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瞭望:福岛核危机

2011-03-21 14:11:15 瞭望

从三里岛,到切尔诺贝利,再到福岛,核能应用在解决人类能源难题之时,也带来新的灾难

当地时间3月17日上午9时48分(北京时间8时48分)左右,日本自卫队两架CH-47型直升机飞至全球人都在关注的福岛第一核电站上空,开始向3号机组注水降温。3月11日日本大地震导致的核电站泄漏事故仍在延续之中。

核电站的辐射水平过高,直升机只能一边飞行一边洒水,没有在反应堆正上方停留。按预先估计,两架直升机12分钟内能洒下大约30吨的海水。

但随后日本东京电力公司官员表示,3号机组注水后,当地辐射强度短时间内没有发生大的变化。

当日下午19时35分(北京时间18时35分)前后,自卫队开始从地面向核电站机组喷水,但不久因辐射水平过高而撤离。

看着日本广播协会电视台NHK不断滚动播出的电视画面,全世界观众的心都揪得更紧了:这场“核危机”将如何发展?

辐射量超正常值6600倍

3月11日,一场里氏9.0级“超巨大地震”突袭日本东北部地区,并引发巨大海啸,后者旋即将福岛第一核电站冷却系统破坏。截至当地时间3月17日16时,这场强震已造成5429人死亡,9594人失踪。

祸不单行的是,12日起,福岛第一核电站内的4个反应堆机组先后发生化学爆炸,并出现放射性物质外泄情况。面对核辐射的威胁,有日本媒体惊呼:“强震之后是核震!”

2号和4号机组15日上午爆炸和起火后,日本首相菅直人敦促身处核电站周围30公里范围内的民众留在室内,避免遭受辐射。先前第一核电站周围20公里范围内的大约7万民众已被疏散,但14万余人仍留在核电站周围20公里至30公里区域内。同一天,日本政府宣布福岛第一核电站周边30公里范围为禁飞区。

日本文部科学省16日宣布,在距离福岛第一核电站约21公里处的浪江町附近,检测到每小时330微西弗的辐射量,这相当于正常情况下的6600倍。甚至远距福岛二百多公里之外的东京核辐射量也严重超标。

核泄漏又称核能外泄,是核反应堆运作异常后导致控制核裂变速率的相关设备失常所引发的放射性物质外泄。核泄漏主要是由核反应堆的冷却系统发生故障或其他外界因素引起的。

核泄漏是目前已知核能应用上最大的安全和环保隐忧,可能会对人类及其他生物造成核辐射伤害。过量的放射性物质通过呼吸吸入或皮肤伤口及消化道吸收进入体内,可引起内辐射;还可穿透一定距离被机体吸收,使人员受到外辐射伤害。身体接受的辐射能量越多,其放射病症状越严重,致癌、致畸风险越大。

按照国际原子能机构国际核事故分级标准(INES)的规定,核安全事故共分7级:最低1级,最高7级。低影响的1~3级被称为核事件,主要是指核污染扩散发生在工厂内部,对工作人员造成核辐射伤害,其中第3级标准是指外部放射剂量在允许范围内;高影响的4~7级是核污染泄漏到工厂外,被称为核事故。每一等级严重程度相差10倍。

此次日本福岛核事故被日本政府初步定为4级:造成“局部性危害”,非常有限但明显高于正常标准的核物质被散发到工厂外,或者反应堆严重受损,或者工厂内部人员遭受严重辐射。18日,日本原子能安全和保安院已将核电站泄漏事故等级从4级提高为5级。

堪比切尔诺贝利?

核能应用在解决人类能源难题的同时,也带来新的灾难风险。此前,美国三里岛核泄漏事故和前苏联切尔诺贝利核泄漏事故最为典型。

三里岛核泄漏事故是1979年3月28日发生在美国宾夕法尼亚州萨斯奎哈河三里岛核电站的一次严重放射性物质泄漏事故。事故中,核电站堆芯熔毁,一部分放射性物质外泄。事故持续了36小时,但没有造成居民伤亡,被定为5级。

切尔诺贝利核电站是前苏联在乌克兰境内修建的第一座核电站,共有4个装机容量为1000兆瓦的核反应堆机组。1986年4月26日,进行一项实验时,切尔诺贝利核电站4号反应堆发生爆炸,造成30人当场死亡,8吨多强辐射物质泄漏。此次核泄漏事故使电站周围6万多平方公里土地受到直接污染,320多万人受到核辐射伤害。该核电站于2000年12月15日全部关闭。

日本京都大学核反应堆实验所副教授小出裕章3月15日在接受记者采访时说,如果福岛第一核电站4号机组乏燃料池失水,那么其危险性要比2号机组大。

他说,福岛核电站事故的严重程度已经远远超过美国三里岛核电站事故,接近苏联切尔诺贝利核电站事故的程度。要防止放射性物质进一步泄漏,只有继续注水来冷却核反应堆。

日本九州大学研究生院教授吉冈齐说,如果事态今后进一步恶化,核反应堆堆芯的压力容器破损,那么有可能发生核反应堆堆芯燃料熔化并冲破压力容器的情况。现在外泄的是挥发性放射性物质,但一旦熔化的燃料与水接触,就会发生爆炸并释放大量放射性物质。

他认为,应当考虑在核电站方圆100公里范围内和首都东京地区采取避难措施。

负责监控世界核相关活动的美国智库“科学与国际安全研究所(ISIS)”15日就福岛第一核电站事故发表观点,说“情况已相当严重”,并指出此次事故在国际核能事件分级表中已接近次最高级“6级”,甚至可能会上升至与切尔诺贝利核电站事故同等的“7级”。

但英国专家认为,即使安全壳都失效了,核爆炸也不可能发生,因为福岛的燃料浓缩程度不够高。

英国曼彻斯特大学多尔顿核研究所的理查德·韦克福德说:“可能发生核爆炸的说法缺乏依据,没有建立在科学事实的基础上。”

他说,切尔诺贝利核电站的灾难是最为严重的一次核工业事故,而当时也没有核爆炸发生。在该事故中,核反应堆堆芯的裂变反应失控,导致温度和压力迅速上升,引发强烈的常规爆炸,致使放射性很强的物质漂散至数千平方公里的范围。

韦克福德认为,同样的情况不会发生在福岛,因为那里的沸水堆设计截然不同,其安全壳远比切尔诺贝利核电站结实。切尔诺贝利核反应堆爆炸时仍在发电,而日本的反应堆在地震发生时就已经关闭。

英国斯旺西大学的核安全专家约翰·吉特斯估计,福岛第一核电站2号反应堆发生类似放射性灾难的可能性为1%,虽然操作人员试图汲取足够的海水将燃料棒浸于水下,但其仍暴露在空气中。

吉特斯说,在最糟糕的情况下,堆芯的燃料棒可能会熔化,损坏反应堆的压力池,然后破坏周围的钢筋混凝土外壳。这可能致使大量放射性物质进入大气环境中。他说,“这种情况发生的可能性约为1%。”

“但是如果这种情况真的发生,最有可能造成的后果是数十人死于辐射中毒,大片土地受到污染。”吉特斯说。

他说,如果安全壳仍然安全,而且工程师们成功克服了阀门和排气装置的问题,并保持2号反应堆的燃料棒浸在海水中,那么此次紧急事故的最可怕阶段就过去了。

虽然发生灾难性熔毁的风险消除了,但这并不意味着福岛放射性物质泄漏的终结。燃料成分仍将产生很多热量,因此将产生蒸汽。

吉特斯认为,核电站运行人员必须将蒸汽从反应堆中释放出去,以防止压力升高的危险情况。这将不可避免地把一些放射性物质带到核电站以外。随着堆芯温度下降,数周甚至数月之内都需要排出蒸汽。

但上述专家认为,不论从日本当局那里得到多少保证,很多人还是会对持续释放的低水平核辐射感到害怕,并拒绝返回福岛附近地区。

此外,日本当局将面临清理和关闭核电站的艰巨任务,因为向反应堆注入海水将令其受到腐蚀,无法再使用。

对中国的影响

在福岛第一核电站1号反应堆3月12日发生氢气爆炸后的当日,中国政府就启动了海陆空全方位的环境核辐射监测、核设施安全检查,实时公布核辐射监测结果。

中国环境保护部、国家核安全局也从12日起每天向公众发布最新的核辐射监测数据,监测范围包括全国41个城市及运行核电站周围环境。从目前来看,日本核泄漏未对中国产生影响。

国家海洋局也启动了应急监测预案,调集海上执行放射性应急监测的海监船进行海水样品采集工作,通过放射性元素的含量来判断、预测中国海域是否会受放射性污染物的影响。而在中国气象局的网站,每天都会在显著位置公布气象对核污染物扩散的影响。

与此同时,中国各地的机场于近日开始对日本归来的飞行器、旅客和行李、货物进行核辐射检测,以防止核污染物附着在民航客机甚至旅客的身上入境。

3月16日国务院总理温家宝主持召开国务院常务会议,专门听取应对日本福岛核电站核泄漏有关情况的汇报,发出中国辐射环境监测未发现异常,福岛核电站目前泄漏的放射性物质经大气和海洋稀释后,不会对中国公众健康造成影响的消息。会议还形成了立即组织对中国核设施进行全面安全检查、切实加强正在运行核设施的安全管理、全面审查在建核电站、严格审批新上核电项目四项决定。提出要用“最先进的标准”进行安全评估,不符合安全标准的立即停止建设。

中国目前拥有的核电站及一批在建和规划中的核电站,主要分布在广东和江苏沿海地区。所有运行核电机组都处于安全状态。国务院要求“切实排查安全隐患,采取相关措施,确保绝对安全”。

环境保护部核与辐射安全中心总工程师柴国早说,福岛核电站核泄漏事故发生后,环境保护部立即成立了应急工作小组,对中国所有核电厂的抗震和防洪设计标准及安全状态进行了初步分析。

柴国早认为,此次引发福岛核电站核泄漏事故的最主要原因是地震引发的海啸。目前,中国核能界已就海啸对核电厂安全可能造成的影响进行了一定的研究分析,总体认为,由于中国大陆架比较长,附近海域水深较浅,我国沿海发生大海啸的可能性很小。同时,在中国建设核电厂的防波堤时,已考虑了海啸因素。

他还介绍,从技术角度看,福岛核电站采用的是属于第二代核电技术的沸水堆技术,存在外部电源和应急电源失效的风险。而目前我国在役和在建的所有核电厂采用的都是“二代加”的压水堆技术,在这些核电厂的设计中都已考虑了设计基准地震、可能最大洪水、可能最大风暴潮等因素,以保证核电厂在这类自然灾害状态下的安全性。

尽管如此,中国政府已经开始调整完善核电发展中长期规划,并决定在核安全规划批准前,暂停审批核电项目包括开展前期工作的项目。

环境保护部核与辐射安全中心副总工程师陈晓秋说,由于中国距日本的最近距离为1000公里以上,即使出现对中国不利的风向,导致部分放射性物质向中国飘移,放射性物质也会在飘移过程中沉降并稀释,对中国也不会有大的影响。

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分析认为,近两天,日本核电站核泄漏产生的放射性物质主要向日本以东的北太平洋区域扩散。

清华大学核能与新能源技术研究院总工程师张作义说,尽管现在风向对中国有利,但也不排除未来风向变化,导致放射性物质飘向中国。不过,即使按照最坏的条件来评估,即风直接吹向中国、风速是每秒5米,放射性物质到达距日本较近地方也需要两天半左右,而在飘移过程中,带有放射性物质的烟尘还会不断衰减和沉降,到达中国境内的辐射量也只相当于几倍的X光机辐射量而已。□

 




责任编辑: 江晓蓓

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