蜜蜂有钱:日本核电站为何险情不断

2011年03月16日 15:15:25 　来源： 环球时报



这张日本东京电力公司3月16日发布的照片显示福岛第一核电站损坏的3号（左）和4号机组。日本东京电力公司16日说，该公司员工当天早晨看到福岛第一核电站4号机组核反应堆所在的建筑出现火焰，但30分钟后火焰熄灭。新华社/法新
冷却系统缺乏备用动力注水故障导致严重后果
日本政府此前宣布得到控制的福岛第一核电站的状况15日急转直下。2号机组发生爆炸，可能导致反应堆压力容器损坏；3 号机组反应堆上方有白色蒸汽冒出，辐射量监测数据急剧增加；4号机组爆炸并发生火情……种种瞬息万变的险情不禁让人疑惑，原本号称拥有良好安全性的日本核电站为什么如此脆弱？它最终将带来什么样的后果？
为何机组屡次爆炸？
共同社15日称，日本官房长官枝野幸男宣布，福岛第二核电站4号机组已进入稳定的“冷温停止”状态，至此该核电站全部3个机组均脱离紧急状态，而福岛第一核电站情况却恶劣得多，反应堆里的高温已导致多次爆炸和核泄漏。地震发生后福岛核电站很快就关闭了反应堆，但两座核电站情况差异为何如此之大？第一核电站反应堆的高温从何而来？一名不愿透露姓名的中国核技术专家15日告诉《环球时报》记者，核反应堆在停堆后仍需要对堆芯进行长时间冷却，因为核燃料有自衰变余热，虽然比人工控制的裂变产生的热量小，但是如果一直得不到冷却，也会使得堆芯达到上千度的高温。任其发展会导致核燃料熔化，保护层被烧穿，最终造成核泄漏。
该专家介绍说，按照设计，福岛核电站反应堆的冷却系统需要由外部的电网和附属的应急柴油发电机提供动力。但在这次地震袭击后，福岛第一核电站的外部电网瘫痪，应急柴油发电机也因为海啸的袭击而全部损失，这使得冷却系统失去所有外部动力供应，堆芯温度持续上升。12日，日本核安全部门确认高温已导致l号机组反应堆堆芯开始熔化，为此决定直接向反应堆内部注水降温。然而糟糕的是，反应堆核燃料组件的外壳含有金属锆。锆在高温下会将水分解为氢气和氧气，导致反应堆内的气压持续升高。12日凌晨l号机组反应堆容器中的气压就已达设计值的1.5倍。为防止反应堆内的气压过高导致保护壳破损，日本核安全部门下令向外释放反应堆内的蒸汽，但12日15时30分，富含氯气的混合蒸汽在释放过程中爆炸。到15日，福岛第一核电站的l、2、3、4号机组都先后发生氢爆。
海水直接降温后果难测
15日以前，福岛第一核电站发生的大部分爆炸都未造成严重后果。据介绍，兴建于上世纪六七十年代的福岛核电站采用沸水反应堆，它不同于苏联切尔诺贝利核电站那样没有坚固保护的老式石墨反应堆，也不同于世界普遍采用的新型压水反应堆。新型核电站为确保安全，反应堆通常都采用多重保险：用混凝土耐压墙构成的最外层保护、由钢质耐压密闭壳组成的内层保护和燃料组件的保护层。而福岛核电站反应堆只有内层防护，外部是用普通的非耐压厂房遮盖。尽管没有压水堆安全，但12日以来福岛核电站的几次爆炸大都是发生在安全壳外和厂房之间，虽然看上去厂房被炸飞，但实际上反应堆并未受到严重损害。日本政府曾向国际原子能机构表示，核电站附近辐射强度已接近正常水平。
但和缓的情况从14日晚开始急转直下。共同社称，由于向反应堆注水的装置发生故障，2号机组反应堆水位14日晚急速下降，核燃料一度完全露出水面，机组附近辐射等级也急速上升，可能是部分堆芯已熔化。15日6时15分左右．2号机组反应堆安全壳附近传出爆炸声。共同社称，核电站大门附近已检测出比平常高出8倍的核辐射量，这显示反应堆安全壳可能已损坏，放射物质将大范围向外泄漏。为此，驻日美军15日晨出动2辆泵车前往核电站提供帮助。
15日上午9时40分，4号机组反应堆厂房也发生火灾。由于地震发生时，该机组反应堆正处于关闭维修状态，反应堆内没有核燃料，枝野幸男推测说，可能该机组内的少量乏燃料在维修过程中产生氢气引发爆炸，但并不是核燃料起火。尽管火势很快被扑灭，但东京电力公司官员15日称，4号机组反应堆的一个乏燃料池可能正在沸腾，里面的水量减少，而且无法将水继续注入。
日本原子能与工业安全局15日维持福岛核电站爆炸事故的4级定级。同一天，法国核安全局则将该事故调升至6级。按照国际原子能机构“国际核事件分级表”的规定，核安全事件共分为7级，其中4级表示放射性物质小量释放，公众遭受相当于规定限值的辐射影响，同时核反应堆堆芯和辐射屏障出现显著损坏，工作人员可能遭受致命辐射的情况；6级和7级则分别属于重大和特大事故。到目前为止，只有切尔诺贝利核事故被定义为7级，美国三里岛核事故属于5级。
多家日本媒体称，东京电力公司向核反应堆内注入海水，此举等同于宣布该机组报废。核电一直以来都是日本赖以生存的重要发电手段，各核电站机组也是一而再地延长使用寿命。此次地震导致核电站冷却系统相继发生故障并引发核泄漏，将使日本重新考虑核电站的运用。而中国核专家警告说，直接用海水注入反应堆降温带来的不只是机组报废的问题。他解释说，在正常情况下，沸水反应堆用高纯度的水流经核燃料棒，核反应的高温将水变成蒸汽来发电。由于核燃料外有密闭保护层，因此只需要简单的处理后，水就能循环利用。而现在的情况是核燃料部分熔化，保护层已破损，用海水给核燃料降温时会带出大量放射性物质。这种废水必须得到专门存放和处理，直接排放将带来环保灾难。但日本在仓促条件下有没有能力和如何处理这些放射性废水？日本方面并没有给出答案。
另一个“切尔诺贝利”？
日本专家认为，福岛第一核电站抗震能力不足和设备老化是接连出现险情的重要原因。该核电站发生过多次事故，1978年就曾险些核辐射外泄，但隐瞒至2007年才公之于世，2006年厂内6号机组也曾发生放射性物质外泄事故。
对于这次日本核电站事故的最终结果，各国专家意见不一。俄罗斯核专家认为，福岛第一核电站不可能像切尔诺贝利核电站那样熔毁。“所有事情都会控制在核电站内，不会有重大灾难。”日本核专家潮见龙平则说，即便核燃料熔化，也不会影响以核电站为中心方圆10公里以外的民众。中国核专家则认为，最糟糕的情况是反应堆温度升高失控，核燃料熔化甚至重新开始链式反应或发生爆炸，保护壳破裂使放射性物质进入周围地区、海域以及空气中。这种情况下，只能像切尔诺贝利核事故那样把整个核电站用“水泥棺材”装起来，但即便如此仍会付出惨重代价。