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日本核电站事故相关的资料以下是遭受的辐射量（单位：毫雷姆）的后果：450000800000：30天内将进入垂死状态；200000450000：掉头发，血液发生严重病变，一些人在2至6周内死亡；60000100000：出现各种辐射疾病；10000：患癌症的可能性为1/130；5000：每年的工作所遭受的核辐射量；700：大脑扫描的核辐射量；60：人体内的辐射量；10：乘飞机时遭受的辐射量；8：建筑材料每年所产生的辐射量；1：腿部或者手臂进行X光检查时的辐射量。科学松鼠会：【切尔诺贝利悲剧不会重演】：切尔诺贝利事故主要因严重的人员失误与设计缺陷：没有安全壳反应堆温度意外增高时，造成温度正反馈控制棒设计也有缺陷。福岛设计有修正，并有三道防御屏障，目前压力容器应该还算完好，已向容器内注海水冷却。日本核危机示意图。核辐射强度及危害示意图资料来源：国际原子能机构网站。制图：宋嵩 蔡华伟资料来源：国家原子能机构网站和走近核科学技术一书环境保护部（国家核安全局）3月15日16时发布了全国省会城市和部分地级市辐射环境自动监测站实时连续空气吸收剂量率监测值，结果表明，我国辐射环境水平未受到日本核电事故的影响。环境保护部核与辐射安全中心总工程师柴国旱表示，虽然总体上说目前日本的核安全状况很严重，但是，考虑到其与我国距离较远，而且根据目前的气象条件，近期辐射不会扩散到我国。未来三天气流：向东针对日本核电站核泄漏污染物是否会对我国产生影响，15日下午，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组织了专题会商。该中心分析认为：日本中北部区域在中低层大气中的风向由西南风转为西北风；高空大气主要以偏西风气流为主，近期由于降水发生，有利于核物质沉降，影响范围缩小。未来三天（16日至18日），日本核电站核泄漏产生的放射性污染物主要影响区域为日本中部、北部及其以东的北太平洋区域，对我国没有影响。北京区域环境紧急响应中心由国际原子能机构委托世界气象组织建立，是全球8个承担环境应急响应职能的区域专业气象中心之一，设在中国气象局国家气象中心。11日17时52分，世界气象组织和国际原子能机构向各核应急响应区域专业气象中心发出核应急响应气象支持请求。北京区域环境紧急响应中心立即启动应急响应，数值预报专家迅速启动大气污染扩散传输模式，利用高性能计算机对500米、1500米和3000米高度的核放射性物质扩散轨迹进行模拟预报。在日本地震核安全事件发生后，环境保护部持续跟踪地震对日本核电站的影响，并要求省级环保部门加强监测。中国工程院院士、中国环境科学研究院院长孟伟告诉记者，环科院利用国际最先进的数字模型分大区域模拟了日本核安全事件对我国的影响。结果表明，根据目前大气环流的情况，这个季节的天气过程主要是由西北向东南，因此，近期不太可能出现不利于我国的情况。根据国家环保部的指令，3月12日起上海市环保局开展了放射性监测。截至3月15日16时，上海市辐射环境监测未发现任何异常，相关监测数据可从环保部网站查询。该部门使用的监测仪器达到了国际先进水平，如超大流量气溶胶采样器、高压电离室等，灵敏度很高，可及时发现可能的放射性污染。未来三天海流：向东记者从国家海洋局获悉：截至记者发稿时，针对日本地震后发生的核泄漏次生灾害可能造成的影响监测，我国海域目前尚未发现异常。未来三天内，如果日本福岛海域发生核泄漏污染，将不会对我国海域产生影响。据国家海洋局海洋环境保护司相关人员介绍，国家海洋局正在组织相关监测，目前我国海域未发现任何异常。国家海洋局目前已启动海域放射性应急监测，对我国海域进行持续性监测。国家海洋预报台预报员李云说，从15日上午10时的预报看，未来3天，海流将先向西南方向走，然后往东走，如存在核泄漏污染源，对我国海域没有影响。从海流影响来看，福岛在日本东岸，沿岸正好是黑潮流和亲潮流两个流系交汇，这两个流系是西太平洋的西边界流，方向比较固定，是常年存在的。虽然两个潮流一个从南向北，一个从北向南，在福岛附近流动复杂，但总的趋势是往东发展，海流往东进入太平洋。如果这一处海水流域发生核泄漏污染，对我国海域影响可能是比较小的，除非发生特殊的短期变化，比如大风吹动海流改变方向。总的来说，核泄漏污染通过海流影响我国可能性很小，公众没有必要恐慌。日本政府已将这次福岛核事故初步定为4级，而1986年苏联的切尔诺贝利核事故则被定义为最严重的7级。柴国旱用“严重”来评价此次日本核安全事件，但是他强调，这与当年切尔诺贝利的事故还是有很大差异。他说，切尔诺贝利事故发生时，反应堆堆芯爆散，核物质随爆炸冲向空中，而此次事件中堆芯虽有破损、融化，但到目前为止还只是泄漏。链接什么是辐射？人类有史以来一直受着天然电离辐射源的照射，包括宇宙射线、地球放射性核素产生的辐射等。人类所受到的集体辐射剂量主要来自天然本底辐射和医疗。目前，国际上普遍采用的辐射防护的三个原则是：实践的正当性，防护水平的最优化和个人剂量限值。国际基本安全标准规定公众受照射的个人剂量限值为每年1毫希，而受职业照射的个人剂量限值为每年20毫希。如何应急避险核辐射？据国家原子能机构网站介绍，应急状态下为避免或减少工作人员和公众可能接受的核辐射剂量可采取一定的应急防护措施，如隐蔽、撤离、服碘防护、通道控制、食物和饮水控制、去污，以及临时避迁、永久再定居等。当事故已经或可能导致释放碘的放射性同位素的情况下，还可实行服碘保护，即服用含有非放射性碘的化合物，以降低甲状腺的受照剂量。服用稳定碘产生负效应的危险，对单次服用而言很小，但随服用量增加而增加。（据新华社北京3月15日电）来源：科学松鼠会来源：科学松鼠会核泄漏确实已经发生，但是在将来不会有任何显著的泄露。“显著泄露”大概会是个什么程度？打个比方说，可能比你乘坐一趟长途飞行，或是喝下一杯产自本身具有高程度自然辐射地区的啤酒，所受到的辐射要多一些。我读了自从地震发生以来的所有新闻报道。可以说几乎没有一篇是准确或是无误的（当然也可能是因为地震发生之后在日本的通讯问题）。关于“没有一篇是无误的” 我并不是指那些带有反核立场的采访，毕竟这在现在也挺常见的。我指的是其中大量的关于物理和自然规律的错误，及大量对于事实的错误解读可能是因为写稿子的人本身并不了解核反应堆是如何建造和运营的。我读过一篇来自 CNN 的三页长度的报道，每一个段落都至少包含一个错误。接下来我们会告诉大家一些关于核反应堆的基本原理，然后解释目前正在发生的是什么。福岛核电站的反应堆属于“沸水反应堆”（Boiling Water Reactors），缩写 BWR。沸水反应堆和我们平时用的蒸汽压力锅类似。核燃料对水进行加热，水沸腾后汽化，然后蒸汽驱动汽轮机产生电流，然后蒸汽冷却后再次回到液态，然后再把这些水送回核燃料处进行加热。蒸汽压力锅内的温度通常大约是 250 摄氏度。上文提到的核燃料就是氧化铀。氧化铀是一种熔点在 3000 摄氏度的陶瓷体。燃料被制作成小圆柱（想像一下就像乐高积木尺寸的小圆柱）。这些小圆柱被放入一个用锆锡合金（熔点 2200 摄氏度）制成的长桶，然后密封起来。这就是一个燃料棒（fuel rod）。然后这些燃料棒被放到一起组合为一个更大的单元，然后这些燃料单元被放入反应堆内。所有的这些，就是一个核反应堆核心（core）的内容。锆锡合金外壳是第一层护罩，用来将具有放射性的核燃料与世隔绝。然后核心被放入“压力容器”中，也就是我们之前提到的蒸汽压力锅的比喻。压力容器是第二层护罩。这是一个坚固结识的大锅，设计用于容纳一个温度可能达到数百摄氏度的核心。在核心降温措施恢复前，压力容器起到一定的保护作用。一个核反应堆的所有的这些“硬件”压力容器，各种管道，泵，冷却水，然后被封装到第三层护罩中。第三层护罩是一个完全密封的，用最坚固的钢和混凝土制成的非常厚的球体。第三层护罩的设计，建造和测试只是为了一个目的：当核心完全熔融时，将其包裹在其中。为了实现这个目的，在压力容器（第二层护罩）的下方，铸造了一个非常巨大厚实的混凝土大碗，这一切都在第三层护罩的内部。这样的设计就像是为了“抓住核心”。如果核心熔融，压力容器爆裂（并且也最终融化的话），这个大碗就可以装下融化了的燃料及其他一切。这个大碗设计成让融化的燃料能够向四周铺开，从而实现散热。在第三层护罩的周围包裹的是反应堆厂房。反应堆厂房是一个将各种风吹雨打挡住的外壳。（这也是在爆炸中被毁坏的部分，我们稍后再说）福岛到底发生了什么接下来我会试着去总结目前的主要事实。冲击核电站的地震的威力是核电站设计时所能承受的威力的五倍（里氏震级之间的放大倍数是对数关系，所以 8.9 级地震的威力是 8.2 级，即核电站的设计抗震威力的 5 倍，而不是 0.7 的差异）。所以我们首先为日本的工程技术水平喝彩，至少一切目前是保下来了。当 8.9 级地震冲击核电站时，所有的反应堆就自动关闭了。在地震开始后的数秒内，控制棒就插入到了核心内，链式反应即刻中止。而此时，冷却系统就开始带走余热。这些余热相当于反应堆正常运转时产生的 3% 的热量。地震摧毁了核反应堆的外部电力供应。而这是核反应堆能够遇到的最严重的故障之一，因此，在设计核反应堆的备用系统时，“电站停电”是一种被高度关注的可能性。因为核反应堆的冷却泵需要电力以维持运转。而反应堆关闭后，核电站本身就不能产生任何电力。在地震发生后的一小时内一切情况是平稳的。为紧急情况而准备的多组柴油发电机中的一组启动，为冷却泵提供了所需的电力。然后海啸来了，比核电站设计时所预料的规模要更巨大的海啸，摧毁了所有的柴油发电机组。在设计核电站时，工程师们所遵循的一个哲学就是“纵深防御”。这意味着你首先需要为了你能够想象到最灾难的情况设计防卫措施，然后为了你觉得可能绝对不会发生的子系统故障设计方案，以确保即使这样的可能绝对不会发生的故障发生后，核电站依然可以安全。而一场巨大的摧毁所有柴油发电机组的海啸就是这样的一种极端情况。而所有的防卫的底线就是前面提到过的第三层护罩，将一切可能发生的最糟糕情况控制棒插入或者未插入，核心融化或者未融化容纳于其中。当柴油发电机组被冲走后，反应堆操作员将反应堆切换到使用紧急电池。这些电池被设计为备用方案的备用方案，用于提供给冷却系统 8 个小时所需的电力，并且也确实完成了任务。而在这 8 个小时内，需要为反应堆找到另外一种供电措施。当地的输电网络已经被地震摧毁。柴油发电机组也已经被海啸冲走。所以最后通过卡车运来了移动式柴油发电机。整个事件从这一刻起开始变得糟糕。运来的柴油发电机无法连接到电站（因为接口不兼容）。所以当电池耗尽后，余热就无法再被带走。在这个点上反应堆操作员开始按照“冷却失灵”的紧急预案进行处理。这是“纵深防御”中的更进一层。理论上供电系统不至于彻底失效，但是现实如此，所以操作员们只能退到“纵深防御”中更进一层。这一切，无论对我们看起来多么不可思议，但却是反应堆操作员的培训的一部分从日常运营到控制一个要融化的核心。于是在这个时候外界开始谈论可能发生的核心熔融。因为到了最后，如果冷却系统无法恢复，核心就一定会融化（在几个小时或是几天内），然后最后一层防线第三层护罩及护罩内的大碗，就将经受考验。但是此时最重要的任务是在核心持续升温时控制住，并且确保第一层护罩（燃料棒的锆锡合金外壳），及第二层护罩（压力容器）能够保持完整并尽可能多工作一段时间，从而让工程师们能够有足够的时间修好冷却系统。既然让核心冷却是那么重要的事情，因此反应堆内实际上有多个冷却系统（反应堆给水清洁系统，衰变降温系统，反应堆核心隔离冷却系统，备用水冷系统，及紧急核心冷却系统）。而究竟哪一个失效了或是没有失效在此时无法得知。所以想像一下，一个在炉子上的压力锅，持续地，慢慢地在进行加热。操作员在采取各种手段去消除其中的热量，但是锅内的压力在持续上升。于是当务之急是保住第一层护罩（熔点为 2200 摄氏度的锆锡合金），及第二层护罩压力容器。而为了保住第二层护罩，其中的压力就需要时不时进行释放。因为在紧急时刻进行压力释放是一件重要的事，所以反应堆共有 11 个用于释放压力的阀门。操作员开始通过时不时地旋松阀门来释放压力容器内的压力。此时压力容器内的温度是 550 摄氏度。这就是关于“辐射泄露”的报道开始的时刻。我在上文中解释了为什么释放压力的同时实际上会释放第二类放射性物质（主要是 N-16 和氩），及为什么这样做其实毫无危险。放射性氮元素和氩对于人类健康没有威胁。而就在旋松阀门的过程中，发生了爆炸。爆炸发生在第三层护罩外部，反应堆厂房内。反应堆厂房不具有隔绝放射性物质的功能。虽然目前并不清楚到底发生了什么，但是这是一个很有可能的场景：操作员决定让压力容器内的蒸汽释放到厂房内，而不是直接到厂房外部（这样可以让放射性元素有更长的时间用于衰变）。而问题在于，由于核心内的高温，水分子会分解为氧和氢一种易爆混合气体，于是也确实在第三层护罩外爆炸了。历史上也曾发生过一次类似的爆炸，不过是在压力容器内（因为压力容器没有设计好并且操作失误），进而导致了切尔诺贝利事件。而福岛核电站不会有这样的问题。氢氧混合气体是在设计核电站时需要考虑的一个巨大问题，因此反应堆在建造时就考虑到了不能让这样的爆炸发生护罩内部。如果在护罩外部爆炸了，虽然也不是设想中的状况但是可以接受，因为即使爆炸了也不会对护罩产生影响。因此在阀门旋送时，压力得以控制。而现在的问题时，如果水在一直沸腾的话，那么水位就会持续下降。核心大概被几米深的水覆盖，使得其能够在空气中暴露前坚持几个小时或几天。而一旦没有水覆盖，那么暴露的燃料棒就会在 45 分钟后达到其 2200 摄氏度的熔点。而这样就会导致第一层护罩，燃料棒的锆锡合金外壳融化。而这样的事情正在开始发生。冷却系统无法在燃料棒开始融化前恢复运转，不过燃料棒中的核燃料此时依然是完好的，但是包裹燃料的锆锡合金外壳已经开始融化。而目前正在发生的，就是一些铯和碘同位素开始随着释放出来的蒸汽，泄露到反应堆外。最严重的问题铀燃料，目前依然是受控的，因为氧化铀的熔点在 3000 摄氏度。目前已经确认的是，检测到有一部分铯和碘同位素随着蒸汽泄露到了大气中。这似乎是一个启动“B 计划”的信号。通过在大气中检测到的铯和碘同位素，操作员可以确认某一根燃料棒的外壳（第一层护罩）已经存在破损。“A 计划”在于恢复某个常规冷却系统。为什么这个计划失败目前并不清楚，而一种可能性是海啸冲走或是污染了所有用于冷却系统的纯净水。用于冷却系统的给水是非常纯净的，去除了所有矿物质的水。使用纯净水的原因在于：纯净水很大程度上不会被激活，因此可以保持相对无辐射。而如果是脏水，那么更容易捕获中子，进而变得更加具有放射性。这不会影响到核心因为核心不会被冷却水影响。但是会使得操作员更难处理这些具有轻度放射性的活化水。但是“计划 A”失败了系统无法冷却，并且也没有额外的纯净水。因此“计划 B”被启动。而这就是目前正在发生的：为了避免核心融化，操作员开始使用海水来冷却核心。我不是十分清楚，他们是用海水浸泡住压力容器（第二层护罩），还是淹住反应堆外壳（第三层护罩）。不过这个不是我们现在要讨论的。要点在于核燃料现在确实已经冷却下来了。因为链式反应早就已经停止，所以目前只有非常少量的余热在产生。已经使用了的大量冷却水可以带走这些余热。因为是注入了大量的水，所以目前核心已经无法再产生足够的热量去大幅度提升压力。并且，海水中加入了硼酸。硼酸是一种“液体控制棒”。无论在发生什么样的衰变，硼都可以捕获产生的中子并进一步加速核心的冷却。福岛核电站曾经十分接近核心融化。但是目前最坏的情况已经被避免：如果没有将海水注入，那么操作员就只能继续旋松阀门以释放压力。第三层护罩必须完全密封，以避免其中发生的核心融化泄露出任何的放射性物质，然后会经过一段等待期，等待护罩内的裂变副产品完成衰变，所有的放射性粒子会附着在护罩内壁。冷却系统最终会被恢复，融化的核心也会冷却至一个可控的温度。护罩内部会被清理。然后需要做一项棘手肮脏的事情将融化了核心移出，将凝固了的燃料棒及燃料一块一块地装入运输装置，然后运送到核废料处理厂进行处理。根据损坏状况，核电站的这块区域需要进行修理或是彻底拆除。那么，目前留给我们的是什么呢？我的总结： 核电站会回到安全状态并始终安全 日本处于第 4 级别 INES 核紧急状态：核电站内事故。这对于拥有电站的公司是件糟糕事情，对其他人来说没什么影响。 在释放压力时同时释放了一些放射性物质。包括非常小剂量的铯和碘同位素。如果在释放时你正好坐在出口上，那么你可能需要考虑戒烟使得你的期望寿命值回归从前。这些铯和碘同位素会被带入海水，然后就不会再检测得到。 第一层护罩出现了一些损坏，意味着一定数量的铯和碘同位素也被释放到了冷却水中，但是不会有铀或是其他什么脏东西（因为氧化铀不溶于水）。在第三层护罩内有用于净化水的装置，这些具有放射性的铯和碘同位素会在那里被去除并且存储为核废料。 用于冷却的海水会在一定程度上被活化。但是因为控制棒已经完全插入，所以链式反应是不会发生的。这就意味着“主要的”核反应没有发生，因此也就不会加剧海水的活化。链式反应过程的副产物（铯和碘同位素）在这个阶段也基本上消失殆尽。这进一步减轻了海水的活化。因此最坏情况就是：用于冷却的海水中会具有一定程度的放射性，但是这些海水也同样会经由内部净化装置进行处理。 最终会用正常的冷却水取代海水。