福岛核事故启示录(2)

2018-12-06 19:39

水产量,后期由于高放射性污水泄露后,日本东京电力公司关闭了过去打开的围墙门,导致每天又增加200吨污水产量。

2013年4月4日,三年一度的《核安全公约》,缔约方评审会议在国际原子能机构总部举行。总干事天野之弥在开幕式上说,能源需求在日益增长,气候变化令人担忧,矿物燃料资源有限,人们的未来仍然难以离开核电这一选择。他呼吁各国应从日本这场危机中吸取长远的教训。然而就在同一天,日本在未向国际社会通报的情况下,开式将福岛核电厂区内的2万吨低浓度放射性污水排入大海。日本东京电力公司表示,这是因为厂区内的污水实在已经无处可去。

事故总结:

事故发生的主要原因如下:

1.发生超设计基准的外部事件。9级地震引发浪高10米的海啸属于超万年一遇极限事故叠加,已远超出福岛核电站的设计基准。9级地震导致了外部电网的损毁。根据设计,地震发生后福岛核电站的应急柴油机紧急启动,保持反应堆冷却系统继续工作,然而由地震引起的海啸,淹没了柴油机厂房,造成电源的彻底丧失,致使全厂断电,冷却系统无法工作。

2.沸水堆机组结构设计易导致放射性泄漏。沸水堆机组与压水堆机组不同,压水反应堆产生的推动汽轮机的蒸汽不是由核燃料直接加热形成,因此不带放射性物质。但沸水反应堆产生的推动汽轮机的蒸汽是由核燃料直接加热,这样的设计在事故状态下,如果需要紧急释放反应堆内蒸汽降压时,只能将带有放射性的蒸汽直接排放,从而导致放射性泄漏。

3.未设计氢气复合装置。反应堆燃料组件受热发生熔化后,包裹核燃料的锆合金与水反应产生氢气,然而由于设计年代较早,福岛核电站并未设计氢气复合装置,致使反应堆内氢气浓度持续上升,与厂房内的氧气发生化学反应而导致爆炸。

4.福岛核电站设计理念为能动设计,事故状态下采用外部电源和应急柴油机供电来处置事故。

5.福岛核电站最初设计无安全壳,后通过改造增加了一个内层安全壳,但容

量较小,而且无氢气复合器及喷淋冷却系统。

6.后续人员处理延迟、滞后。既然有备用柴油发电机运行,虽然不兼容,但可以换一台,抓紧时间回复自冷系统是正事,而不是注水,说到注水,假如在检测出放射性物质后第一时间注入高硼水,就不会导致后续的爆炸发生,注水海水也导致了后续的”盐巴”包裹堆芯,导致堆芯温度继续升高,可以说日本东京电力公司一开始存在侥幸心理,为了保护设备,但是现实比他们想象的还差。

事故影响: 1.污染水平

图3 来源:IAEA调查报告 说明:美国与日本联合调查给出的Cs-137污染水平分布

事故故后果评价估算的各距离上平均地面污染浓度表明在80km范围内I-131污染水平范围从几十万到几千万贝可每平方米,Cs-137污染水平范围从几万到几百万贝可每平方米;Cs-137污染水平高于106Bq/m2的陆域面积约2500km2,80km范围内的污染水平将高于5×104Bq/m2。

2.对海洋环境的影响

由于震造成了核电站设施的损坏, 加上早期处置反应堆降温引入大量海水,造成大量含放射性物质的污水泄漏。此外, 东京电力公司4月4日宣布, 将把福岛第一核电站厂区内1.15万t含低浓度放射性物质的污水排入海中, 为储存

高辐射性污水腾出空间。此举引起当地渔民与国际环保人士的抗议与反对。日本政府救灾总部说, 到4月9日晚为止, 福岛第一核电站通过10台大型水泵向附近海域排放的低放射性污水己经达到7700t,最后剩下的800t, 将在9日晚至10日全部排放完毕。此外,2号机组周围尚有2万t高放射性污水,存在泄漏入海的风险[6]。 据报道, 在福岛附近的鱼类中已检测到放射性物质。日本茨城县渔业协会4月5日宣布, 从4日在北茨城市附近海域捕捞的玉筋鱼幼鱼体内检测出放射性艳达到每千克526Bq, 超过食品卫生法放射物暂定标准值设定的每千克50Bq, 这是首次从鱼类体内检测出放射性物质超标。此外, 在这种小鱼体内还检测出每千克170 Bq的放射性碘。4月1日, 在同一地区捕捞的玉筋鱼体内也检测出每千克4080Bq 的放射性碘, 茨城县渔业协会已要求全县渔民不要再捕捞玉筋鱼。

实际上,日本福岛核事故已经对国际海洋生态安全构成严重威胁。虽然污染不太可能直接造成海洋生物的死亡,但一些半衰期较长的放射性同位素会在食物链中积聚起来,有可能导致鱼类和海洋哺乳动物群体死亡率上升的问题。法国一个研究团队的研究表明,福岛周围300公里以内放射性活动异常。福岛周围300公里范围海域内大约有50种放射性同位素,每升海水中放射性活度大约为10000贝可。在事故发生前,这一区域内每升海水中的铯-137放射性活度大约为0.003贝可,而碘-131则未检测到[8]。

日本福岛核泄漏事件是1986年苏联切尔诺贝利核电站事故之后的最大核灾难, 对福岛核电站周围地区的大气、水体(包括地下水) 和土壤造成了严重的环境污染。福岛核泄漏事件引发的环境危害已波及全球众多国家与地区, 其后果有可能持续数十年。

结语:

核电虽然是清洁能源,但是核电的安全更重要:一方面我们要加强对自然灾害的预测能力,另一方面要加强对核电的的安全管理,通过不断改进核电技术,完善核电运行、检测手段,增强事故预警机制,避免类似日本福岛核事故的发生。

主要参考文献

[1]McKenna T.J., Trefethen J, et al. Response Technical Manual: US NRC TM-96[R]. USA:NRC,1996.

[2]Report of the Japanese Government to the IAEA Ministerial Conference on Nuclear Safety-The Accident at TEPCO

s Fukushima Nuclear Power Stations. Nuclear Emergency Response Headquarters, Government of Japan. 2011.

[3]Environmental Consequence of the Chernobyl Accident and Their Remediation: Twenty Years of Experience. IAEA, Viena,2006.

[4]S. Guntay, D.A. Powers, L. Devell.The Chernobyl Reactor Accident Source Term Development of A Consensus View.

[5]http://www.iaea.org/inis/collection/NCLCollectionStore/_Public/29/013/29013389.pdf 5. European Commission, PC COSYMA User Guide. EUR 16240EN(NRPB-SR280), Brussels- luxembourg,1995. [6]东京电力公司http://www.tepco.co.jp/nu/monitoring/index-j.html. [7]IAEA调查报告

[8]ttp://www.world-nuclear-news.org/


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