关于我们 | English | 网站地图

  • 您现在的位置:
  • 首页
  • 电力
  • 核电
  • 福岛核电危机:冷却注水和接通电源遇难题

福岛核电危机:冷却注水和接通电源遇难题

2011-04-08 14:27:31 三联生活周刊    作者: 魏一平  

日本特大地震、海啸引发的福岛第一核电站危机,已经持续3周了,仍然没让人们彻底松一口气。这期间,危机的走势一波三折,摇摆不定,与此同时,核危机所波及的范围也越来越广,截至4月1日,中国除西藏之外的所有省份均监测到极微量的放射性物质碘-131。

虽然迄今为止有关危机处置的信息仍不详细,但对这场迷雾重重的核灾难,是时候认真检讨了。断电导致冷却系统失灵,由此引发的核泄漏又阻碍了及时通电;注水冷却虽然可解燃眉之急,但又为后续的系统恢复运行带来了新难题……所有这些因素纠缠在一起,使得福岛核危机如一团乱麻,丝丝相扣,牵一发而动全身。

通电的挑战

走,还是不走,这是个问题。自从3月11日的地震、海啸重创福岛第一核电站以来,这个问题对于生活在东京的王文毅来说,越来越纠结。虽然距离核电站还有200多公里,但核泄漏的阴云开始逐渐向东京靠近。新闻里每隔几小时就公布一次的放射物监测数据,仍在不断强调“十分安全”,可大家慢慢注意到,不管是政府,还是东京电力公司,每次出面解释都会强调:“不会马上对身体产生影响。”“大家担忧的不是眼前,而是不确定的未来。”王文毅发现,身边的日本同事即便保持着惯有的平静和克制,但一些人已经悄悄把孕妇和孩子送到了远离福岛的关西地区。

3月19日,终于扛不过家人的一再催促,王文毅带上妻子,取道大阪、香港、深圳,一路辗转回到了上海。“东京直飞上海的机票早已售空,身边的中国人基本上都离开了。”王文毅告诉本刊记者。这一天,是东京春分小长假的开始。由于3月21日的春分节放假正值周一,东京迎来了震后的第一个三连休。市民们出游大多选择到关西或者更靠南的冲绳地区,留在家里的人则纷纷到超市采购。由于重灾区宫城县和福岛县是卫生纸的主产区,地震导致工厂停工,东京甚至一度出现了卫生纸抢购潮。

也就在这一天,福岛第一核电站迎来了一个听起来鼓舞人心的消息。200多名抢修工人戴着口罩和护目镜、穿着防护服,经过数天努力,终于把新架设的外部电缆拉到了距离2号机组1.5公里处。“6号机组目前有2台紧急备用的柴油发电机在工作,冷却水泵一直在运转中;5号机组有1台紧急备用柴油机修复,废燃料池水温度得到控制;3号和4号机组外接电源的抢修工作仍在进行,预计将于明天通电;1号和2号机组预计今天通电。”东京电力公司的通报,自地震之后第一次给人带来些许安慰。

具有讽刺意味的是,本来用于生产电力的福岛核电站,这次却因为迟迟不能通电而一再延误处置时机。按照美国麻省理工学院约瑟夫·厄曼博士所做的梳理,断电成为这次核泄漏灾难的真正开端。

最初,强地震摧毁了核反应堆的外部电力供应,不过,这种“电站断电”的情况已经被视作核电站的严重故障,早在设计时就已有所准备,那就是启用应急电源。福岛第一核电站的应急电源系统包括两部分,一是供应冷却循环系统电力的多组柴油发电机,二是反应堆的备用电池。反应堆在安全停堆之后,其中一组柴油发电机还能工作,可随之而来的大海啸却给了它致命一击。柴油发电机组报废后,操作员只好启动了反应堆备用电池。按照一位不愿透露姓名的中国核安全专家介绍,这些备用电池一般只能供应2个小时的电力,而约瑟夫博士所了解到的情况,福岛第一核电站的应急电池能够坚持8小时。不管是2小时还是8小时,接通外部电源都成为当务之急。按照东京电力公司的解释,大卡车运来了移动式柴油发电机,可他们发现,这些发电机因为接口不能兼容无法连接到电站上。“整个事件从这一刻起开始变得糟糕。”约瑟夫博士在他的文章中感慨道,“这就像是打仗的时候,因为一个插头不配套而使得导弹无法发射一样,太荒唐了。”上述核安全专家告诉本刊记者,他侧面了解到的另一个原因反倒是因为柴油储备不足,机器无法运行了。

不管为何,外部电力供应不上,备用电池很快耗倔,反应堆散发的余热无法得到控制,福岛核危机真正变得棘手起来了。

从东北电力公司架设过来一条新的电缆,为核电站供应外部电力,成为核危机处理头几天里最为关键的任务之一。不过,在已经发生核泄漏的核电站周围作业,要比想象的还要困难许多。一名电力抢修工人在接受英国《星期日电讯报》采访时描述,他们不得不戴着防毒面具、穿着聚乙烯制成的防护服,在一片漆黑中摸索着工作,有时还要小心翼翼地爬上几十米高的电缆塔。“为了将我们遭受到的核辐射保持在最低水平,我们现在是工作一小时,轮休两小时。”这些人也是被称作“福岛50死士”中的一员,随着核危机的不断加剧,这支最初由东电公司50名员工组成的“敢死队”,已经逐步扩大到几百人。

核泄漏使得通电作业断断续续。3月19日已经接近2号机组的电缆线,在最后还剩1480米长的时候,工人们检测到的辐射量急剧升高,无法靠近2号机组安置临时变压器,通电工作一度受阻。这期间,已经发生氢气爆炸的1、2、3、4号机组反复出现冒烟险情,工人们只好随时准备撤离现场,不断使通电工作陷入停滞。

“核电站后来能恢复电力,简直是上帝在保佑。”接受英国媒体采访的电力工人感慨道。3月20日,2号机组终于接通外部电源;21日,尝试将2号机组的外部电源输送到1号机组;22日,4号机组和3号机组也完成了相关作业,并恢复了一部分控制室照明。至此,危机发生过去10天后,福岛第一核电站6个机组的外部通电工作才算终于完成。“但是,通电看上去也只是恢复了照明,还不能保证启动冷却循环系统。”上述中国核安全专家向本刊记者分析道,“单是电力恢复就耗费了这么长时间,暴露出东电公司从一开始就对危机的程度估计不足。”

注水的两难

姗姗来迟的电力供应,并没有从根本上扭转核危机的走向。因为,“要真正使放射性排放得到有效控制,还得依靠核电站自身的冷却循环系统,但现在来看,这一系统并没有运转起来”。上述专家进一步向本刊记者分析道。虽然东京电力公司至今未公布冷却系统迟迟不能启动的详细原因,但据这位专家的预测,“从已经公布的照片上看,控制室都已经被海啸冲击,循环系统的损坏肯定更严重”。

冷却循环系统不能启动,但核燃料棒的燃烧却没有停止。虽然停堆之后的余热,只相当于反应堆正常工作时所产生热量的7%,但如果后续的冷却水跟不上,热量使得冷却池内原有水位不断下降,燃料棒就会暴露在外。根据东电公司公布的数据,福岛第一核电站1、2、3号机组的燃料棒都曾不同程度地暴露在外,其中,2号机组燃料棒曾全部露出水面。3号机组反应堆内温度曾一度攀升至2000摄氏度,而如果继续升高到4000摄氏度,燃料棒就会发生爆炸。

1、2、3号反应堆内的燃料棒正在燃烧,可雪上加霜的是,3号反应堆的左上方还有一个放置着500多个废弃燃料棒的乏燃料池,4号机组内全部都是乏燃料棒,共有1000多根。这些已经燃烧过的燃料棒需要长期浸泡在水里才能消减其放射性,否则就会发生泄漏,注水更显紧迫。

向反应堆注水的工作与通电是同时进行的,为的是解燃眉之急,暂时控制反应堆温度。然而,考虑到已经被地震、海啸破坏的供水系统和雪上加霜的核泄漏,都使得注水工作难上加难。接受英国《星期日电讯报》采访的“福岛死士”之一的Fukudome,是东京消防厅灾害应急“超级救援队”队员,他于3月13日晚上接到命令,为当天发生爆炸的3号机组注水。凌晨2点,他带领的三辆消防车抵达现场,一辆消防车从海岸抽龋水,另一辆消防车向反应堆喷水,中间一辆则负责连接长达半英里的水管。“到处都是瓦砾,公路无法通行,我们只能在一片漆黑中,扛着水管跑了半英里铺到海边。”他描述说。

3月17日,除了地面的高压消防车注水外,日本自卫队还出动了两架CH-47直升机从空中向3号机组注水。只是,因为担心飞行员遭受过量核辐射,共进行了4次飞行,据东电公司的估计,总共洒下大约30吨海水。可是,对于这次空中注水的效果,日本原子能工学专家、大阪大学名誉教授宫崎庆次用了“杯水车薪”做形容。据他介绍,浸泡核燃料棒的冷却池有10米深,一般的水位是6米,这就意味着一个冷却池的水量是1000吨。

三一重工日本株式会社总经理陈健是3月18日早上接到东京电力公司求购消息的,他们想购买一台臂长更长的泵车向1号机组注水。“1号机组的位置很尴尬,离取水口比较远,不像3号机组那样可以就近取水,而且只能从反方向往里打水。”陈健告诉本刊记者。当天晚上与东电负责人见面后,三一重工就决定捐赠一台臂长62米的泵车。据陈健介绍,给3号机组和4号机组注水的是德国产58米泵车,因为这两个机组爆炸比较严重,厂房坍塌了一半,才勉强够得着。但1号机组的厂房爆炸后,只损毁了上半部分的外壳,内部钢结构依然完好,40多米的高度已经超过了消防水枪的压力,“打水也只能是通过喷到外壁上降温,而不能准确地注入到回收燃料池中”。

3月19日,62米的泵车从长沙起程,22日从上海港出发,24日上午抵达大阪,当夜就开到了位于千叶县的训练常考虑到现场作业可能遭受核辐射,从核电站现场撤出来的3位东电公司员工,接受了三一重工工程师的紧急培训,以往需要半年多的培训内容浓缩成了两天。为了更准确地把水注入燃料池,技术人员又临时在62米长臂的末端加了一根5米长的喷管,实际长度达到了67米。为了降低辐射危险,泵车还配备了能在1公里之外操作的远程遥控系统。

3月29日下午,本刊记者联系到陈健的时候,他刚刚接到日方操作人员打来的电话,泵车向1号机组注水3个小时,按照每小时170吨计算,至少注入了500吨水。“比消防车的效率高很多,消防车每小时供水量只能在60吨左右。”陈健说。不过,令他遗憾的是,至今还没有看到作业现场传回的影像资料。为了监视反应堆内情况,技术人员特意在长臂的顶端安装了一个360度摄像头。如果它能够正常工作,这或许是唯一一个能够看清核电站受损厂房内部情况的途径。

如何获取反应堆的准确损毁情况,这也正是上述核安全专家向本刊记者强调的一个问题。“按理说,厂房内部会有摄像监控系统,但到目前为止,不知道是因为这套系统被损毁,还是东京电力公司不愿意向社会公布,反应堆到底损毁到什么程度我们还不得而知。”不止一个接受本刊记者采访的业内专家表示,如果连东京电力公司都不能准确掌握这些信息的话,下一步的处置仍然像是“摸着石头过河”。

不过,也有接受本刊采访的专家倾向于认为,东京电力公司所披露的信息非常有限,业内人士仍有诸多疑惑。“这与它作为日本电企老大的傲慢有关系,从一开始就总觉得事态没有那么严重,甚至为了保姿电站,在是否注入海水问题上还犹豫不决,终于为此付出了代价。”这位核专家向本刊分析说,他对东电公司的危机处理选择三个词概括:“估计不足,心存侥幸与应对不力。4个反应堆发生的爆炸几乎一模一样,如果考虑到全厂停电的情况,如果早一点向国际社会请求援助,事态不会像现在这么复杂棘手。”

据这位核安全专家向本刊分析,注水虽然能解燃眉之急,但又带来了新问题。一方面,不同于冷却系统内以前运行的纯净水,注入的海水对系统有很强的腐蚀性,为系统重启制造了麻烦;另一方面,由于带来注水导致的积水越来越多,而这些水都受到高辐射污染,将来怎么处理也是一大难题。

在上述核安全专家看来,现在只能判定反应堆开始趋于稳定,核电站最坏的日子过去了。但对于未来的走势,仍然不能下结论。因为,即便是冷却系统能够正常运作,反应堆从停堆到衰减到只有2%的热量,至少也得1个月。何况现在冷却系统尚不能恢复,如果单靠外部注水,估计至少还要持续3个月。

扑朔迷离、摇摆不定的核危机,已经让东京电力公司在民众心目中威信扫地,位于东京繁华市区的公司总部门口,每天都有举着牌子示威的反核人士。甚至连坚守在前线处置危机的员工也开始发出抱怨。他们的工作环境异常艰苦,每天只能吃两顿饭,晚上就睡在铺着铅板的地上,直到现在核电站周围的通信仍未恢复,陈健也只能等泵车操作员撤回指挥部轮休的时候才能接通电话。至于遭受核辐射的风险更是不言自明,单薄的一次性防护服并不能提供充分的保护。遗憾的是,迄今为止,他们还是一群无名英雄,除了接受过英国《星期日电讯报》的一次采访,即便在日本媒体上,也没有他们的详细信息。




责任编辑: 江晓蓓

标签:国家电网 十二五 电网