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福岛核事故

 昵称52932010 2018-03-02

事故进程

在日本标准时间2011年3月11日14时46分,日本发生了9.0级大地震,震源深度约25公里(15英里),震中位于仙台以东130公里(81英里)的海域,在东京东南约372公里。这次地震造成东北海岸四个核电厂的共11个反应堆自动停堆(女川核电厂1、2、3号机组;福岛第一核电厂1、2、3号机组:福岛第二核电厂l、2、3、4号机组和东海核电厂2号机组)。地震引发了海啸,海啸浪高超过福岛第一核电厂的厂址标高14米(45英尺)。此次地震和海啸对整个日本东北部造成了重创,约20000人死亡或失踪,成千上万的人流离失所,并对日本东北部沿海地区的基础设施和工业造成了巨大的破坏。

福岛核电站

地震发生之前,福岛第一核电厂6台机组的中1、2、3号处于功率运行状态,4、5、6号机组在停堆检修。地震导致福岛第一核电厂所有的厂外供电丧失,三个正在运行的反应堆自动停堆,应急柴油发电机按设计自动启动并处于运转状态。地震引起的第一波海啸浪潮在地震发生后46分钟抵达福岛第一核电厂。海啸冲破了福岛第一核电厂的防御设施,这些防御设施的原始设计能够抵御浪高5.7米的海啸,而当天袭击电厂的最大浪潮达到约14米。海啸浪潮深入到电厂内部,造成除一台应急柴油发电机之外的其它应急柴油发电机电源丧失,核电厂的直流供电系统也由于受水淹而遭受严重损坏,仅存的一些蓄电池最终也由于充电接口损坏而导致电力耗尽。第一核电厂丧失所有交、直流电丧失。

海啸及其夹带的大量废物对福岛第一核电厂现场的厂房、门、道路、储存罐和其它厂内基础设施造成重大破坏。现场操作员面临着电力供应中断、反应堆仪控系统失灵、厂内厂外的通讯系统受到严重影响等未预计到的灾难性情况,只能在黑暗中工作,局部位置变得人员不可到达。事故影响超出了电厂设计的范围,也超出了电厂严重事故管理指南所针对的工况。

由于丧失了把堆芯热量排到最终热阱的手段,福岛第一核电厂1、2、3号机组在堆芯余热的作用下迅速升温,锆金属包壳在高温下与水作用产生了大量氢气,随后引发了一系列爆炸: 2011年3月12日15:36,1号机组燃料厂房发生氢气爆炸; 2011年3月14日11:01,3号机组燃料厂房发生氢气爆炸; 2011年3月15日6:00,4号机组燃料厂房发生氢气爆炸。

爆炸对电厂造成进一步破坏,使操作员面临的情况更加严峻和危险,现场的抢险救灾工作愈加困难。现场操纵员采取的干预措施主要包括利用汽车电瓶、小型发电机和消防泵等,尝试部分恢复电源和供水,以读取电厂关键安全参数、实施反应堆冷却剂系统卸压、实施压力容器卸压、冷却反应堆堆芯和乏燃料水池。由于现场工作环境非常恶劣,许多抢险救灾工作往往以失败告终。现场淡水资源用尽后,东京电力公司分别于3月12日20:20、3月13日13:12、3月14日16:34陆续向1、3、2号机组堆芯注入海水,以阻止事态的进一步恶化。3月25日,福岛第一核电厂建立了淡水供应渠道,开始向所有反应堆和乏燃料池注入淡水 。

事故特点

福岛核事故对福岛核电厂以及周边的环境造成十分重要影响,事故的发展过程了电站各方考虑的范围,事故主要表现出来的特点有 :

1.极端外部自然灾害导致事故发生。

2.地震及其引发的海啸造成福岛第一核电厂多机组、长时间的全厂完全断电和丧失最终热阱,超出了核电厂设计考虑的范围。

3.地震、海啸对核电厂及其周围基础设施造成了严重破坏,外部救援不能及时抵达,抢险救灾活动不能有效展开,导致事故不断升级。

4. 主控室没有操控手段、没有电厂状态指示、核电厂局部位置不可到达,核电系统损伤状态超出了严重事故管理指南的覆盖范围。

5.在未预计的位置发生氢气爆炸现象,造成最后一道安全屏障的破坏。

6.大量放射性废水处理问题。在福岛核事故初期,为缓解事故后果,向其4台机组的反应堆、安全壳和乏燃料水池内注入了大量海水和淡水,虽控制了反应性、对燃料进行了有效冷却但随着放射性废液的泄漏、大量放射性废液的处理问题逐渐显现。

7.应急撤离区域问题。福岛核事故的应急撤离范围是周围20公里,超出预期。

灾情汇总

在核事故发生以后由于福岛核电厂1、2、3号机组压力容器失效,放射性气体向大气环境释放。直至2011年4月12日,日本原子能安全委员会(Nuclear Safety Commission,NSC)估计从2011年3月11日至4月5日期间福岛第一核电厂总的大气释放量:碘-131为1.5×10Bq,铯-137为1.5×10Bq。2012年5月24日,福岛核电站所有者东京电力集团公布福岛核事故所释出的辐射量。从2011年3月12日至31日估计总共有5×10Bq碘-131、1×10Bq铯-134与1×10Bq铯-137释入大气层;从2011年4月到2011年年底所释出的辐射剂量是3月份的1%。从2011年3月26日至9月30日,共有18×10Bq的辐射剂量释入大海。共有1.1×10Bq碘-131、3.5×10Bq铯-134、3.6×10Bq 铯-137释入大海。根据事故发生后向环境释放放射剂量。2011年8月24日本原子力安全保安院(NISA)将福岛核事故最终确定为核事故最高等级7级(特大事故)与1986年切尔诺贝利核电站事故同等级。

在事故发生当日,日本官方要求核电厂周围半径3km范围内的居民进行撤离。2011年3月20日当地核事故应急市局指挥中心总干事要求撤离距离福岛第一核电厂20km半径范围内的居民。从目前对居民的检测结果来看,日本政府采取的应急行动是及时和有效的,迄今为止福岛核事故没有对工作人员和周围居民造成不可接受的放射性照射,亦没有一例因为核事故导致的放射性照射死亡案例。

事故后,日本政府官员宣布,在东京与其它5个县府境内的18所净水厂侦测到碘-131超过婴孩安全限度 。2011年7月,在320公里范围内,包括波菜、茶叶、牛奶、渔虾、牛肉在内,很多食物都侦测到放射性污染。2012年情况有所改善,包心菜、稻米、牛肉,没有检验发现显著放射性。东京的消费者安全认证并接收了一批福岛生产的稻米 。

根据法国放射线防护与原子力安全研究所于2011年10月发表的报告,从3月21日至7月中期,事故大约造成27PBq铯-137释入大海约82%是在4月8日前释入大海。这是有史以来,观察到的最大量人造放射性物质释入大海。且由于福岛海岸附近海流较活跃,造成放射性物质大量弥散。从分析海水与海岸沉积物的测量数据,科学家认为,至2011年底为止,核事故造成的后果并不严重,海水放射性浓度很低微,沉积物放射性累积有限 。

2013年2月,世界卫生组织发表报告显示福岛核事故造成的周边人口总癌症发病率预期不会出现显而易见的增加,但是某些特定族群可能会出现较高癌症发病率。例如,居住在浪江町与饭馆村的婴儿在核事故发生后第一年大约受到12至25毫希沃特有效剂量。因此,女婴得 乳癌、甲状腺癌(thyroid cancer)等的相对概率分别会增加6%、70%,男婴得 白血病的相对概率会增加7%。但由于这些疾病在当地绝对发病率很低,因此虽热相对发病率增加较大,但绝对发病率增加并不显著;例如,由于甲状腺癌的基线发病率很低(~0.75%),绝对发病率增加很少(~0.5%)。另外,参与核事故救难的紧急员工中,三分之一的员工罹患癌症的概率会增加 。

2011年3月30日由于事故对核电厂造成巨大的影响日本官方宣布永久关闭福岛第一核电厂1、2、3、4号机组,并在后期工作过程中制定并修改了福岛第一核电厂未来40年的中长期退役路线。

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