日本福岛核电站事

核电站事故及其影响-以福岛核电站事故为例,一、核电站事故简介核电站泄露事故将直接导致放射性物质以波或者微粒形式发射即核辐射，核污染可通过空气、水等媒介进行扩散，残留时间长且难以完全消除，因此对人类生命及社会安定造成巨大破坏。目前，由于人类对能源的需求与日俱增，导致核电站的数量激增且规模不断扩大，这也意味着因核电站事故而导致的核威胁与日俱增。,史上发生的数次著名的核电站事故,二、日本福岛核电站事故及其影响,主要内容,（一）背景（二）事故原因（三）事故发生的过程（四）事故教训（五）后续影响,（一）背景,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1971年投入商业运行；2号至5号机组1974-1978年投产；6号机组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。,（二）事故原因,1.沸水堆基本运行过程来自汽轮机系统的给水进入反应堆压力容器后，沿堆芯围筒与容器内壁之间的环形空间下降，在喷射泵的作用下进入堆下腔室，再折而向上流过堆芯，受热并部分汽化。汽水混合物经汽水分离器分离后蒸汽通往汽轮发电机做功发电。汽轮机乏汽冷凝后经净化、加热再由给水泵送入反应堆压力容器，形成一闭合循环。再循环泵的作用是使堆内形成强迫循环，其进水取自环形空间底部，升压后再送入反应堆容器内，成为喷射泵的驱动流。,2.沸水堆的安全屏障,1、燃料包壳，用的是锆-2。2、压力容器。3、干井，也有叫首层安全壳的。4、也有把外面的方形水泥壳当成第四道边界的，其实水泥壳只是防风吹雨打的，能够起一点作用，但不是很大。,与事故相关的沸水堆的特点(1),1.沸水堆的反应性不用硼做化学补偿压水堆一回路中是硼酸溶液，但沸水堆流过堆芯的是清水;其实一般沸水堆核电站，都是有硼水储备的。当事故发生后，操作员有两个选择：一是注入清水，万一侥幸逃过一劫以后还能再用，这个比较保守。二是注入硼酸，反应堆可能以后就不能再用了，但是能够比清水更好的降温，还能保证停堆裕度,与事故相关的沸水堆的特点(2),2.沸水堆正常工作于沸腾状态这句话基本上相当于废话，沸水堆当然是沸腾态的。但是这也决定了沸水堆的事故工况与正常工况有类似之外，而压水堆则正常工作于过冷状态，失水事故时发生沸腾，与正常工况差别较大。这个特点，会使操作员抱有更大的侥幸心理。,与事故相关的沸水堆的特点(3),3.卸压方式和压水堆不同压水堆也有堆芯超压的问题。但是对二代压水堆来说，一回路超压，可以通过稳压器顶的先导式安全阀引入卸压箱；卸压后，放射性还是被包容在安全壳内。而沸水堆则不同，驰压水箱不在压力边界内，卸压时，蒸汽直接通过压力容器和干井这两道屏障。对半衰期长的污染物来说，几乎相当于直接排放到大气中。,与事故相关的沸水堆的特点(4),4.关于核电厂柴油机二代核电站，不管是沸水堆还是压水堆，都有一个问题。如果发生严重事故伴生全厂失电，需要应急柴油机在20秒内迅速启动，为安全相关系统提供电力。主要是安注系统，向堆内注水，保证堆芯冷却不裸露在外。对柴油机的依赖，为事故的发生埋下了第四个伏笔。,与事故相关的沸水堆的特点(5),5.关于核电站中氢气来源一般来说，核电厂里的氢气有以下来源：发电机定子铁芯和转子绕组需要氢气冷却，不过是在汽轮机厂房内。为一回路加入氢气，以抑制氧气含量。AP1000化容系统的加氢是放在辅助厂房中。蓄电池充电时产生氢气，但量比较小。事故后，裸露的燃料包壳锆-2和蒸汽发生锆水反应会生成比较大量的氢气。这个锆水反应，为事故后爆炸埋下了第五个伏笔。甚至可以说是罪魁祸首,（三）事故发生的过程（1）,1、2011年3月11日下午，地震发生，控制棒上插，反应堆安全停堆。堆芯热功率在几分钟内由正常的1400兆瓦下降到只剩余热，但仍有约4%，虽然仍在下降，但下降速度变慢。2、停堆后应保证厂用电源不失，由安注系统向堆芯补水，保证堆芯冷却防止超压，但地震摧毁了电网，厂外电源不可用；应急柴油机很争气的起来了，向堆芯内注入清水。注意是清水，不是硼水，换句话说，操作员采用了比较保守的方法。,（三）事故发生的过程（2）,3、好景不长，海啸来了，柴油机房被淹，应急柴油机不可用。还好，还有蓄电池，虽然容量较小，但是在事故后8小时内还是为压力容器的冷却做了一些贡献的。4、电池眼看就要耗尽，传来了好消息和坏消息：好消息是卡车运来了移动式柴油机，坏消息是柴油发电机的接口和核电站的接口不兼容！堆芯冷却暂时停止。,（三）事故发生的过程（3）,5、而为了保住压力容器，必须要卸压，防止压力容器超压爆炸。而且操作员也确实是这样做的。因此，3月12日，日本政府承认测到了放射性的碘和铯。一方面说明操作员早就开始卸压了，另一方面说明燃料包壳已经有损坏的了。6、12日早，菅直人要来视察如果卸压，环境中的放射性会升高，虽然菅直人是空中视察，但这对没有穿防护服的日本首相来说仍然不是什么好事，所以，根据日本某些论坛的说法（没有得到官方证实），卸压的事由于此次视察暂时中断。但余热不等人，安全壳内温度压力仍在上升。,（三）事故发生的过程（4）,7、菅直人走后，操作员开始继续释放压力容器内部的压力。此时压力容器内的温度约为550摄氏度，堆芯已经裸露并产生大量氢气。所以，含有氢气的蒸汽，通过卸压水箱简单的降温和过滤就被排放到厂房大气中。8、下午三点左右，随着一声巨响，反应堆厂房顶盖被爆炸完全摧毁，只剩下钢结构。,（三）事故发生的过程（5）,9.爆炸后，利用消防水泵，直接向发生了燃料熔化的1号机组注入海水（并加入硼）进行冷却。具体海水注入那个位置不是很清楚，但可以肯定的是，只要不出现新的灾害，一号机组能够稳定下来。虽然卸压工作可能还要进行，也就是说还是要向外界排放含有碘131和铯137的蒸汽。一号机组的事故暂时告一段落，但是二号机组和三号机组的危机仍然没有过去。目前三号机组也发生了爆炸，后果和一号机组类似。14日晚8时，二号机组堆芯已经全部露出水面，进入干烧状态。,（四）事故教训（1）,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。,（四）事故教训（2）,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。,（四）事故教训（3）,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。,（四）事故教训（4）,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。,（四）事故教训（5）,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。,（五）后续影响（1）,1、这次事故对世界核能产业的影响会是相当深远的:世界各国反核示威增加;核电发展进程受到阻力。2、民众的辐射防护能力进一步加强。碘片等防辐射药品成为一些核能工作者及家属的常备药。3、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。,（五）后续影响（2）,4、放射性物质在环境中的扩散5、对食品安全的影响,日本原子能安全保安院2011年3月26日宣布，在福岛第一核电站排水口附近的海水中，检测结果显示，碘-131浓度是法定限度的1250.8倍，铯-134是法定限度117.3倍，铯-137是法定限度的79.6倍。核电站附近海水放射物质浓度几天来维持在法定限度100倍上下。放射性碘浓度在3月22日为法定限度的大约126倍，24日为大约145倍，25日放射性碘浓度为本周以来最高水平。在事故发生后，核电站周围20公里范围内居民已经全部疏散后期则扩大至3O公里。,东京电力公司2011年4月曾以安放高浓度放射性污水优先为由，将福岛核事故产生的低放射性污水排放入海。据悉，4月所排污水放射性物质总量为840亿贝克勒尔，而在阿武隈川入海口，仅2天排放量就超过了这一数值。日本京都大学等机构的调查结果显示，流经福岛的阿武隈川的入海口11年8月平均每天向海中流入了525亿贝克勒尔的放射性铯。东电于11月25日从福岛第一核电厂1至4号机取水口附近3处采掘海底泥。经过检验后发现，铯-137平均每公斤含有19至87万贝克。铯-134平均每公斤为15至73万贝克。,清理被污染的土壤10月17日，一台挖掘机正在福岛一个公园里清除被污染的土壤。到下一财年结束前，日本环境省将投入140亿美元用于污染土壤清除工作。东京大学一个研究团队估算，仅仅清除51800平方公顷面积土壤的费用就需要130多亿美元。铯-137同位素是最令人头痛的污染，这种放射物半衰期需要长达30年时间。,实时监测今年7月份，在距离核电站大约60公里的郡山，在一场高中棒球比赛之前，工作人员需要对场地的放射物标准进行实时监测。在核电站西北方大约32公里处，在10月31日到11月1日之间的24小时内，放射量达300微西弗。,在此次事故中，约15万人从受灾区域撤离。在事故抢险工作中，受到超过100mSv剂量辐射的作业人员为167人。在福岛县内，推测超过年累积剂量5mSv的土地面积为1800km2。受灾范围和许多居民遭受到不必要的辐射。另外，还出现了认为是因撤离避难转移而导致人员死亡的情况。并且，事故发生1年多后，居民仍处于前途叵测的状态。,对食品安全的影响(1),1.根据日本厚生劳动省和农林水产省每天收集并公布的放射性物质检测结果，自月以来，日本各地检测出放射性物质的案例为例，放射性物质主要是铯，大多从海产品中检出，主要来自福岛、宫城、岩手等遭受辐射最严重的县。据悉，目前世界上仍有个国家限制进口日本食品。,对食品安全的影响(2),2.日本经济新闻报道，福岛县11月16日公布，从福岛市大波地区农户今秋收割的糙米中检出放射性铯污染值达1公斤含630贝克勒尔，超过国家暂定的标准（1公斤含500贝克勒尔）。这是福岛核事故以来，全国首例大米超标事件。,中新网12月6日电日本食品巨头明治公司今日公布的调查结果称，该公司生产销售的“明治STEP”(每罐850克)奶粉中检测出最高每千克30.8贝克勒尔的放射性核素铯。消息公布后，明治股价一度暴跌13.24%，收盘时跌9.72%。,3.明治奶粉事件,对食品安全的影响(3),最近相关新闻(1),1、福岛市距离出事的核电站约有60公里距离，这算是当初日本政府所说的安全距离了。但生活在福岛的很多小孩都出现了经常流鼻血、伴随发热的症状。而只要把这些孩子送到西日本的亲戚那边，这种症状就会不药而愈。但只要一回到这边又会出现。2、虽然政府重建了部分住宅，但因附近没有超市或便利商店等，生活极度不便，所以有许多人仍是选择住在避难所。3、原先在那边工作的中国人回国后，到目前为止都还没有人回去。,最近相关新闻(2),4、附近海域的水产品身上都检测出了超标的放射性物质。主要分布在水产品的头、内脏上，小型鱼类基本不能食用，但体型较大的鱼类、还有大规格的软体动物如乌贼，因为它们在食用时是要把头及内脏部分去掉的，所以日本政府宣称它们的肉质部分还是可以放心食用的，只要去掉头部及内脏时清洗干净。5、日本政府把食物内含放射性物质含量的安全标准提高到了1.0%。,结束语,日本农林水产副大臣篌原孝谈到：