。

    • 各方专家意见

    全国人大代表、中国原子能科学研究院科技委主任赵志祥13日接受新华社记者专访时说,就目前的情况看,日本福岛核电站事故影响尚处于可控状态,但余震威胁仍需警惕。

    羊城晚报报道,中国核安全专家林诚格分析指出:“即便是最坏的情况,也不会发生像切尔诺贝利核电站一样的事故。”

    据路透社报道,一位德国核能行业专家表示,在日本地震中受损的核反应堆出现部分融化“并非灾难”,而完全融化则是不可能的。

    瑞士Leibstadt核电站的结构分析师兼高级工程师罗伯特•恩格尔(Robert Engel)表示,他认为日本官方能够控制在地震中受损的福岛核电站的局势。

     

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    翻译: 庄、安婆婆、歪歪

    如果冷却水停止了流动,那么就该出问题了——堆芯温度过热,过量的水蒸气产生。水蒸气将给反应堆容器(一个大型封闭的容器)带来大量压力,此外,金属芯可能因为过热而熔化,一些组件也会因此起火。

    校对: Fujia Ent

    最坏的情况是,熔化的堆芯穿透了反应堆容器的底部,流到了安全壳(一个外部密封装置)的底面,而安全壳就是设计用于阻止熔化的反应堆进一步穿透的。这种情况下,虽然局部的损坏相当严重,但是原则上说,不会有放射性物质泄漏到外界去。可是,“原则上”也很难说的准。

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    核反应堆总是被设计成带有“多重的、过剩的”的安全功能。一旦其中一个失效了,其他的就会接替它解决问题。

    8日本军队已经开始清理受到核泄漏影响的区域。路透社/共同社8

    然而,在福岛上的事实表明冗余安全机制(即下文的redundancy)并不总能奏效。地震使得三个核反应堆停止了运行,同时还中断了水泵的运转,水泵是负责运输凉水冷却灼热的堆芯的重要部件。为了应对这种情况,核电站是安装有柴油发电机组供备用电力的,事发时,发电机组确实是切入了供电系统,但是一小时后又切出了,原因还尚未明确。

    海啸引起核电站爆炸,打击了全球公众对核电业的信心,重创这项工业。

    这种情况下,多重的安全功能没能奏效。随之而来的则是巨大的恐惧,就像在电影《中国综合症》(The China Syndrome)出现的情况那样:多种保护措施都阻止不了熔化的堆芯,使得高放射性物质和有毒物质钻入了地面,给人类带来了严重持久的环境灾害。

    日本军方已经开始清理福岛核电站附近受到辐射影响的地区。

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    (路透社/共同社)大型9.0级地震及由此引起的海啸在3月11日袭击了日本,造成数千人死亡,无家可归者不计其数。

    然而,核倡议者却持相反的观点,他们认为在三里岛中的局部熔毁就没有带来任何严重的影响。确实如此,因为那时虽然堆芯熔化了,安全系统却起效了。而在切尔诺贝利事故中,核反应堆的设计本质上就不合理,并且环境灾害是由爆炸所释放到空气中的物质造成的,而不是因为熔化的反应堆堆芯。

    但这场自然灾难最为意想不到的后果,却是造成了福岛核电站的仍在不断发展的核泄漏危机。在本期《自然》付印时,核电站工作人员还拼搏于对付好几个出现冷却故障的反应堆,三个机组在地震时出现了部分堆芯熔毁,而一些储存在工厂里的乏燃料被曝露在空气中,开始释放放射性物质。

    “亚临界的”核反应堆

    情况甚至可能变得更糟,那些过去十年来致力于振兴核能应用的科学家和工程师们承认,这次事件不仅是1986年切尔诺贝利核灾难以来状况最糟的一次,更要命是,它对核工业技术也带来了毁灭性的打击。“事情很严重,这么说一点也不言过其实。”伦敦帝国理工学院核工程中心的负责人Robin Grimes如是评价。他是一个核电的支持者。

    是否福岛上的核反应堆仍在局部熔毁,这还不是很清楚。

    危机始于当地时间周五(11日)下午2点46分,正好是大地震发生的时间(见 Nature相关文章 )。处于震区的四个反应堆堆芯迅速被插入控制棒,有效地进行了关闭(见 Nature图解 )。不过,关闭之后堆芯中的放射性元素仍在放出热量。此时电冷却泵因没有电网供电而停止,用以后备的柴油发动机开始运转,冷却用的超纯水则继续在堆芯周围循环。

    在核电站的所有者东京电力公司(Tepco)发布的公告中提到了最重要的一点:“控制棒已经完全插入了(反应堆正处于一个亚临界状态)。”

    大约过了半个小时左右,离震中不远的福岛核电站面临危机。一道水墙冲垮了保护核电站的海堤,并一举毁坏了主要后备柴油发电机。所以,正如东京大学的核工程师Mitsuru Uesaka所言:“问题不是地震,是海啸。”洪水彻底摧毁了油罐及备用供电系统的其他主要部分。

    控制棒停止了核反应,虽然放射性核的衰变阶段也会持续产生热量,但是这一过程将使温度逐渐降低。

    冷却系统一旦崩溃,1号反应堆就率先升温了,堆芯里的水开始沸腾,使得巨大钢容器中的温度和压力不断上升。随着温度飚升,燃料棒的锆合金外壳显然是破裂或熔化了,和水蒸气反应,生成大量氢气。

    耐人寻味的是,日本核安全委员会的官员良平潮见(Ryohei Shiomi)的一句话被广泛引用。他说,反应堆存在熔毁的可能,官员们正在加紧检查中。

    钢容器中的压力在12日下午已达到令人担忧的地步,面对此种情况,福岛核电站的经营公司东京电力做了个冒险的决定,把含放射性物质的蒸气排放出去。对于这个决定,一位前东芝工程师Masashi Goto(其工作主要为设计和检测容器)的看法是:“当时也没有其他选择了。”然而大约在3点30分左右,正当他们刚刚宣布放气之后不久,1号堆发生了爆炸,原因被认为是堆芯中产生的氢气释放出来后遇到外界氧气而爆炸。爆炸的冲击力很大,把反应堆的表层建构撕开了,还好加固过的容器得以保持无损。

    与此同时,一个戏剧性的爆炸出现在了其中的一个核电站建筑上,爆炸至少已经严重损毁了外墙。原则上,这并不会导致放射性物质的泄漏,因为建筑只是一个外壳,保证危险物质密封性的这项工作是由内部金属安全壳负责的。

    为防止反应堆燃料棒外壳进一步熔化,或反应容器破裂,反应堆的操作员们决定采取紧急措施。晚上8点20分,他们向1号反应堆灌海水,这样这个反应堆算是报废了。为了保险,他们又向堆芯加注了能够吸收中子的硼酸。

    内阁官房长官枝野幸男(Yukio Edano)证实了这一点,他说:“水泥建筑虽然已经崩塌,但我们发现内部的反应堆容器并未爆炸。”

    在过去的两天里,福岛另外两个仍在运行的反应堆采取了相似的操作。3月13日下午,更多柴油发电机停止工作,2号和3号堆有过热的危险。当天晚上,操作员向3号堆注入了海水和硼酸。次日晨,3号堆也发生了爆炸,据推测是大量氢气爆炸。同时有报告称2号堆的冷却水已经快蒸干,14号操作员又灌注了海水。

    他把爆炸归因于积聚的氢气,这和散热问题有关。

    3月15号早上6点14分,2号堆反应容器之下的抑压池爆炸。Uesaka说,和前几次爆炸不同,这次爆炸更靠近堆芯,导致更高密度的辐射泄漏出来,而且人们更加担心堆芯和周围的容器会受到损坏。同一时段,4号堆意外起火。地震时该反应堆已停机,正在例行的检查中,人们推测起火原因是:原本储存在建筑下方的深池中的旧燃料棒暴露并过热,放出大量易爆的氢气。在4号堆爆炸并起火后,其外部检测到的辐射强度急剧升高。福岛核电站的辐射监测计在一段很短的时间内探测到了最高400毫西弗每小时的辐射剂量,是法定限量的400倍,达到了核泄漏危机以来的最高值。

    高压之下

    这三个遭遇险情的反应堆估计均已发生堆芯燃料棒的局部熔化。由于燃料中的放射性物质会逐渐衰变,那么只要堆芯没有彻底熔毁,用过的燃料也没有起火,这些反应堆的险情将会逐日减轻。但为了避免进一步的危害,大部分专家的共识是降温行动必须再持续几周。要完全清除核污染则需花上几年甚至几十年的时间。

    我们目前所知道的唯一可能导致放射性物质泄漏的就是安全壳的排气。

    本期Nature付印之时,情况仍在不断变化中。但有一点比较清楚的是,此次事件给核工业带来的衍生后果将会广泛影响到全球。日本国内的评论已经开始质疑全国范围内的54座核反应堆是否都有足够的地震防护措施,这个议题早在2007年柏崎刈羽核电站经历了一次大的地震时就被讨论过(详见Nature 448, 392–393; 2007)。日本的监管机构无疑会在未来几周内对反应堆安全进行强力审查,即使那些未受损害的核电站要重新启用,也可能因此推迟。而邻近的印度已经决定“重温”一下他们建设反应堆的计划了。

    当蒸气压力积聚在反应堆容器中时,一些紧急散热系统会停止运行,这时部分蒸气将散逸到安全壳中。

    在德国,反对核能的声音一直很强烈直接。这场灾难又迅速将“是否应该延长已经老旧的核反应堆寿命”的激烈辩论提上了日程。2002年4月,立法者限定核发点站的平均工作时间为32年,但是在去年12月,保守派政府重新修订了此条法律,将1980年之前建造的核发电站的法定寿命延长了8年,而将1980年之后建造的发电站的法定寿命延长了14年。现任的德国总理默克尔已经要求相关方面暂定这一寿命延期法规的生效,希望给相关人员更多时间来重新评估安全性问题。七个核发电站在这一期间将被停止运行。

    根据报道,蒸气导致安全壳中的压力上升到了正常工作水平的两倍,因此日方决定将部分气体排放到大气中去。

    瑞士也已经相应暂停了延长核电站寿命的计划。然而,意大利政府说日本的灾难不会影响他们重启核能源的计划。他们曾经在切尔诺贝利事故发生之后一度停止了核能源计划。波兰首相也表达了他对于他们国家首台核电站的新型反应堆设计之安全性能的信心。

    原则上,水分接触过堆芯后,排出气体中仅仅携带有像氮-16那样的短暂性放射性同位素。排放这样的气体可能产生短暂的伽马射线活跃,根据新闻报道,它已经被探测到了。

    政治和监管上的效应在美国似乎同样深远。“这场灾难将突出显示核电站的脆弱性和潜在的辐射泄漏严重性。”国会议员Edward Markey (民主党成员,麻省)在写给美国核监督委员会(NRC)的信中说道。他还要求委员会提供现今与未来的核反应堆设计细节。来自美国麻省坎布里奇忧思科学家联盟(UCS,一个由科学家们组成的美国非政府监督组织)的分析员Ellen Vancko表示,“核复兴”的计划已经因美 国经济上的困难和化石燃料的低价而产生了一些问题。

    但有仍有一个疑点没能解释:在放射性探测中,可以明显地检测到放射性同位素——铯。它产生于核反应阶段,并且被限制在反应堆堆芯中。如果能在核电站外部检测到它,这就意味着堆芯已经开始瓦解了。

    但是核电站面临的最大困难最终在于公众新一轮蔓延的恐惧,伦敦的核顾问John Large如是说。随着事故的展开,至少18万地震的受灾人群已经被疏散,离开了福岛核电站区域与周边同样存在冷却问题的核电站地区。照片中,身着防护衣的安全检查人员用盖革计数器为孩子们检查,这不禁让我们回忆起切尔诺贝利的那场灾难。“现在真正的问题在于,公众在未来的十年里会对核电站谈虎色变,尤其在美国和欧洲。”

    “如果有任何一个燃料棒出现泄漏,那么在空气中就可以检测到少量的放射性铯和放射性碘。”英国萨里大学的核物理教授派迪.里根(Paddy Regan)说道,“从检测到的含量中,你可以看出燃料棒的泄漏程度。”

    从Grimes个人意见来说,他相信这场事件实际上是证明了核电站的安全性。福岛的核电站已经建成三十多年了,在经历了日本历史上最大的地震和极大的海啸攻击之后,至少目前,大部分危险的放射性物质并没有泄露,“实际上,这是一个胜利” 。他又补充道:“但公众能够看到这一点吗?很遗憾,我觉得不能。”

    到目前为止,这个至关重要的问题仍没有结论。

    掩饰和质疑

    事实上,目前为止整个事件中的疑团更多于解释。

    和三里岛事故、切尔诺贝利事故一样,一些答案可能很快就能给出,但事件的全貌却需要数月,甚至数年才能浮现出来。这一切很大程度上取决于东京电力公司(Tepco)和日本有关当局所采取的策略。

    就像部分其他国家的核电站一样,确切的说,日本的核工业在公开性和透明度上并不享有很高的名誉。

    近些年来,东京电力公司自身已经牵涉到一系列的掩盖行为。在2002年,公司的主席和其他四位执行官因涉嫌伪造发电站的安全报告而被辞退。在2006和2007年,又证实了更多的伪造行为。

    长远上看,福岛已经在日本内部和外部引发了许多重大问题。

    鉴于这不是日本核电站第一次遭受到地震的破坏,那么把核电站建在东部海岸(地震活跃区沿岸)是否明智呢?

    三里岛事故有效地阻止了美国建造民用核反应堆达30年,在这个众多国家都在寻找重新进入核工业的时代,福岛的事件又会带来怎样的影响呢?

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    导读者: 小杨
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