钢结构系杆图片:核泄漏冲击波“余震”扩大 日本核电站进入紧急状态

2011年03月15日 08:28:04 　来源： 文汇报 【字号大小】【收藏】【打印】【关闭】


核泄漏冲击波“余震”扩大
日本核电站危机持续不断，引发国际社会高度关切——核泄漏冲击波“余震”扩大
日本核电站进入紧急状态
东日本9.0级大地震及随后引发的海啸对日本核电站构成了巨大威胁，目前52个核电反应堆中，至少有11个已被关闭，3个可能对公众安全构成威胁。

在福岛核电站以南10公里的相马市巡逻的警察。（摄于3月12日下午）
继福岛第一核电站1号机组日本时间12日下午3点36分发生氢气爆炸之后，3号机组14日上午11点01分又发生了爆炸。据日本经济产业省原子能安全保安院（简称保安院）估计，可能由于反应堆内水位下降而露出的燃料发生了过热熔化，产生大量氢气，并发生了爆炸。由于与1号机组的氢气爆炸一样，出现了放射能等级的上升，因此对20公里范围内的居民，已经要求进入建筑物内躲避。
据保安院介绍，反应堆保护容器的压力，截止至14日上午5点左右为365千帕，但到6点50分，压力上升到了530千帕。该数值为地震后的最高值，并稍稍超过了设计上的最高压力。保安院解释说：“设计值留有一定的余量，并没有立即爆炸的危险。”在此之后，压力下降为约500千帕。
与此同时，由于建筑物内的氢气压力过高，已经开始研究拆除部分墙壁，并让作业人员躲避等，现场一度出现了紧迫状态。
据分析，3号机组的燃料从冷却水向上冒出了约2米，因此出现了燃料的持续熔化。据说，注水方法也存在着问题，从而导致出现危机状况。
11点40分左右，内阁官房长官枝野幸男举行了记者招待会，宣布3号机组“与1号机组发生的氢气爆炸为同一类型的爆炸，现场保护容器健全。”作为预防措施，政府正在加紧疏散工厂附近的居民，并要求周围20公里范围内的居民留在室内不要随便外出。
“核复兴”计划或将遇冷
福岛核电厂在爆炸之后，对附近环境的监测表明辐射量并没有上升，实际上还有所下降，但爆炸之前辐射量确实有过上升，辐射量达到最高点时，每人每小时吸收相当于一年中从周围环境中吸收到的辐射量。周围环境辐射量的增加有可能提高长期癌症发病率。
对核电厂辐射泄漏的忧虑给周围2100公里沿海地区居民的心中蒙上了又一层阴影，他们已经承受了地震和海啸的巨大灾难，包括前所未有的7米高的海浪，海浪席卷深入到内陆地区约10公里处，所到之处吞噬船只、房屋、汽车、树木和所有的一切。
日本大约30%的电力是由日本核电站提供的，地震发生之后，一些核电厂陷入停顿之中。虽然日本政府发言人淡化了对核辐射泄漏的担忧，但仍然承认了对核反应堆堆芯可能熔化的担忧。所谓“熔化”并不仅仅是一个技术术语，相反，它指的是一个核电厂系统的严重崩溃，以及对核反应堆温度管理失控的非正式说法。
一位俄罗斯核专家表示，再次发生切尔诺贝利式的核事故不太可能。“这不是像切尔诺贝利那样的快速反应，”他说。“我觉得一切都将在控制中，不会酿成什么大的灾难。”1986年切尔诺贝利核反应堆发生爆炸并起火，给欧洲大部分地区带去了大量的辐射尘埃，但切尔诺贝利的核反应堆与福岛核电站的不同，前者不是放置在一个密封的容器中，所以一旦反应堆发生爆炸，就无法控制核辐射的扩散。
日本这次因地震引发的核电站危机引起了“忧思科学家联盟”对美国各地104个核电反应堆是否有足够的备用电源和其他安全系统的关注，该组织支持核能作为应对气候变化的一个选择，但对核电站的安全问题表示了关注和担忧。美国核能管理委员会（NRC）表示，目前美国的核电站标准不足以保障公众安全。
“核电厂的建造要能够承受各种环境危害，包括地震和海啸，”NRC发言人在记者招待会上说，“即使是那些建造在地震活动区之外的核电站，也要考虑到这些问题。”日本地震发生之后及至海啸警报发布后，NRC对加利福尼亚州的达波罗峡谷核电站进行了密切的关注和监测，以确保核电站的安全运行。能源分析师称，发生在日本的核电站危机可能会对在美国推行的“核复兴”运动，以及美国对核电工业的态度产生负面影响。华盛顿能源市场研究公司的高级分析师凯文·布克评论说:“核电作为'清洁燃料’的地位可能会大打折扣。”
此次日本海啸破坏力为何如此巨大
福岛第一核电站放射性物质泄漏的最主要原因是海啸超出了设想的水平，应急设备遭海啸破坏而丧失功能。

在本次东日本大地震中，海啸导致大批平民遇难或者失踪，其主要原因极有可能在于发生地震到海啸来袭的时间只有短短的30分钟。特别是发现大量遇难者的仙台市地处平原，距离山丘等高地有很长一段距离，发生地震后不久，受害者可能很快就被排山倒海般涌来的巨浪吞噬了。
根据日本气象厅的海啸观测，在位于沉降海岸的岩手县大船渡市，地震发生约30分钟后，就受到了浪高3.2米以上的海啸侵袭。在位于平原地带的福岛县相马市，发生地震大约1小时后，观测到了浪高7.3米以上的海啸。受本次地震影响，在北到岩手县北部、南至茨城县北部的海面发生了大规模海啸。根据地震规模推定的震源区域，南北长约400公里，东西宽约200公里，其中部分区域分布于极为靠近陆地的场所。据专家分析，第一波海浪可能很快就到达了上述地点。因此，当地居民根本没有时间逃往山丘等高地避难。
由于本次地震，在从岩手县一直到茨城县的大范围内发生了断层破坏。由于海啸并不是从震源位置，而是从被破坏的断层前端向前推进，因此，当断层破坏到达沿岸部分后，海啸就会在极短时间内奔涌而来。
目前，有些受灾地区依然被浸泡在海水之中。据分析，几乎在发生地震的同时发生了地基下沉，是导致上述地区长时间遭水淹的主要原因。在以前的分析中，研究人员曾经预计会发生这种情况。但是，在日本国内，这是一种从未出现过的新现象，这从一个侧面反映了本次地震的能量之大。此外，海啸大大漫过了防洪堤，可能也与地震导致的地基下沉有关。
本次海啸，几乎遍及日本列岛太平洋一侧的所有区域，部分地区甚至出现了高度超过10米，侵入内陆距离达数公里的史无前例的海啸。专家分析认为，从宫城县海面到茨城县海面出现长达数百公里的断层活动，加之震源位于地下极浅场所，结果导致海底大规模翘曲，随着海底接近于陆地，海水大量涌起。
本次东日本大地震，属于太平洋板块沉入大陆板块之下，积聚了变形能量的大陆板块出现翘曲的所谓“逆断层型”地震。由于震源仅为10公里，地震规模巨大，传递至海水的能量也极大。专家指出，震源浅、地震规模大是出现巨大海啸的主要原因。此外，从岩手到宫城、福岛一线的沿岸部分地形复杂，海岸犬牙交错。海湾越接近于内陆越为狭窄，当海啸进入海湾后，一下子失去了排泄处，也容易变得越发高涨。
据记载，仙台平原周边，历史上曾经受到过海啸的侵袭。在名为《日本三代实录》的古文献中，就留下了仙台市东北海岸在869年发生巨大海啸的“贞观海啸”记录。那次海啸，导致1000多人死亡。研究人员对贞观海啸进入内陆后形成的堆积物进行分析后确认，浸水距离距当时的海岸线达3公里以上。在当时导致贞观海啸的地震中，长度为100公里的断层发生了7米以上的错动。据此判断，引起本次海啸的地震，极有可能超过了当年。
核电站会越造越安全
一场大地震后的海啸，把全世界的目光吸引到了日本福岛核电站——海啸摧毁了核电站所有的应急柴油机，核电站内的几次爆炸揪紧了人们的心，甚至担心风向、洋流是否会把核辐射的影响带到自己家门口？

其实，这种惴惴不安大可不必，因为在经历了前苏联切尔诺贝利、美国三里岛的核事故之后，全世界的核工程专家已在采取各种措施提高核电站的安全性。承担我国第一个核电站——秦山30万千瓦核电站总体和核岛设计的上海核工程设计研究院原副院长吴剑鸣在接受记者采访时说，在建、将建的核电站在安全设计上都将大大超过福岛核电站。
三道屏障
目前，世界上核电站常用的反应堆有压水堆、沸水堆、重水堆以及快堆等。其核心都是通过核裂变反应产生大量热能。而不同堆型则采用不同的冷却方式，把热量带出核反应堆，再通过水蒸气推动汽轮机，用于发电。
为了保证核电厂的安全，在放射性裂变产物和环境之间一般都设置了三道屏障：第一道屏障是燃料芯块包壳。核裂变产生的放射性物质98%以上滞留在二氧化铀陶瓷芯块中，燃料芯块密封在鋯合金包壳内，它能承受约200个大气压，防止燃料裂变产物进入一回路水中。第二道屏障是压力容器和一回路压力边界。核燃料封闭在耐高压的壁厚20厘米的钢质压力容器和一回路内。第三道屏障是安全壳。反应堆厂房是一个高大的预应力钢筋混凝土构筑物，壁厚近1米，内表面有6毫米厚的钢衬，即使在一回路系统及设备发生严重破裂的情况下，放射性物质也不会扩散到安全壳以外的环境中。
吴剑鸣介绍，与燃料棒在一起的还有一些控制棒，“当核电站发生事故，控制棒就会自动插入反应堆紧急停堆。”
双层安全壳和捕集室
福岛核电站已使用了30年，由于修建年数较早，设备已经老化，设计是上世纪70年代的水平。

三里岛核电站事故后，美国在此后近20多年没有批准新建任何核电站。然而，这段时间内，美国的核科学家、工程师们却在提高核电站的安全性方面绞尽脑汁，设计第三代核电站。比如，西屋公司设计的AP1000就是其中的一个。AP1000采取了非能动安全系统思路，即依靠重力，温差和膨胀等自然力来驱动安全系统，并通过蒸发、冷凝、对流、自然循环带走热量。和以前的第二代核电站相比，AP1000简化了系统，减少了设备。
安全壳从单层变成了双层。切尔诺贝利核电站没有安全壳，产生的核泄漏影响到了其它国家；三里岛核电站事故因为有了安全壳，把事故控制在核电厂内。如今采用双层安全壳它不仅更牢固、严密地把可能的核泄漏“包”起来，更使核电站能经得起飞弹撞击、飞机误坠等外来袭击。
当核反应堆内部温度过高，燃料棒熔化、锆合金外壳熔化怎么办？欧洲设计的第三代核电站EPR则为这种情况准备了一只混凝土的“大碗”——捕集室。吴剑鸣介绍，一旦这种情况发生，这些放射性液体将会被引流到这只扁平的“大碗”中，一方面散热凝固，另一方面确保它们不会进入土壤、地下水，对生物圈造成影响。
防护设计细上加细
当人类对核能的认识越深透，积累的核能使用经验越丰富，核能使用就会越来越安全。这次，福岛核电站承受住了超过设计能力5倍的地震冲击，值得全世界为之喝彩。但由次生灾害所带来的危机，也引起全球核工业界的关注与警醒。吴剑鸣说，工程设计总是往可能遇到的最坏的情况里考虑，毋庸置疑，这次日本发生的核事故会进一步提升核电站的安全设计。

目前，核电站的安全保障已细化成十几个方面，由成千上百个参数加以保证。吴剑鸣说，第一关就是核电站选址，首先要避开强震地带，历史上曾发生过大震的地区，绝不考虑建核电站。
堆芯熔化的机理是什么?

尽管福岛核电站的反应堆已经关闭，但小的、基本的核衰变仍在继续，这意味着脱落的核燃料棒依然释放少量余热。在正常情况下，冷却水能驱散核燃料棒的热量，但是能量损耗意味着核电站无法从核燃料棒周围获取足够量的水。如果燃料棒暴露，那么它们就会熔化。在这种情况下，容器可能无法阻挡它们释放的辐射。泄漏的危险就此发生。（记者 许琦敏）
辐射对健康的影响
由于福岛第一核电站1号及3号机组相继发生爆炸，释放出大量放射性物质，周围居民受到了不同程度的辐射。那么，被辐射后究竟会对人体健康造成怎样的影响呢？
据介绍，在福岛第一核电站的正门附近，13日上午8点20分左右记录到的每小时882微西弗的放射线量，如果是短时间内受到辐射，这一等级并不会对健康产生影响。

即使在正门附近受到1小时放射线辐射，放射线量也只相当于乘坐飞机在东京和纽约之间往返4次。普通人日常生活中一年内受到的辐射量为2400微西弗，相当于在核电站正门受到3小时放射线辐射的量。
放射线对健康产生影响，主要原因是放射线可损伤基因等。被辐射后，会在数周之内出现急性症状，有些症状可能会在数月乃至数年之后出现。
2～3周内出现的症状，主要为免疫力下降、贫血和出血等。出现上述症状的原因是，骨髓被辐射后受到损伤，影响了制造白血球和红血球的功能。免疫力下降，容易罹患感染症。被辐射后，肠道和大脑也会受到伤害。即使被辐射后未出现症状，数月乃至数年之后，会出现白血病和甲状腺癌等疾病。妊娠不久的孕妇受到放射线大量辐射后，胎儿可能会出现畸形。
事实上，人类生活在一个辐射环境之中。在全人类集体受到的辐照剂量中，3/4来自自然界，约1/5来自医疗及诊断，核电的份额是1/400。人们摄入的空气、食物、水中的辐射照射剂量约为0.25毫西弗/年。带夜光表为0.02毫西弗/年；乘飞机旅行2000公里约0.01毫西弗；每天抽20支烟约为0.5～1毫西弗/年；一次X光检查为0.1毫西弗，等等。
辐射分为外部辐射和内部辐射两种。为防范核事故，事先服用碘片，可望取得抑制内部被辐射的效果。事先摄入不含放射线的碘之后，可通过排尿，将释放于空气中的放射性碘排出体外。
注：西弗，用来衡量辐射对生物组织的伤害的剂量单位。国际上公认的个人安全剂量限值为20毫西弗/年。
1毫西弗=1000微西弗。
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