福岛核电站事故内幕.pdf
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1、 福岛核电站事故内幕 福岛第一核电站事故(日语:福島第一原子力発電所事故)是 2011 年 3 月11 日日本宫城县东方外海发生矩震级规模 9.0 级大地震后所引起的一次核子事故,福岛第一核电站因此次地震造成有堆芯熔毁危险的事故。1 日本内阁官房长官枝野幸男向福岛第一核电站周边 10 千米内的居民发布紧急避难指示,要求他们紧急疏散,并要求 3 千米至 10 千米内居民处于准备状态。他表示:“因为核反应堆无法进行冷却,为以防万一,希望大家紧急避难。”接到指示后,福岛县发出通报,紧急疏散辐 射 半 径20千 米 范 围 内 的 居 民,撤 离 规 模 为14000人 左 右。234 日本经济产业省
2、原子能安全保安院于 3 月 12 日表示,福岛第一核电站正门附近的辐射量是通常的 70 倍以上,而 1 号反应堆的中央控制室辐射量已升至通常的 1000 倍。这是日本首次确认有放射性物质外泄。5 3 月 13 日,3 号机貌似也可能发生部分堆芯熔毁。根据东京电力公司当地时间 1pm 通讯,发生化学爆炸的 1 号机注入海水与硼酸,这是为了要冷却与阻止进一步核反应。由于反应堆安全壳的气压过高,3 号机已经排气。之后,为了要吸取中子,又灌入含有的硼酸的水。6虽然核反应堆安全壳内的气压很高,2 号机的水位也比正常低,由于冷却系统仍旧能够将水注入,水位相当稳定6。同日日本核能研究开发机构宣布,依照国际核
3、事件分级表,将福岛事故分级为第四级核事故。7政府官员谈到堆芯熔毁的可能之后,大约 170,000200,000名居民已被疏散至安全地区。89而法国则认为问题比日本官方宣称的更严重,是第六级事故。10 3 月 14 日上午 11 点 01 分,3 号机也因同样问题而导致氢气爆炸,相关单位随后发出通报,附近方圆 20 千米内 600 多位居民全部室内避难。11 3 月 15 日清晨 6 时 10 分,2 号机组反应堆的控制压力池损坏,而引发爆炸,而 4 号机组发生氢气爆炸导致了火灾,相关单位随后要求厂房半径 20 千米范围内所有人撤离,30 千米内范围内的人留在家中,并将此区空域发布为无限期区域禁
4、飞令1213。3 月 16 日,福岛第一核电站内处理危机的工作人员全部撤离现场,实行暂时的避难。14 目录 隐藏 1 概述 2 1 号机组 2.1 冷却系统故障 2.2 反应堆建筑物爆炸 2.3 改用海水冷却 3 2 号机组 3.1 冷却系统故障 4 3 号机组 5 4 号机组 6 5 及 6 号机组 7 反应堆状况汇总 8 应对措施 8.1 IAEA 的反应 8.2 日本国内 8.3 国际社会 9 相关条目 10 外部链接 11 参考资料 编辑 概述 在 3 月 11 日地震之后,核子工程国际组织(Nuclear Engineering International)报告 1 号机、2 号机和
5、 3 号机都已自动关闭,而 4 号机、5 号机和 6 号机正在进行维修,并没有开启运行。15由于整个灾区停电,场区的用电,特别是做为冷却用途,只能靠发电场本身发电供应。因为主发电设施停止运行,必需依赖紧急柴油发电机供应冷却系统所需要的电力。但是,这些柴油发电机已被先前地震引起的海啸损坏。16只运作了一小时,就都先后失去功能。17虽然反应堆已自动关闭,内部的核能燃料仍旧需要冷却系统除去衰变热(decay heat)。工程师改使用电池供给反应堆控制与阀门所需要的电力。这些电池只能使用几个小时。18日本自卫队正在运送更多的备用发电机和电池到福岛第一核电站。19由于冷却系统故障,日本政府已于 3 月
6、11 日宣布进入“核能紧急事态”。20 编辑 1 号机组 Nuvola apps important yellow.svg 本段时间均以日本标准时间(UTC+9)为准。1 至 5 号机使用的典型沸水反应堆马克 1 号围阻体剖视图。DW:干井,WW:湿井,SF:用过核子燃料池。湿井在围阻体底部形成一个环形槽。中间蓝色与粉红色部分是压力槽。编辑 冷却系统故障 于 3 月 11 日 16 点 36 分,日本政府宣布进入“核能紧急事态”(日本法关于处理核子紧急准备之特别措施第 15 条),这是因为“1 号机组和 2 号机组紧急堆芯冷却系统,无法确定反应堆的冷却水注入功能”。稍后,由于 1 号机组的反应
7、堆水位监测功能恢复正常,警戒状态得以解除,但是在 17 点 07 分又重回警戒状态。21 3 月 12 日清早,东京电力公司报告,汽轮机房的辐射强度正在升高。22公司开始考虑排放压强大增的热气进入大气层,由于这动作会造成辐射外泄,必须审慎处理23。内阁官房长官枝野幸男稍后发言,辐射外泄量很小,而且陆风会将辐射物质吹向大海。24在 2 点整,安全壳内部气压报告为 600 kPa,超过正常状况 200 kPa17。在 5 点 30 分,1 号反应堆内部压强是“设计容量”的 2.1 倍。25,或 840 kPa26。安全壳内部越来越高的温度会引起压强的增高,而冷却水泵和促使热气通过热交换器的风扇都必
8、须依赖可靠的电源27。假若压强过高,则必需将热气外释。借着水蒸气的蒸发,反应堆也可以冷却。但失去的冷却水必须补足。反应堆内的水应该只具有微量辐射性,但这假定核燃料并未遭受损坏。在 7 点整,东京电力公司发表新闻稿,可移动探测车对于放射线物质(碘等等)的测量显示,与正常值相比,辐射强度正在增加,另外一个探测中心也显示出辐射强度高于正常值。4在核电站大门测量到的伽马射线剂量率或等效剂量率从 4 点整的 69 nanogray/hour(nGy/h)(等效于 0.069 微希沃特每小时),在 40 分钟内,跳到 866 nGy/h(等效于 0.866 微希沃特每小时),后来更在 10 点 30 分达
9、到高峰值 385.5 微希沃特每小时。28在 13 点 30 分,1 号机组附近探测到放射性铯-137 和碘-13129这意味着堆芯已经暴露于空气,从而发生部分堆芯熔毁或核燃料棒护套损毁。30NHK 网站报告,冷却水位降低过度,造成核燃料棒部分暴 露。31 东 京 电 力 公 司 表 示,厂 区 边 界 的 辐 射 值 已 超 过 安 全 标 准。32 编辑 反应堆建筑物爆炸 3 月 12 日 15 点 36 分,1 号机发生爆炸。四名员工因此受伤,都已被送往医院治疗,幸无大碍。反应堆建筑物的屋顶及外墙的上半部分被炸毁,只剩下不锈钢梁架 3334。屋顶与外墙是设计用来保护内部设备不至受到恶劣气
10、候影响,并不能够抵挡爆炸所产生的高压力,也不能用为反应堆的安全壳。在每个机组的建筑物内部,“干井”与“湿井”这两个厚度超过2 米的强力钢筋混凝土结构紧密地包住反应堆“压力槽”,形成“围阻体”2635。专家很快就毫无异议地断定这爆炸是氢气爆炸363738。由于水位降低,曝露出来的核燃料氧化铀温度过热,核燃料棒互套的锆锡合金39与蒸气发生氧化反应而产生氢气。40安全设备应该在排气的同时点燃氢气,避免发生爆炸。但可能是因为断电而无法运作,这系统也失去功能。这些氢气泄漏出来,集中于建筑物上方的“更换燃料台”附近。这是整个建筑物最单薄的地方,是由金属皮建成的屋顶与墙壁,也是爆炸炸掉的部分。政府官员表示,
11、反应堆的安全壳仍旧无损,并没有发生大规模放射性物质外泄2636,虽然在爆炸事件后,辐射强度已明显地增加41。ABC 新闻报告,根据福岛县政府,核电站的每小时辐射剂量率已达 1,015 微希沃特42。有两位核能专家独立地指出切尔诺贝利核电站与福岛第一核电站之间设计与运作状况的差异,其中一位认为切尔诺贝利核能电厂事故应该不会再次发生4344。编辑 改用海水冷却 3 月 12 日 20 点 05 分,按照“核能管控法”和首相菅直人的指示,日本政府命令使用海水于 1 号机,尽力冷却反应堆可能会熔毁的堆芯45。在 21 点整,东京电力公司发表,已经在 20 点 20 分开始将海水注入于反应堆,准备稍后用
12、硼酸为中子吸收剂注入于反应堆,希望这动作可以促使避免发生“临界事故”46。将反应堆的堆芯注满海水大约需 5 至 10 小时,之后,需要 10 天时间来完成整个过程36。在 23 点整,东京电力公司发表,由于在 22 点15 分又发生地震47,暂时停止注入海水,稍后,又重新启动26。由于注入海水这动作会使得反应堆被不纯净的水污染,这反应堆可能会遭遇退役命运,因为净化反应堆并不划算48。核子与工业安全局报告,在 3 月 13 日 11 点 55 分,开始通过灭火系统将海水注入围阻体。在 3 月 14 日 1 点 10 分,由于所有储水池内的海水都已罄尽,只好暂时停止注入海水。同样地,3 号机海水注
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- 核电站 事故 内幕
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