日本家乐福第一核电站事故恢复路线图

日本家乐福第一核电站事故恢复路线图

2012年3月，岛内第一个核计算机炉事故发生一年后，事故恢复工作取得了一定进展。日本政府还同意尽最大努力消除污染，让避难居民尽快返回家园。目前,共计有3000多名工作人员参与事故恢复工作,正在推进2011年4月17日公布的“福岛第一核电站事故恢复路线图”(5月17日和6月17日分别做过调整)。2011年7月19日,事故恢复已实现了第一阶段目标,即放射性物质的释放速率实现了实质性降低;2011年12月16日实现了第二阶段目标,即放射性物质的排放得到有效控制,反应堆达到“冷停堆”状态。根据“事故恢复路线图”,接下来的任务是解决一系列的“中期课题”,即防止反应堆结构材料腐蚀和破损,卸出燃料,建立正式的水处理设施,进一步对反应堆厂房内的污染水进行处理,构筑地下水屏蔽,对已污染的土壤进行固化等。柴油发电机发生部分创伤案2011年3月11日,日本东海岸爆发史无前例的大地震,地震引发的最高达15.5米的海啸波浪席卷了福岛第一核电站,导致该电站多台机组丧失全部电源,反应堆失去冷却功能。在此次事故发生后的最初几天,福岛第一核电站运营商东京电力公司(Tepco)采取了包括安全壳泄压和向反应堆注水在内的一系列安全应急措施,但这些措施未能阻止事故情况的进一步恶化,最终导致3台机组的反应堆厂房先后发生氢气爆炸,并向外界释放了大量放射性物质。此次事故已被定级为国际核事件和放射事件分级表(INES)中的最高级别事故,即7级事故。在核电发展史上,除了此次事故之外,只有发生于1986年的前苏联切尔诺贝利核事故被定级为国际核事件和放射事件分级表7级事故。在此次事故中发生的主要事件包括:·3月11日下午,福岛第一核电站1～3号机组在地震发生时实现了自动停堆,虽然该电站在地震后丧失了厂外电源,但14台应急柴油发电机均自动启动,为各机组的设备供电,但在海啸来袭后,14台柴油发电机中的13台被水淹没,因此造成福岛第一核电站1～4号机组完全丧失电力供应,仅有的1台柴油发电机主要为5号和6号机组供电;·3月12日,1号机组反应堆厂房发生氢气爆炸,该机组周围检测出放射性核素铯-134、铯-137和碘-131(有关方面推测,堆芯燃料已开始熔化);·3月14日,3号机组反应堆厂房发生氢气爆炸;·3月15日,2号机组内部传出爆炸声,几乎在同时,位于反应堆下部的弛压室压力出现大幅下降,4号机组反应堆厂房发生氢气爆炸;·3月18日,日本原子能安全保安院(NISA)暂时将此次事故定级为国际核事件和放射事件分级表5级事故;·3月26日,2号机组中央控制室恢复照明,核电站附近海水中检测出高浓度放射性碘-131;·3月27日,1号和4号机组相邻的汽轮机房发现含有高浓度放射性物质的积水,对冷却功能恢复作业造成阻碍;·3月28日,在2号机组汽轮机房外的管线通道积水中检测出高剂量放射性,1号机组和3号机组也发现积水;·4月2日,在2号机组临海的混凝土竖井处发现裂缝,含有高浓度放射性物质的污水正流入海中;·4月4日—9日,在经政府同意后,东电将1343吨低放污水从5号和6号机组排水坑排放至海洋中,还在南部排放口将9070吨低放污水从中央放射性废物处理设施排放至海洋中,这些积水中含有0.15TBq(1.5×1011Bq)放射性物质;·4月7日,为避免1号机组核反应堆安全壳发生爆炸,向安全壳内注入氮气;·4月12日,保安院宣布将福岛第一核电站事故级别上调至国际核事件和放射事件分级表中的最高级别,即7级;·4月17日,东电公布了“事故恢复路线图”,计划在6至9个月内稳定核电站情况,并阻止放射性物质继续外泄(详见本刊2011年第4期相关报道);·4月19日,开始将2号机组地下积存的高放污水向中央放射性废物处理设施转移;·5月12日,东电宣布,1号机组大部分核燃料可能已熔毁,并掉落于安全壳底部;·5月17日,东电公布修改后的路线图(详见本刊2011年第5期相关报道),对反应堆冷却方法进行调整,日程安排保持不变,争取在2011年10月到2012年1月使反应堆进入稳定的“冷停堆”状态;·6月13日,用于过滤海水中放射性物质的净化装置全面运转;·6月27日,1号至3号机组反应堆注入净化水进行“循环注水冷却”;·8月1日,1号和2号机组反应堆厂房之间的室外排气管附近检测到1万mSv/h以上的辐射剂量;·8月18日,日本国产的放射性污水净化设备(SARRY)开始正式运行;·9月28日,1号至3号机组反应堆温度首次全部降到100℃以下;·12月16日,日本首相野田佳彦宣布,反应堆已达到“冷停堆”状态,事故恢复路线图中第二阶段的目标已经实现。发酵工况及稳定性经过政府各界及东电工作人员近一年的努力,福岛第一核电站反应堆已达到“冷停堆”状态,反应堆水位、压力及温度等维持在一个较为稳定的状态,其具体情况如表1所示。辐射剂量分布日本环境省2012年2月24日发布了福岛第一核电站周边区域辐射剂量监测的中期报告。该报告对由国家直接负责去污的警戒区和部分疏散区进行了每百平方米空间内辐射剂量的地面监测。其中核电站以西约4公里处的双叶町山田的辐射剂量最高,达470mSv(89.9Sv/h),核电站以北约4公里处的双叶町中田的辐射剂量最低,为5.8mSv(1.1Sv/h)。日本政府计划将上述两区改分为三个区域,优先对辐射剂量相对较低的区域进行去污。今后还将继续扩大监测范围,争取于3月底汇总最终报告。该报告公布的污染分布趋势与文部科学省此前公布的飞机检测结果相同。核电站西北偏北的多处地点辐射剂量超过50mSv。但文部科学省曾根据飞机检测结果推测饭馆村中心地区的年辐射剂量超过20mSv,而该报告却认为部分地区低于此值。根据文部科学省3月6日公布的监测数据,距离福岛第一核电站20千米以外的相马郡饭馆村、伊达郡川俣町和双叶郡浪江町的辐射剂量率分别为:5.0Sv/h、1.55Sv/h和9.1Sv/h。3月6日,保安院公布了福岛第一核电站厂区及周边的剂量监测结果,具体情况如图1所示。图1表明,福岛第一核电站厂区及周边地区的辐射剂量也均出现了下降。目前,日本政府根据各地区的辐射水平将疏散区分为三类:剂量率低于20mSv/a的地区,剂量率超过50mSv/a的地区以及剂量率在20～50mSv/a的地区。对于第一类地区,将允许疏散居民重返家园,政府将在环境治理方面为他们提供帮助;对于第二类地区,疏散居民将在长时间内不能返回家园,政府正在考虑为他们购买房屋;对于第三类地区,政府机构正在开展去污和重建工作,以使疏散居民能在数年内重返家园。平台内的排水系统排水据日本原子能研究开发机构(JAEA)2011年10月公布的统计数据,福岛第一核电站共有污染积水10万～20万m3,但根据现在的情况,积水总量应该超过了30万m3。对于污染积水的处理,日本的短期目标是:1～4号机组厂房内的积水水位须保持在OP.(即位于小名浜湾(OnahamaBay)的基准海平面)3000mm,污染积水主要输送到积水贮存设施——主工艺厂房和高温焚烧厂房。中期目标是:为了防止污水进入海洋或泄漏入地下水,须确保反应堆厂房具备使积水水位可以达到OP.4000mm的裕量;必须保证厂房内积水水位低于地下水水位;控制地下水流入量,减少厂房内积水的产生量;将过剩积水输送往贮存设施,以使目前厂房内的积水水位保持在OP.3000mm。另外,根据中低放积水贮槽的设置情况及放射性处理装置的运行情况,对主工艺厂房和高温焚烧厂房的积水进行处理(见图2)。处理过的水(淡水和浓缩盐水)将贮存于中低放处理水贮槽中。截至2012年3月6日,已处理的积水量约为25.71万m3。污水废水来源一直以来,福岛第一核电站积存的大量污水的来源是一个谜团。但通过对一些情况的分析,如“3·11”大地震和海啸的强度与破坏程度,向1～3号机组大量注水但反应堆水位没有明显上升等,基本可以得出结论,即污水主要有下述4个来源。1.来源一:最大浪高达15.5米的海啸轻易越过只有10米高的防护堤,致使大量海水漫进核电站,后被从反应堆泄漏的冷却水污染,并与之混合存留于反应堆厂房内地下坑道或竖井中。2.来源二:从3月12日开始为福岛第一核电站各事故机组注水,但注入大量水之后,未见水位明显上升,且仍有燃料棒暴露于冷却水水位之上。经分析,判断堆芯燃料已大量熔毁,压力容器已被燃料烧穿,安全壳水泥地面也被腐蚀,且安全壳与抑压室出现了破洞,大量污水泄漏到了安全壳以外。3.来源三:福岛第一核电站附近的地下水大量流入竖井等处,与从安全壳内泄漏出来的高放积水混合在一起,形成大量污染积水。4.来源四:自然降水,“3·11”以来的降雨和降雪产生的水,冲刷已被污染的粉尘或瓦砾等形成污染积水,并与原有的污水混合在一起。东电:于2013年3月的第4座水池转移过程在实现了福岛第一核电站事故恢复路线图的第二阶段目标之后,日本政府的工作重点即转变为退役工作。2011年12月21日,日本政府公布了《福岛第一核电站1～4号机组退役路线图》和《针对福岛第一核电站退役的研发计划》。根据退役路线图,福岛第一核电站1～4号机组的退役工作将持续30～40年。根据退役路线图的规定,退役工作必须遵循的基本原则为:1.在确保工作人员安全的前提下,有计划地推进退役工作;2.保证退役工作的透明性,以获得公众的理解;3.根据以后现场的情况变化及研发成果等,对退役计划进行修改;4.为确保退役目标的实现,东电、资源能源厅及保安院等各机构将各司其职、协同工作。这份路线图的主要目标包括:从4座乏燃料水池中转移所有乏燃料;从3个受损的反应堆堆芯中转移熔毁燃料;以及最终拆除这些反应堆。东电表示,将在未来2年内(即在2013年年底之前)完成从4号机组水池转移乏燃料的工作。在2014年年底之前启动从3号机组水池转移乏燃料的工作。东电将根据从3号和4号机组水池转移乏燃料的经验,制订从1号机组水池转移乏燃料的计划。在完成反应堆厂房的内部去污并对乏燃料装卸设备的现有条件进行评估后,东电将制订从2号机组水池转移乏燃料的计划。东电计划在未来10年内完成从这4台机组的乏燃料水池中转移乏燃料的工作。在这期间,东电还将研究并确定用于处理和贮存这些乏燃料的方法。目前仍不清楚1号至3号机组中燃料的确切位置及其所处状态。但东电在2011年12月初公布的一项分析结果表明,1号机组的大部分燃料已经熔毁,并穿透反应堆压力容器底部以及压力容器之下约70厘米厚的干井混凝土,进入安全壳中。2号和3号机组的堆芯燃料也已熔毁,但大部分燃料仍在压力容器中,少量燃料已穿透压力容器底部,跌落至干井地板上。4号机组的堆芯在2011年3月11日地震与海啸发生时没有装载燃料。东电计划在2015年3月底之前开始查找1号至3号机组安全壳上的泄漏点,并启动反应堆厂房的内部去污工作。东电的目标是在一年之内密封安全壳下部的泄漏点,从而允许部分安全壳充水。这将允许对安全壳进行内部检查。此后,将密封安全壳上部的泄漏点,从而使安全壳能够充满水。在完成反应堆厂房遮蔽物的建设之后,将打开反应堆压力容器拱顶,以检查压力容器的内部情况。预计这一工作将在2019年年中开始进行。受损燃料的转移工作将在未来10年内的某个时间开始,但这项工作将需要耗时10～15年。预计1号至4号机组的拆除工作将在未来30～40年内完成。正如《每日新闻》所评述的那样,“福岛第一核电站退役作业是