科学

据美国物理学家组织网3月16日(北京时间)报道,目前的商业核电站都是用核裂变来发电,核聚变迄今还无法用于大规模商业核电站中。最近,美国国家点火装置(NIF)项目的科学家攻克了点火装置中两个关键难题,如太阳般的极端高温以及均匀的、使标靶不会失形的压力,从而演示了在激光驱动下产生核聚变所需的条件。研究结果发表在近日出版的《物理评论快报》上。
与核裂变相比,聚变反应能产生同样巨大的能量但核废料却更少。NIF的目标是实现聚变反应,最终用来生产可持续的清洁能源。NIF科学家们正在研究的是一种惯性约束聚变(ICF),即在高能激光热量和压力条件下的聚变,将一个一英寸(约2.5厘米)见方的金质燃料芯块(称为“黑体辐射空腔”)作为氢同位素原子核发生聚变的场所。ICF反应的目标是获得点火,让聚变反应内部的燃料芯块所产生的能量,比激光引发反应时所提供的能量高10至20倍甚至更高。
在最近的实验中,NIF科学家获得了类似太阳的极端高温以及均匀、使标靶不会失形的压力。他们用一种直径2毫米的塑料小球代替了金质黑体辐射空腔,将192束激光聚集在含氦元素的塑料球上,所产生的巨大热量中近90%转换为X射线,使温度达到360万摄氏度。在这一温度下,2毫米直径的塑料球各向均匀收缩为只有1/10毫米。
NIF副主管爱德华·莫斯表示,新实验已经模拟出聚变反应发生的实验条件,比以前更加切实可行,并有望在明年上半年进行真正的演示。研究人员目前正在对含有不等量氘和氚的小球进行测试,以检验不对称向心聚爆的可行性,以实现最终的点火。
尽管实验条件看起来相当成熟,但真正的点火跟实验还有些不同。真正点火时,燃料芯块中用的不是氦而是铍元素,并包含了氢同位素氘和氚。激光产生的X射线使铍产生一种向内的向心聚爆,将震波传给氢同位素,进一步提高氘和氚原子核的温度,达到临界点后,它们才会克服彼此的斥力而聚合在一起。(来源:科技日报 常丽君) 更多阅读 PRL发表论文一摘要(英文) PRL发表论文二摘要(英文)
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  1.1986年前苏联切尔诺贝利核灾难(INES 7)

1986年前苏联切尔诺贝利核灾难
1986年前苏联切尔诺贝利核灾难
迄今为止,切尔诺贝利核电站的蒸汽爆发和反应堆熔毁事故仍旧是历史上唯一一场INES等级达到7级的核事故。
迄今为止,切尔诺贝利核电站的蒸汽爆发和反应堆熔毁事故仍旧是历史上唯一一场INES等级达到7级的核事故。
切尔诺贝利已经成为核事故的一个代名词,反原子能抗议者经常用“另一个切尔诺贝利”这样的字眼儿警告世人
切尔诺贝利已经成为核事故的一个代名词,反原子能抗议者经常用“另一个切尔诺贝利”这样的字眼儿警告世人
有超过33.5万人被迫撤离疏散区。此次核事故的直接死亡人数为53人,另有数千人因受到辐射患上各种慢性病。
有超过33.5万人被迫撤离疏散区。此次核事故的直接死亡人数为53人,另有数千人因受到辐射患上各种慢性病。

  1986年前苏联发生的切尔诺贝利核灾难严重程度超过克什特姆核事故,如果将核辐射扩散程度作为测量标准,这场核灾难的严重程度达到克什特姆核灾难的4倍。迄今为止,切尔诺贝利核电站的蒸汽爆发和反应堆熔毁事故仍旧是历史上唯一一场INES等级达到7级的核事故。
 

  这场核灾难发生在1986年4月26日,当时4号反应堆的技术人员正进行透平发电机试验,即在停机过程中靠透平机满足核电站的用电需求。由于人 为失误导致一系列意想不到的突然功率波动,安全壳发生破裂并引发大火,放射性裂变产物和辐射尘释放到大气中。当时的辐射云覆盖欧洲东部、西部和北部大部分 地区,有超过33.5万人被迫撤离疏散区。此次核事故的直接死亡人数为53人,另有数千人因受到辐射患上各种慢性病。
 

  今天,切尔诺贝利周边地区呈现出一种怪异的“反差”。切尔诺贝利和普里皮亚特这两座遭到遗弃的城市慢慢走向衰亡,周围林地和森林地区的野生动物 却因为人类的撤离呈现出一片欣欣向荣的景象。有报道称,当地甚至再次出现了已经消失几个世纪的猞猁和熊,它们的出现说明大自然拥有惊人的恢复能力,生命即 使在最为可怕的环境下也有能力适应并进行调整。
 

  切尔诺贝利已经成为核事故的一个代名词,反原子能抗议者经常用“另一个切尔诺贝利”这样的字眼儿警告世人,就像反战人士经常喊出“另一场越战” 的口号一样。切尔诺贝利核电站所在地区被称之为“疏散区”,乌克兰政府很难阻止自称“潜行者”的人进入这一地区冒险取乐。对于这些不知危险为何物的家伙, 我们要送他们一句话——一些看不见的东西会让你们“很受伤”。
 

  前苏联切尔诺贝利核灾难是历史上唯一一场INES等级达到7级的核事故,但谁也无法保证不会发生另一场达到7级甚至更为严重的核灾难。自然灾 害、人为失误以及设备老化都是核工业无法回避的现实。全世界正在运营以及建造中的核电站共有近500座,我们当前面临的问题并不是未来是否会发生另一场核 事故,而是“何时”发生。
 

  2.2011年日本福岛第一核电站事故(INES 4+)

2011年日本福岛第一核电站事故
2011年日本福岛第一核电站事故
福岛第一核电站位于东京东北部170英里(约合270公里),是世界上规模最大的核电站之一,共建有6座核反应堆
福岛第一核电站位于东京东北部170英里(约合270公里),是世界上规模最大的核电站之一,共建有6座核反应堆
福岛第一核电站事故仍处在“进行时”,INES等级被定为4级,但法国核安全机构认为实际严重程度超过4级。 
福岛第一核电站事故仍处在“进行时”,INES等级被定为4级,但法国核安全机构认为实际严重程度超过4级。

  福岛第一核电站位于东京东北部170英里(约合270公里),是世界上规模最大的核电站之一,共建有6座核反应堆,负责为东京和日本电网供电。 3月11日,日本发生9级大地震,仙台未能幸免遇难。地震引起的断电导致反应堆冷却剂泵停止工作。存放在地势较低地区的备用柴油发电机也在地震引发的海啸 中严重受损。
 

  由于1号反应堆所在建筑内的发电机无法启动,反应堆芯温度不断升高,安全壳建筑内的氢气不断积聚,达到危险水平。发电机产生的火花可能导致氢气 爆炸,安全壳的屋顶被掀翻。第二天,3号反应堆所在建筑内的氢气发生强度更大的爆炸。14日,2号反应堆所在建筑也发生爆炸。由于贮水池内的水蒸发殆 尽,4号反应堆所在建筑内存储的燃料可能起火燃烧。
 

  福岛第一核电站事故仍处在“进行时”,INES等级被定为4级,但法国核安全机构认为实际严重程度超过4级。核安全机构主席安得烈-克劳德·拉科斯特在14日举行的记者招待会上指出:“4级已经非常严重,但我们认为这场核事故的严重程度至少达到5级,甚至是6级。”

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  3月11日,日本发生强烈地震并引发海啸,福岛第一核电站也在地震中受损并引发核事故。国际原子能机构(IAEA)的国际核安全和辐射事件等级(以下简称INES)共分7个等级。以下是根据INES等级列出的史上最为严重的十大核事故,严重程度从小到大,刚刚发生的福岛核事故也位列其中。

  1.1986年前苏联切尔诺贝利核灾难(INES 7)

1986年前苏联切尔诺贝利核灾难
1986年前苏联切尔诺贝利核灾难

迄今为止,切尔诺贝利核电站的蒸汽爆发和反应堆熔毁事故仍旧是历史上唯一一场INES等级达到7级的核事故。
迄今为止,切尔诺贝利核电站的蒸汽爆发和反应堆熔毁事故仍旧是历史上唯一一场INES等级达到7级的核事故

切尔诺贝利已经成为核事故的一个代名词,反原子能抗议者经常用“另一个切尔诺贝利”这样的字眼儿警告世人
切尔诺贝利已经成为核事故的一个代名词,反原子能抗议者经常用“另一个切尔诺贝利”这样的字眼儿警告世人

有超过33.5万人被迫撤离疏散区。此次核事故的直接死亡人数为53人,另有数千人因受到辐射患上各种慢性病。
有超过33.5万人被迫撤离疏散区。此次核事故的直接死亡人数为53人,另有数千人因受到辐射患上各种慢性病

  1986年前苏联发生的切尔诺贝利核灾难严重程度超过克什特姆核事故,如果将核辐射扩散程度作为测量标准,这场核灾难的严重程度达到克什特姆核灾难的4倍。迄今为止,切尔诺贝利核电站的蒸汽爆发和反应堆熔毁事故仍旧是历史上唯一一场INES等级达到7级的核事故。

  这场核灾难发生在1986年4月26日,当时4号反应堆的技术人员正进行透平发电机试验,即在停机过程中靠透平机满足核电站的用电需求。由于人为失误导致一系列意想不到的突然功率波动,安全壳发生破裂并引发大火,放射性裂变产物和辐射尘释放到大气中。当时的辐射云覆盖欧洲东部、西部和北部大部分地区,有超过33.5万人被迫撤离疏散区。此次核事故的直接死亡人数为53人,另有数千人因受到辐射患上各种慢性病。

  今天,切尔诺贝利周边地区呈现出一种怪异的“反差”。切尔诺贝利和普里皮亚特这两座遭到遗弃的城市慢慢走向衰亡,周围林地和森林地区的野生动物却因为人类的撤离呈现出一片欣欣向荣的景象。有报道称,当地甚至再次出现了已经消失几个世纪的猞猁和熊,它们的出现说明大自然拥有惊人的恢复能力,生命即使在最为可怕的环境下也有能力适应并进行调整。

  切尔诺贝利已经成为核事故的一个代名词,反原子能抗议者经常用“另一个切尔诺贝利”这样的字眼儿警告世人,就像反战人士经常喊出“另一场越战”的口号一样。切尔诺贝利核电站所在地区被称之为“疏散区”,乌克兰政府很难阻止自称“潜行者”的人进入这一地区冒险取乐。对于这些不知危险为何物的家伙,我们要送他们一句话——一些看不见的东西会让你们“很受伤”。

  前苏联切尔诺贝利核灾难是历史上唯一一场INES等级达到7级的核事故,但谁也无法保证不会发生另一场达到7级甚至更为严重的核灾难。自然灾害、人为失误以及设备老化都是核工业无法回避的现实。全世界正在运营以及建造中的核电站共有近500座,我们当前面临的问题并不是未来是否会发生另一场核事故,而是“何时”发生。

  2.2011年日本福岛第一核电站事故(INES 4+)

2011年日本福岛第一核电站事故
2011年日本福岛第一核电站事故

福岛第一核电站位于东京东北部170英里(约合270公里),是世界上规模最大的核电站之一,共建有6座核反应堆
福岛第一核电站位于东京东北部170英里(约合270公里),是世界上规模最大的核电站之一,共建有6座核反应堆

福岛第一核电站事故仍处在“进行时”,INES等级被定为4级,但法国核安全机构认为实际严重程度超过4级。
福岛第一核电站事故仍处在“进行时”,INES等级被定为4级,但法国核安全机构认为实际严重程度超过4级

  福岛第一核电站位于东京东北部170英里(约合270公里),是世界上规模最大的核电站之一,共建有6座核反应堆,负责为东京和日本电网供电。3月11日,日本发生9级大地震,仙台未能幸免遇难。地震引起的断电导致反应堆冷却剂泵停止工作。存放在地势较低地区的备用柴油发电机也在地震引发的海啸中严重受损。

  由于1号反应堆所在建筑内的发电机无法启动,反应堆芯温度不断升高,安全壳建筑内的氢气不断积聚,达到危险水平。发电机产生的火花可能导致氢气爆炸,安全壳的屋顶被掀翻。第二天,3号反应堆所在建筑内的氢气发生强度更大的爆炸。14日,2号反应堆所在建筑也发生爆炸。由于贮水池内的水蒸发殆尽,4号反应堆所在建筑内存储的燃料可能起火燃烧。

  福岛第一核电站事故仍处在“进行时”,INES等级被定为4级,但法国核安全机构认为实际严重程度超过4级。核安全机构主席安得烈-克劳德·拉科斯特在14日举行的记者招待会上指出:“4级已经非常严重,但我们认为这场核事故的严重程度至少达到5级,甚至是6级。”

  3.2004年日本美浜核电站事故(INES 1)

2004年日本美浜核电站事故
2004年日本美浜核电站事故

虽然并未导致核泄漏,但蒸汽爆发还是导致5名工人死亡,数十人受伤。
虽然并未导致核泄漏,但蒸汽爆发还是导致5名工人死亡,数十人受伤

  国际原子能机构于1990年引入INES等级,采用对数进行分级,每一等级的严重程度相差近10倍,与用于判断地震震级的里氏震级类似。webecoist.com网站的世界最严重核事故排行榜从2004年8月9日发生在日本美浜核电站的蒸汽爆发事故开始,INES等级为1级。

  美浜核电站座落于东京西部大约320公里的福井县,1976年投入运营,1991年至2003年曾发生过几次与核有关的小事故。2004年8月9日,涡轮所在建筑内连接3号反应堆的水管在工人们准备进行例行安全检查时突然爆裂。虽然并未导致核泄漏,但蒸汽爆发还是导致5名工人死亡,数十人受伤。2006年,美浜核电站又发生火灾,导致两名工人死亡。

  4.2002年美国戴维斯-贝斯反应堆事故(INES 3)

2002年美国戴维斯-贝斯反应堆事故
2002年美国戴维斯-贝斯反应堆事故

严重腐蚀导致核电站关闭了两年左右
严重腐蚀导致核电站关闭了两年左右

如果附近的控制棒在爆炸中受损,关闭反应堆和避免堆芯熔毁将面临相当难度
如果附近的控制棒在爆炸中受损,关闭反应堆和避免堆芯熔毁将面临相当难度

  戴维斯-贝斯核电站座落于俄亥俄州橡树港北部大约10英里(约合16公里),1978年7月投入运营,计划于2017年4月关闭。运营期间,这座核电站曾多次出现安全问题,包括1998年遭到一场F2级龙卷风袭击。最严重的事故发生在2002年3月,当时出现的严重腐蚀导致核电站关闭了两年左右。

  维修期间,工人们在碳钢结构反应堆容器上发现一个6英寸(约合15.24 厘米)深的腐蚀洞。遭腐蚀后的容器厚度只有3/8英寸(约合9.52毫米),用以防止灾难性的爆炸和随之而来的冷却剂泄漏。如果附近的控制棒在爆炸中受损,关闭反应堆和避免堆芯熔毁将面临相当难度。

  5.1961年美国国家反应堆试验站事故(INES 4)

1961年美国国家反应堆试验站事故(INES 4)
1961年美国国家反应堆试验站事故(INES 4)

当时的蒸汽爆发和熔毁导致1号固定式小功率反应堆的3名工人死亡
当时的蒸汽爆发和熔毁导致1号固定式小功率反应堆的3名工人死亡

  1961年1月3日发生在美国的核事故是最为早期的大型核电站事故之一,当时的蒸汽爆发和熔毁导致1号固定式小功率反应堆的3名工人死亡。这座反应堆位于爱达荷州瀑布市西部大约40英里(约合60公里)的国家反应堆试验站,采用单一大型中央控制棒,现在已经废弃。

  在对反应堆进行维护时,工作人员需要将控制棒拔出大约4英寸(约合10厘米),但这项操作最终出现可怕故障。控制棒被拔出了26英寸(约合65厘米),导致核反应堆进入临界状态,随后发生爆炸并释放出放射性物质,共造成3名工人死亡。其中一名工人被屏蔽塞钉在反应堆所在建筑的屋顶上。当时释放到环境中的核裂变产物达到1100居里左右。虽然地处爱达荷州偏远的沙漠地区,但辐射造成的破坏并未有所缓解。在其中一幅照片中,起重机正从安全壳建筑中吊出遭到破坏的反应堆芯。

  6.1977年捷克斯洛伐克Bohunice核电站事故(INES 4)

1977年捷克斯洛伐克Bohunice核电站事故
1977年捷克斯洛伐克Bohunice核电站事故

由前苏联设计,虽然独特但并不成熟,从一开始就种下灾难的种子
由前苏联设计,虽然独特但并不成熟,从一开始就种下灾难的种子

  1977年,捷克斯洛伐克(现在的斯洛伐克)Jaslovské Bohunice的Bohunice核电站发生事故。当时,核电站最老的A1反应堆因温度过高导致事故发生,几乎酿成一场大规模环境灾难。A1反应堆也被称之为“KS-150”,由前苏联设计,虽然独特但并不成熟,从一开始就种下灾难的种子。

  A1反应堆的建造开始于1958年,历时16年。未经验证的设计很快就暴露出一系列缺陷,在投入运转的最初几年,这个反应堆曾30多次无缘无故关闭。1976年初,反应堆发生气体泄漏事故,导致两名工人死亡。仅仅一年之后,这座核电站又因燃料更换程序的缺陷和人为操作失误发生事故,当时工人们居然忘记从新燃料棒上移除硅胶包装,导致堆芯冷却系统发生故障。排除污染的工作仍在继续,要到2033年才能彻底结束。

  7.1993年前苏联托姆斯克-7核燃料回收设施事故(INES 4)

1993年前苏联托姆斯克-7核燃料回收设施事故
1993年前苏联托姆斯克-7核燃料回收设施事故

虽然俄罗斯前总统叶利钦放宽了对谢韦尔斯克的限制,但直到今天,政府仍不允许公众进入这座城市
虽然俄罗斯前总统叶利钦放宽了对谢韦尔斯克的限制,但直到今天,政府仍不允许公众进入这座城市

  西伯利亚公司Chemical Enterprises旗下拥有众多工厂和核电站,座落于俄罗斯谢韦尔斯克市。这里曾经是前苏联的“秘密之城”,1992年前一直被称之为“托姆斯克-7”,这个代号实际上是一个邮箱号。虽然俄罗斯前总统叶利钦放宽了对谢韦尔斯克的限制,但直到今天,政府仍不允许公众进入这座城市。

  托姆斯克-7核燃料回收设施是谢韦尔斯克市的“企业”之一。1993年4月6日,这座核设施登上头版头条。这一天,工人们用具有高度挥发性的硝酸清理托姆斯克-7钚处理厂的一个地下容器,硝酸与容器内含有痕量钚的残余液体发生反应,随后发生的爆炸掀翻了容器上方的钢筋混凝土盖,并在顶部轰出很多大洞。与此同时,工厂电力系统又因短路发生火灾。爆炸将一个巨大的放射性气体云释放到周围环境。

  8.1999年日本东海村铀处理设施事故(INES 4)

1999年日本东海村铀处理设施事故(INES 4)
1999年日本东海村铀处理设施事故(INES 4)

这起核事故由缺乏培训的工人导致,他们在精炼铀燃料过程中走捷径,忽视了安全问题
这起核事故由缺乏培训的工人导致,他们在精炼铀燃料过程中走捷径,忽视了安全问题

  1999年9月30日,人为操作失误和仓促的商业决定最终导致日本东海村铀处理设施发生事故。这座铀处理设施座落于东京北部的茨城县,此前由JCO Ltd。公司运营,负责处理和精炼供应日本很多核电站的铀燃料。

  这起核事故由缺乏培训的工人导致,他们在精炼铀燃料过程中走捷径,忽视了安全问题。为了按时完成任务,工人们省略了精炼过程的几个步骤。他们在10公升的桶中混合氧化铀粉和硝酸,而不是专用的沉淀池,所倾倒的铀/硝酸是规定数量的7倍。在达到临界点之后,铀/硝酸混合物发生连锁反应,共持续了20个小时。当时共有两名工人死于辐射暴露,另有数十人受到超出正常水平的核辐射。

  9.1979年美国三里岛核事故(INES 5)

1979年美国三里岛核事故
1979年美国三里岛核事故

三里岛核事故并没有导致任何核电站工作人员或者附近居民死伤,但仍旧被视为美国商业核电站运营史上最为严重的核事故。
三里岛核事故并没有导致任何核电站工作人员或者附近居民死伤,但仍旧被视为美国商业核电站运营史上最为严重的核事故

  1979年3月28日,三里岛核电站(位于宾夕法尼亚州哈里斯堡附近)TMI-2反应堆的冷却液泵发生故障,一个卸压阀们无法关闭。控制室工作人员随即听到警报并看到警告灯亮起。不幸的是,传感器本身的设计缺陷导致核电站操作人员忽视或者误解了这些信号,就这样,反应堆芯因温度过高最终熔化。在形势得到控制时,反应堆芯已经熔化一半,反应堆安全壳底部的近20吨熔铀慢慢凝固。安全壳内部的蒸汽和气体排放口导致大量放射性物质释放到大气和周围环境。

  三里岛核事故并没有导致任何核电站工作人员或者附近居民死伤,但仍旧被视为美国商业核电站运营史上最为严重的核事故。事故发生后,相关新闻报道铺天盖地而来,有人还将这场核事故与12天前上映的影片《中国综合症》的情节相比较,《周六夜现场》也推出与此相关的短剧,所有这一切都让三里岛核事故在20世纪晚期的流行文化中占据一个显著位置。自这场核事故之后,美国再未发生核事故,也再未建造新核电站。

  10.1957年前苏联克什特姆核灾难(INES 6)

1957年前苏联克什特姆核灾难
1957年前苏联克什特姆核灾难

这座处理厂建有多座反应堆,用于为前苏联的核武器生产钚。
这座处理厂建有多座反应堆,用于为前苏联的核武器生产钚

直到1990年,前苏联政府才对外公布克什特姆核灾难的严重程度。
直到1990年,前苏联政府才对外公布克什特姆核灾难的严重程度

  随着第二次世界大战的结束,世界开始笼罩在冷战的阴云下。冷战期间,前苏联和美国这两个超级大国展开核军备竞赛,由于急于求成,错误就在所难免。1957年9月,位于奥焦尔斯克(1994年之前被称之为“车里雅宾斯克-40”)的玛雅科核燃料处理厂发生事故,INES等级达到6级。

  这座处理厂建有多座反应堆,用于为前苏联的核武器生产钚。作为生产过程的副产品,大量核废料被存储在地下钢结构容器内,四周修建混凝土防护结构,但负责冷却的冷却系统并不可靠,为核事故的发生埋下隐患。

  1957年秋天,一个装有80吨固态核废料的容器周围的冷却系统发生故障。放射能迅速加热核废料,最终导致容器爆炸,160吨的混凝土盖子被炸上天,并产生规模庞大的辐射尘云。当时,共有近1万人撤离受影响地区,大约27万人暴露在危险的核辐射水平环境下。至少有200人死于由核辐射导致的癌症,大约30座城市从此在前苏联的地图上消失。

  直到1990年,前苏联政府才对外公布克什特姆核灾难的严重程度。但在此之前,美国中央情报局就已知道这场灾难,由于担心可能对美国核电站产生负面影响,当时并不披露任何信息。在克什特姆,面积巨大的东乌拉尔自然保护区(也被称之为“东乌拉尔辐射区”)因为这场核事故受到放射性物质铯-137和锶-90的严重污染,被污染地区的面积超过300平方英里(约合800平方公里)。 (孝文)

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  袁竹书
 

  复旦大学核科学与技术系教授


  东方网3月16日消息:据《东方早报》报道,截至昨天,日本核危机仍在不断恶化。
 

  人们有疑问,如果危机持续,最坏的结果会是怎样?
 

  核反应堆和煤气灶不一样,煤气灶只要把煤气切断,就完全没有火了。反应堆利用的是一种叫铀235的核燃料连锁的核裂变。当你把控制棒插到这个堆 芯的底部的话,它把中子大部分都吸掉了,没有中子,裂变反应不能进行,连锁的裂变反应就停堆了。但是,正常的停堆之后,还有百分之几的核燃料还在继续的裂 变反应,不可能彻底停下。只要有裂变反应它就会放出热量。
 

  人们本来利用裂变时放出的热量,加热水产生水蒸气来推动汽轮机发电。虽然停堆了,但是这个热源还存在。除此之外,反应堆里还有很多水,本来把热 源传导出就是靠这些水,温度升高后,水蒸发成蒸汽,容器的压力就会升高。正常的情况下面,停堆以后冷却系统就会正常工作,来冷却这个堆芯。冷却水主要是通 过泵把外面的水抽进来,把里面的热水抽出去,形成一个循环。
 

  水循环需要有动力支持。正常情况下,反应堆有三路电源,现在三路电源全部失效,所以不能冷却,温度越来越高,蒸汽压也越来越高。问题就出现了。
 

  日本技术人员想了一个办法,打开密封的不锈钢容器的阀门,把里面的气体排出去一点。正常状态下,容器内部的气体是不容许直接向大气排放的,因为这个反应堆里多少有一些放射性的元素。但是地震之后出现了非正常情况,压力容器难以承受巨大压力。
 

  据新闻报道,1号机组已经有少量燃料棒熔化,铀235的氧化物做成的燃料棒不直接放进反应堆,外面有一层锆合金密封,锆合金本身耐高压高温,但 当温度超过了一定限度的时,高合金棒开始熔化,里面的核燃料暴露出来。当高压的蒸汽喷出去的时候,也就把放射性的元素带出去了,周边环境会受到辐射。
 

  媒体所说的中心控制室里面,放射性比正常值上升了1000倍,指的就是上述这个情况。虽然总体的辐射量不是太大,但日本政府为了预防,把人员撤离的范围从3公里扩大到10公里。
 

  最坏的情况,就是温度持续升高最后达到压力容器承受不了的程度,容器破损炸开。这时,所有放射性物质彻底暴露在空气中。
 

  但是目前来说,即使出现最坏情况,影响依然非常有限,距离远根本没有问题。核心受灾区,依然在半径二三十公里的范围里面。
 

  理论上说,出现最糟的结果之后,距离日本遥远的地方也会受到影响。爆炸形成的微粒会漂浮在空中,一部分比较轻的气溶胶,飘洒得比较远,远方的人受到辐射。
 

  但事实上这种辐射影响太小,几乎可以忽略不计。
 

  我们的生活环境中就有各种辐射,这被称为“本底辐射”。附加的辐射并非就等于一定会引起人们什么样的疾病。
 

  切尔诺贝利核电站爆炸造成了有史以来最严重的核事故,影响整个欧洲。北欧、瑞典、挪威都测量到放射性辐射增加。然后,经过一段时间,70多个国家联合评估发现,人们受到的附加辐射其实不多,相当于一年的“本底辐射”增加了一倍,没有发现对公众健康有巨大影响。”

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  美国忧思科学家联盟核安全计划负责人、核工程师大卫·洛克博姆撰文指出,面对日本强烈地震和海啸导致的核事故,美国政府应当重新考虑自身的核安全策略。洛克博姆曾参与美国3座反应堆的制造,这些反应堆的设计与日本福岛第一核电站的反应堆类似。此外,洛克博姆还曾担任美国核管理委员会的技术指导。

  日本的核灾难仍在继续,尚无法对严重程度进行全面评估,同时也无法评估将对美国的核能政策产生何种影响。但洛克博姆指出,美国政府应该像1986年切尔诺贝利核灾难发生后的做法一样做出积极反应,对已发生的核事故进行评估,同时制定必要举措以更好地管理本国的核风险。

  美国政府需要重视的问题包括:是否应对反应堆进行进一步保护,以应对断电和地震?消防措施方面的缺陷是否仍未得到纠正?是否应该扩大应急反应计划,以更好地应对区域性核灾难?

  日本反应堆最初面临的挑战显然是由正常和备用供电设备遭破坏所致。在设计上,反应堆在这种情况下只能坚持8个小时,如果在8小时内恢复正常或者备用供电设备,便不会造成大的破坏。日本反应堆并没有最终坚持住,导致出现严重问题,必须采取措施冷却反应堆芯。

  美国的绝大多数反应堆在设计上只能在断电情况下坚持4个小时。为此,美国政府需采取措施提高在4小时内恢复供电的能力,同时寻找更为理想的冷却方式,以便在超出这一时间情况下提高反应堆的承受能力。

  日本反应堆在设计上能够经受住地震和海啸考验。但由于地震和海啸的双重打击,大量应急系统无法正常工作,导致操作人员几乎没有任何选择。日本核事故带给我们这样的教训:反应堆在设计上未能考虑地震可能产生的所有影响,因此也就无法在发生大地震时幸免于难。

  我们知道地震可导致核反应堆发生火灾,美国反应堆安全研究指出火灾可导致主要以及备用应急系统损坏失灵,给反应堆芯的安全构成重大威胁。美国的数十座核反应堆已经在违反联邦消防法规情况下运转多年,并且近期内并未制定任何消除这种安全隐患的计划。

  除了加强反应堆自身安全外,如何保护核电站附近居民也是美国政府不得不考虑的问题。严重的核事故让日本的应急反应能力面临严峻考验。美国的反应堆应急计划建立在这样一种假设基础之上,即只需要足够的应急反应资源便可应对反应堆事故。日本发生的核事故再次提醒美国政府,需要重新审视自身的应急计划,以确保公众能够在各种灾难同时发生情况下获得必要的帮助。(shooter)

发表在栏目: 自然

  日本核泄漏事故发生后,美国麻省理工学院科技政策与产业发展中心的博士Josef Oehmen撰写了一篇题为“为什么我不担心日本的核电站”的文章,以相对通俗的话语解释了核安全问题,在网络上流传甚广。不过,因为其主业为“供应链危机管理”(supply chain risk management)研究,因此文章的一些观点也引起了部分读者的质疑。

  我在这里写下这些文字,是为了让大家对在日本发生的事情——核反应堆的安全问题,感到放心。事态确实严重,但是已经在控制范围内。这篇东西很长!但是你读完之后,你会比世界上任何记者都明白核反应堆究竟是怎么回事。

  核泄漏确实已经发生,但是在将来不会有任何显著的泄漏。

  “显著泄漏”大概会是个什么程度?打个比方说,可能比你乘坐一趟长途飞行,或是喝下一杯产自本身具有高程度自然辐射地区的啤酒,所受到的辐射要多一些。

  我读了自从地震发生以来的所有新闻报道。可以说几乎没有一篇是准确或是无误的(当然也可能是因为地震发生之后在日本的通讯问题)。关于“没有一篇是无误的”,我并不是指那些带有反核立场的采访,毕竟这在现在也挺常见的。我指的是其中大量的关于物理和自然规律的错误,及大量对于事实的错误解读——可能是因为写稿子的人本身并不了解核反应堆是如何建造和运营的。我读过一篇来自CNN的3页长度的报道,每一个段落都至少包含一个错误。

  接下来我们会告诉大家一些关于核反应堆的基本原理,然后解释目前正在发生的是什么。

  福岛核电站的反应堆属于“沸水反应堆”(Boiling Water Reactors),缩写BWR。沸水反应堆和我们平时用的蒸汽压力锅类似。核燃料对水进行加热,水沸腾后汽化,然后蒸汽驱动汽轮机产生电流,蒸汽冷却后再次回到液态,再把这些水送回核燃料处进行加热。蒸汽压力锅内的温度通常大约是250摄氏度。

  上文提到的核燃料就是氧化铀。氧化铀是一种熔点在3000摄氏度的陶瓷体。燃料被制作成小圆柱(想像一下就像乐高积木尺寸的小圆柱)。这些小圆柱被放入一个用锆锡合金(熔点2200摄氏度)制成的长桶,然后密封起来。这就是一个燃料棒(fuelrod)。然后这些燃料棒被放到一起组合为一个更大的单元,接着这些燃料单元被放入反应堆内。所有的这些,就是一个核反应堆核心(core)的内容。

  锆锡合金外壳是第一层护罩,用来将具有放射性的核燃料与世隔绝。

  然后,核心被放入“压力容器”中,也就是我们之前提到的蒸汽压力锅的比喻。压力容器是第二层护罩。这是一个坚固结实的大锅,设计用于容纳一个温度可能达到数百摄氏度的核心。在核心降温措施恢复前,压力容器起到一定的保护作用。

  一个核反应堆的所有的这些“硬件”——压力容器,各种管道,泵,冷却水,被封装到第三层护罩中。第三层护罩是一个完全密封的,用最坚固的钢和混凝土制成的非常厚的球体。第三层护罩的设计,建造和测试只是为了一个目的:当核心完全熔融时,将其包裹在其中。为了实现这个目的,在压力容器(第二层护罩)的下方,铸造了一个非常巨大厚实的混凝土大碗,这一切都在第三层护罩的内部。这样的设计就像是为了“抓住核心”。如果核心熔融,压力容器爆裂(并且也最终融化的话),这个大碗就可以装下融化了的燃料及其他一切。这个大碗设计成让融化的燃料能够向四周铺开,从而实现散热。

  在第三层护罩的周围包裹的是反应堆厂房。反应堆厂房是一个将各种风吹雨打挡住的外壳(这也是在爆炸中被毁坏的部分,我们稍后再说)。

  福岛第一核电站1号机确实是通用电气的MarkI型沸水堆。新闻里露出钢筋的部分是最外部的厂房,里面的安全壳应该没事。

  核反应的一些基本原理

  铀燃料通过核分裂产生热量。大的铀原子分裂成更小的原子,这样就产生热量及中子(构成原子的一种粒子)。当中子撞击另外一个铀原子时,就触发分裂,产生更多的中子并一直继续下去。这就是核裂变的链式反应。而现在的情况是,当一堆燃料棒凑在一起时就会很快导致过热,然后在45分钟后就会导致燃料棒融化。但是值得指出的是,在核反应堆内的燃料棒是绝对不可能导致像原子弹那样的核爆炸的。制造一颗原子弹实际上是相当困难的(不信你们可以去问问伊朗)。当年切尔诺贝利的情况是,爆炸是由于大量的压力积攒,氢气爆炸然后摧毁了所有的护罩,接着将大量的融化的核心挥洒到了外界(就像一颗“脏弹”)。这样的情况为什么在日本没有发生,及为什么不会发生,请继续看下面。

  为了控制链式反应的发生,反应堆操作员会用到“控制棒”。控制棒可以吸收中子,从而瞬间停止链式反应。一个核反应堆是这样设计的:当一切正常运转时,所有的控制棒是不会用到的。冷却水会在核心产生热量的同时带走热量(并转化为蒸汽和电力),并且在常规的250摄氏度的运转温度下还有许多余地。

  而挑战在于将控制棒插入并停止链式反应后,核心依然在产生热量。虽然铀元素的链式反应已经停止,但是在铀元素的核裂变过程中会产生一些具有放射性的副产品,比如铯和碘同位素,这些元素的放射性同位素会最终衰变为更小的原子,然后失去放射性。在这些元素的衰变过程中,也会产生热量。因为它们不会再从铀元素中产生(在控制棒插入之后铀元素就停止衰变了),所以它们的数量会越来越少,然后在衰变结束的过程中,大约几天时间内,核心就会最终冷却下来。

  目前让人头痛的就是这些余热。实如此,所以操作员们只能退到“纵深防御”中更进一层。这一切,无论我们看起来多么不可思议,但却是反应堆操作员的培训的一部分——从日常运营到控制一个要融化的核心。

  于是在这个时候外界开始谈论可能发生的核心熔融。因为到了最后,如果冷却系统无法恢复,核心就一定会融化(在几个小时或是几天内),然后最后一层防线——第三层护罩及护罩内的大碗,就将经受考验。

  但是此时最重要的任务是在核心持续升温时控制住,并且确保第一层护罩(燃料棒的锆锡合金外壳),及第二层护罩(压力容器)能够保持完整并尽可能多工作一段时间,从而让工程师们能够有足够的时间修好冷却系统。

  既然让核心冷却是那么重要的事情,因此反应堆内实际上有多个冷却系统(反应堆给水清洁系统,衰变降温系统,反应堆核心隔离冷却系统,备用水冷系统,及紧急核心冷却系统)。而究竟哪一个失效了或是没有失效在此时无法得知。

  所以想像一下,一个在炉子上的压力锅,持续地,慢慢地在进行加热。操作员在采取各种手段去消除其中的热量,但是锅内的压力在持续上升。于是当务之急是保住第一层护罩(熔点为2200摄氏度的锆锡合金),及第二层护罩——压力容器。而为了保住第二层护罩,其中的压力就需要时不时进行释放。因为在紧急时刻进行压力释放是一件重要的事,所以反应堆共有11个用于释放压力的阀门。操作员开始通过时不时地旋松阀门来释放压力容器内的压力。此时压力容器内的温度是550摄氏度。

  这就是关于“辐射泄漏”的报道开始的时刻。我在上文中解释了为什么释放压力的同时实际上会释放第二类放射性物质(主要是N-16和氩),及为什么这样做其实毫无危险。放射性氮元素和氩对于人类健康没有威胁。

  就在旋松阀门的过程中,发生了爆炸。爆炸发生在第三层护罩外部,反应堆厂房内。反应堆厂房不具有隔绝放射性物质的功能。虽然目前并不清楚到底发生了什么,但是这是一个很有可能的场景:操作员决定让压力容器内的蒸汽释放到厂房内,而不是直接到厂房外部(这样可以让放射性元素有更长的时间用于衰变)。而问题在于,由于核心内的高温,水分子会分解为氧和氢——一种易爆混合气体,于是也确实在第三层护罩外爆炸了。历史上也曾发生过一次类似的爆炸,不过是在压力容器内(因为压力容器没有设计好并且操作失误),进而导致了切尔诺贝利事件。而福岛核电站不会有这样的问题。氢氧混合气体是在设计核电站时需要考虑的一个巨大问题,因此反应堆在建造时就考虑到了不能让这样的爆炸发生在护罩内部。如果在护罩外部爆炸了,虽然也不是设想中的状况但是可以接受,因为即使爆炸了也不会对护罩产生影响。

  因此,在阀门被旋松时,压力得以控制。而现在的问题时,如果水一直沸腾的话,那么水位就会持续下降。核心大概被几米深的水覆盖,使得其能够在空气中暴露前坚持几个小时或几天。而一旦没有水覆盖,那么暴露的燃料棒就会在45分钟后达到其2200摄氏度的熔点。而这样就会导致第一层护罩,燃料棒的锆锡合金外壳融化。

  而这样的事情正在开始发生。冷却系统无法在燃料棒开始融化前恢复运转,不过燃料棒中的核燃料此时依然是完好的,包裹燃料的锆锡合金外壳已经开始融化。而目前正在发生的,就是一些铯和碘同位素开始随着释放出来的蒸汽,泄漏到反应堆外。最严重的问题——铀燃料,目前依然是受控的,因为氧化铀的熔点在3000摄氏度。目前已经确认的是,检测到有一部分铯和碘同位素随着蒸汽泄漏到了大气中。

  这似乎是一个启动“B计划”的信号。通过在大气中检测到的铯和碘同位素,操作员可以确认某一根燃料棒的外壳(第一层护罩)已经存在破损。“A计划”在于恢复某个常规冷却系统。为什么这个计划失败目前并不清楚,而一种可能性是海啸冲走或是污染了所有用于冷却系统的纯净水。

  用于冷却系统的给水是非常纯净的,去除了所有矿物质的水。使用纯净水的原因在于:纯净水很大程度上不会被激活,因此可以保持相对无辐射。而如果是脏水,那么更容易捕获中子,进而变得更加具有放射性。这不会影响到核心——因为核心不会被冷却水影响。但是会使得操作员更难处理这些具有轻度放射性的活化水。

  但是“A计划”失败了——系统无法冷却,并且也没有额外的纯净水。因此“B计划”被启动。而这就是目前正在发生的:

  为了避免核心融化,操作员开始使用海水来冷却核心。我不是十分清楚,他们是用海水浸泡住压力容器(第二层护罩),还是淹住反应堆外壳(第三层护罩)。不过这个不是我们现在要讨论的。

  要点在于核燃料现在确实已经冷却下来了。因为链式反应早就已经停止,所以目前只有非常少量的余热在产生。已经使用了的大量冷却水可以带走这些余热。因为是注入了大量的水,所以目前核心已经无法再产生足够的热量去大幅度提升压力。并且,海水中加入了硼酸。硼酸是一种“液体控制棒”。无论发生什么样的衰变,硼都可以捕获产生的中子并进一步加速核心的冷却。

  福岛核电站曾经十分接近核心融化。但是,目前最坏的情况已被避免:如果没有将海水注入,那么操作员就只能继续旋松阀门以释放压力。第三层护罩必须完全密封,以避免其中发生的核心融化泄漏出任何的放射性物质,然后会经过一段等待期,等待护罩内的裂变副产品完成衰变,所有的放射性粒子会附着在护罩内壁。冷却系统最终会被恢复,融化的核心也会冷却至一个可控的温度。护罩内部会被清理。然后需要做一项棘手肮脏的事情——将融化了核心移出,将凝固了的燃料棒及燃料一块一块地装入运输装置,运送到核废料处理厂进行处理。根据损坏状况,核电站的这块区域需要进行修理或是彻底拆除。

  核反应堆内的第一类放射性物质就是燃料棒中的铀元素,及放射性副产物铯和碘同位素。这些物质都在燃料棒内部。

  而除此之外,还存在第二类放射性物质,产生于燃料棒外部。而首先需要说明的是,这些外部的放射性物质的半衰期都非常短,这意味着它们会在很短的时间内衰变为没有放射性的物质。“很短”的意思就是几秒。所以即使这类放射性物质被释放到自然环境中,它们也是毫无危害的。为什么呢?因为大约就在你读完“R-A-D-I-O-N-U-C-L-I-D-E”的这几秒内,这类物质就衰变到完全不具有放射性了。这类放射性物质就是氮-16(N-16),也就是氮气(构成大气的气体之一)的具有放射性的同位素。另外就是一些稀有气体比如氩。但是这些物质是如何产生的呢?当铀原子裂变时,会产生一个中子。大部分的这些中子都会撞击到其他的铀原子,由此链式反应就一直持续发生。但是其中的一些会离开燃料棒并撞击到水分子,或是冷却水中的空气。然后,一个不具有放射性的元素就会“捕获”这个中子,并变得有放射性。而就如前文所述,在数秒内它就会衰变到它本来的面目。

  上面所描述第二类的放射性物质在我们接下来要讨论的核泄漏中非常重要。

  福岛到底发生了什么

  接下来我会试着去总结目前的主要事实。冲击核电站的地震的威力是核电站设计时所能承受的威力的五倍(里氏震级之间的放大倍数是对数关系,所以8.9级地震的威力是8.2级,即核电站的设计抗震威力的5倍,而不是0.7的差异)。所以我们首先为日本的工程技术水平喝彩,至少一切目前是保下来了。

  当8.9级地震冲击核电站时,所有的反应堆就自动关闭了。在地震开始后的数秒内,控制棒就插入到了核心内,链式反应即刻中止。而此时,冷却系统就开始带走余热。这些余热相当于反应堆正常运转时产生的3%的热量。

  地震摧毁了核反应堆的外部电力供应。而这是核反应堆能够遇到的最严重的故障之一,因此,在设计核反应堆的备用系统时,“电站停电”是一种被高度关注的可能性。因为核反应堆的冷却泵需要电力以维持运转。而反应堆关闭后,核电站本身就不能产生任何电力。

  在地震发生后的一小时内一切情况是平稳的。为紧急情况而准备的多组柴油发电机中的一组启动,为冷却泵提供了所需的电力。然后海啸来了,比核电站设计时所预料的规模要更巨大的海啸,摧毁了所有的柴油发电机组。

  在设计核电站时,工程师们所遵循的一个哲学就是“纵深防御”。这意味着你首先需要为了你能够想象到最灾难的情况设计防卫措施,然后为了你觉得可能绝对不会发生的子系统故障设计方案,以确保即使这样的可能绝对不会发生的故障发生后,核电站依然可以安全。而一场巨大的摧毁所有柴油发电机组的海啸就是这样的一种极端情况。而所有的防卫的底线就是前面提到过的第三层护罩,将一切可能发生的最糟糕情况——控制棒插入或者未插入,核心融化或者未融化——容纳于其中。

  当柴油发电机组被冲走后,反应堆操作员将反应堆切换到使用紧急电池。这些电池被设计为备用方案的备用方案,用于提供给冷却系统8个小时所需的电力,并且也确实完成了任务。

  而在这八个小时内,需要为反应堆找到另外一种供电措施。当地的输电网络已经被地震摧毁。柴油发电机组也已经被海啸冲走。所以最后通过卡车运来了移动式柴油发电机。

  整个事件从这一刻起开始变得糟糕。运来的柴油发电机无法连接到电站(因为接口不兼容)。所以当电池耗尽后,余热就无法再被带走。

  在这个点上反应堆操作员开始按照“冷却失灵”的紧急预案进行处理。这是“纵深防御”中的更进一层。理论上供电系统不至于彻底失效,但是现实如此,所以操作员们只能退到“纵深防御”中更进一层。这一切,无论我们看起来多么不可思议,但却是反应堆操作员的培训的一部分——从日常运营到控制一个要融化的核心。

  于是在这个时候外界开始谈论可能发生的核心熔融。因为到了最后,如果冷却系统无法恢复,核心就一定会融化(在几个小时或是几天内),然后最后一层防线——第三层护罩及护罩内的大碗,就将经受考验。

  但是此时最重要的任务是在核心持续升温时控制住,并且确保第一层护罩(燃料棒的锆锡合金外壳),及第二层护罩(压力容器)能够保持完整并尽可能多工作一段时间,从而让工程师们能够有足够的时间修好冷却系统。

  既然让核心冷却是那么重要的事情,因此反应堆内实际上有多个冷却系统(反应堆给水清洁系统,衰变降温系统,反应堆核心隔离冷却系统,备用水冷系统,及紧急核心冷却系统)。而究竟哪一个失效了或是没有失效在此时无法得知。

  所以想像一下,一个在炉子上的压力锅,持续地,慢慢地在进行加热。操作员在采取各种手段去消除其中的热量,但是锅内的压力在持续上升。于是当务之急是保住第一层护罩(熔点为2200摄氏度的锆锡合金),及第二层护罩——压力容器。而为了保住第二层护罩,其中的压力就需要时不时进行释放。因为在紧急时刻进行压力释放是一件重要的事,所以反应堆共有11个用于释放压力的阀门。操作员开始通过时不时地旋松阀门来释放压力容器内的压力。此时压力容器内的温度是550摄氏度。

  这就是关于“辐射泄漏”的报道开始的时刻。我在上文中解释了为什么释放压力的同时实际上会释放第二类放射性物质(主要是N-16和氩),及为什么这样做其实毫无危险。放射性氮元素和氩对于人类健康没有威胁。

  就在旋松阀门的过程中,发生了爆炸。爆炸发生在第三层护罩外部,反应堆厂房内。反应堆厂房不具有隔绝放射性物质的功能。虽然目前并不清楚到底发生了什么,但是这是一个很有可能的场景:操作员决定让压力容器内的蒸汽释放到厂房内,而不是直接到厂房外部(这样可以让放射性元素有更长的时间用于衰变)。而问题在于,由于核心内的高温,水分子会分解为氧和氢——一种易爆混合气体,于是也确实在第三层护罩外爆炸了。历史上也曾发生过一次类似的爆炸,不过是在压力容器内(因为压力容器没有设计好并且操作失误),进而导致了切尔诺贝利事件。而福岛核电站不会有这样的问题。氢氧混合气体是在设计核电站时需要考虑的一个巨大问题,因此反应堆在建造时就考虑到了不能让这样的爆炸发生在护罩内部。如果在护罩外部爆炸了,虽然也不是设想中的状况但是可以接受,因为即使爆炸了也不会对护罩产生影响。

  因此,在阀门被旋松时,压力得以控制。而现在的问题时,如果水一直沸腾的话,那么水位就会持续下降。核心大概被几米深的水覆盖,使得其能够在空气中暴露前坚持几个小时或几天。而一旦没有水覆盖,那么暴露的燃料棒就会在45分钟后达到其2200摄氏度的熔点。而这样就会导致第一层护罩,燃料棒的锆锡合金外壳融化。

  而这样的事情正在开始发生。冷却系统无法在燃料棒开始融化前恢复运转,不过燃料棒中的核燃料此时依然是完好的,包裹燃料的锆锡合金外壳已经开始融化。而目前正在发生的,就是一些铯和碘同位素开始随着释放出来的蒸汽,泄漏到反应堆外。最严重的问题——铀燃料,目前依然是受控的,因为氧化铀的熔点在3000摄氏度。目前已经确认的是,检测到有一部分铯和碘同位素随着蒸汽泄漏到了大气中。

  这似乎是一个启动“B计划”的信号。通过在大气中检测到的铯和碘同位素,操作员可以确认某一根燃料棒的外壳(第一层护罩)已经存在破损。“A计划”在于恢复某个常规冷却系统。为什么这个计划失败目前并不清楚,而一种可能性是海啸冲走或是污染了所有用于冷却系统的纯净水。

  用于冷却系统的给水是非常纯净的,去除了所有矿物质的水。使用纯净水的原因在于:纯净水很大程度上不会被激活,因此可以保持相对无辐射。而如果是脏水,那么更容易捕获中子,进而变得更加具有放射性。这不会影响到核心——因为核心不会被冷却水影响。但是会使得操作员更难处理这些具有轻度放射性的活化水。

  但是“A计划”失败了——系统无法冷却,并且也没有额外的纯净水。因此“B计划”被启动。而这就是目前正在发生的:

  为了避免核心融化,操作员开始使用海水来冷却核心。我不是十分清楚,他们是用海水浸泡住压力容器(第二层护罩),还是淹住反应堆外壳(第三层护罩)。不过这个不是我们现在要讨论的。

  要点在于核燃料现在确实已经冷却下来了。因为链式反应早就已经停止,所以目前只有非常少量的余热在产生。已经使用了的大量冷却水可以带走这些余热。因为是注入了大量的水,所以目前核心已经无法再产生足够的热量去大幅度提升压力。并且,海水中加入了硼酸。硼酸是一种“液体控制棒”。无论发生什么样的衰变,硼都可以捕获产生的中子并进一步加速核心的冷却。

  福岛核电站曾经十分接近核心融化。但是,目前最坏的情况已被避免:如果没有将海水注入,那么操作员就只能继续旋松阀门以释放压力。第三层护罩必须完全密封,以避免其中发生的核心融化泄漏出任何的放射性物质,然后会经过一段等待期,等待护罩内的裂变副产品完成衰变,所有的放射性粒子会附着在护罩内壁。冷却系统最终会被恢复,融化的核心也会冷却至一个可控的温度。护罩内部会被清理。然后需要做一项棘手肮脏的事情——将融化了核心移出,将凝固了的燃料棒及燃料一块一块地装入运输装置,运送到核废料处理厂进行处理。根据损坏状况,核电站的这块区域需要进行修理或是彻底拆除。

  ◆核电站会回到安全状态并始终安全。

  ◆日本处于第4级别INES核紧急状态:核电站内事故。这对于拥有电站的公司是件糟糕事情,对其他人来说没什么影响。

  ◆在释放压力时释放了一些放射性物质。包括非常小剂量的铯和碘同位素。如果在释放时你正好坐在出口上,那么你可能需要考虑戒烟使得你的期望寿命值回归从前。这些铯和碘同位素会被带入海水,然后就不会再检测得到。

  ◆第一层护罩出现了一些损坏,意味着一定数量的铯和碘同位素也被释放到了冷却水中,但是不会有铀或是其他什么脏东西(因为氧化铀不溶于水)。在第三层护罩内有用于净化水的装置,这些具有放射性的铯和碘同位素会在那里被去除并且存储为核废料。

  ◆用于冷却的海水会在一定程度上被活化。但是因为控制棒已经完全插入,所以链式反应是不会发生的。这就意味着“主要的”核反应没有发生,因此也就不会加剧海水的活化。链式反应过程的副产物(铯和碘同位素)在这个阶段也基本上消失殆尽。这进一步减轻了海水的活化。因此最坏情况就是:用于冷却的海水中会具有一定程度的放射性,但是这些海水也同样会经由内部净化装置进行处理。

  ◆最终会用正常的冷却水取代海水。

  ◆反应堆核心会需要进行拆除并运到处理厂,就像通常的燃料更换一样。

  ◆燃料棒和整个核电站需要进行彻底安全检查,以避免潜在的危险。这通常需要4到5年。

  ◆全日本的核电站的安全防护会进行升级,以确保它们可以抵抗住9级地震及随之而来的海啸(甚至更糟糕的情况)。

  ◆我认为更显著的问题是随后的全国供电。日本的55座反应堆中的11座已经全部关闭并等待进行检查,这直接减少全国20%的核电电力,而全国30%的电力靠核电供应。我目前还没有去考虑日本国内其他核电站可能发生的事故。短缺的电力需要依靠天然气发电站供应,而这些电站通常只是在供电高峰时用于应急。我不是十分清楚日本国内的石油、天然气和煤矿的能源供应链,及港口、炼油厂、存储及运输网络在此次地震中遭受了怎样的损失。这些都会导致电费增加,及用电高峰和重建时的电力短缺。

  ◆而这一切只是更大的问题的一部分。灾后应急需要解决避难所,饮用水、食物、医疗、运输、通讯设施等一系列问题,当然也包括电力供应。在一个供应链倾斜的时代,所有的这些领域中我们都会遇到挑战。(Livid)

发表在栏目: 科学

  据共同社和路透社最新报道称,福岛核电站或发生第三次爆炸,辐射或将达100公里。综合外国媒体报道,受大地震影响,日本福岛第一核电站12日被检测出“堆芯熔毁”(meltdown)现象,其中1号机组反应堆的放射性物质更是严重超标。据日本广播协会介绍,“堆芯熔毁”是指核反应堆失去冷却水后,燃料中放射性物质产生的热量无法去除,高温会令燃料棒熔化,这是核电事故中最严重的事态。日本至今已疏散约59万民众。东京电力公司社长(总经理)清水正孝13日说,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,设备因遭海啸破坏而丧失功能。

  日本政府正在紧急疏散福岛第一和第二两大核电站周边的21余万居民,截至目前已发现大约190人遭受核辐射污染。

  核电站冷却系统在地震后失灵,核电站内随后检测到的核辐射量为每小时1015微西弗,相当于人体每年可承受的最大核辐射量。

  检测到的放射性物质中包括铯和碘。含有铯的芯块熔化温度大约为2800摄氏度。一些专家认为,检测到铯意味着核反应堆正承受高温,核燃料可能开始熔解。

  日本内阁官房长官枝野幸男13日说,正通过灌注海水、排气降压等措施,为福岛第一核电站机组降温,不排除3号机组像1号机组一样发生爆炸,但即便发生爆炸,对周边居民健康也不会产生明显影响。与此同时,日本政府初步确定此次核泄漏事故为4级,即造成“局部性危害”。

  福岛第一核电站和第二核电站运营商日本东京电力公司13日早晨通报政府,第一核电站3号机组出现“紧急状态”,但公司已经采取排气减压、灌注淡水等措施处理。枝野幸男13日下午在电视新闻发布会上说:“3号机组存在发生爆炸可能,就像1号机组的情况。”

  1号机组所在建筑12日爆炸,墙体和屋顶损毁。按日本政府和原子能安全保安院说法,受损建筑物并不是反应堆唯一保护体,装燃料棒的金属容器未受严重损害,爆炸由容器内冒出的气体转为氢气后与外部氧气混合所致。

  枝野幸男说,3号机组聚集大量氢气,爆炸风险增大。但他说,即便发生爆炸,3号机组也可以像1号机组那样抵御住爆炸,不会发生核熔毁。这是福岛第一核电站和第二核电站中出现故障的第6个机组。东京电力公司先前通报福岛第一核电站1号和2号机组、第二核电站的1号、2号和4号机组出现故障。

  福岛、女川核电站

  紧急状态!

  12日早些时候,福岛第一核电站入口处附近放射性物质浓度是正常水平的70倍,1号机组中央控制室放射性物质浓度达到正常水平的1000倍。东京电力指出,当天下午3时29分,在1号机组附近检测到放射物剂量为每小时1015微西弗,已超出500微西弗/小时的污染物标准值一倍多。

  有日本核问题专家说,福岛第一核电站当天短时间内产生的核辐射量,已经相当于日本一年遭受的剂量。负责日本福岛第一核电站运营工作的东京电力公司当地时间13日上午11时,向日本政府做出紧急通报,宣布福岛第一核电站进入“紧急状态”。

  东京电力公司称,到当地时间13日上午8时20

  分,福岛第一核电站的核辐射量数值已经超过了可控范围,达到了882。而日本的法律规定,一般人一年的核辐射量不能超过1000。报道说,这是地震发生以来,日本的核电站第一次宣布进入紧急状态。日本政府正在紧急疏散核电站周边的20余万居民。但是,截至13日上午为止,只有5万人得以转移。

  路透社援引国际原子能机构(IAEA)消息,日本宣布因女川核电站危机进入国家紧急状态。日本东北电力公司13日表示,日本世纪强震的重灾区宫城县女川市核电站发生异常,测量到的放射性物质辐射量是正常标准的400倍。11日下午初期报道称,女川市的核电站在地震发生后已自动停止运行。

  20万人,方圆20公里

  大撤离

  与此同时,日本政府初步确定此次核泄漏事故为4级,即造成“局部性危害”。日本官员表示,这个等级有可能会随着事态的发展而调整。目前,国际核事故按严重程度分为零至7级。福岛第一核电站事故等级低于1979年的美国三里岛核事故和1986年的苏联切尔诺贝利核事故。

  美国三里岛核事故被定为5级,当时由于制冷系统出现故障,导致大量放射性物质泄漏,至少15万居民被迫撤离;而切尔诺贝利核事故被定为最高级7级。

  当时核电站4号反应堆发生爆炸,导致8吨放射性物质泄漏,直接污染核电站周围6万多平方公里土地,320多万人受到辐射。

  与切尔诺贝利核事故显著不同的是,福岛第一核电站1号机组反应堆有15厘米厚的不锈钢护罩保护,爆炸发生后的视频画面显示,1号机组的混凝土保护体顶部和墙体消失,但反应堆不锈钢护罩没有受到破坏。而切尔诺贝利核电站的4号反应堆并没有安放在密闭容器内。此外,法国核安全局12日说,福岛第一核电站的爆炸是“化学因素”引起,非核爆炸,因此与苏联切尔诺贝利核电站事故不可同日而语。目前,日本政府已把福岛第一核电站人员疏散范围由原来的方圆10公里上调至方圆20公里。

  一些专家称:

  “切尔诺贝利”不会重现

  日本内阁官房长官枝野幸男12日说,福岛第一核电站当天下午的爆炸损毁了核反应堆所处的混凝土建筑物,但核反应堆本身没有爆炸。一些专家说,这次核电站爆炸事故不会重蹈苏联切尔诺贝利核泄漏事故的覆辙。

  枝野幸男在紧急新闻发布会上说,福岛第一核电站一号反应堆所在建筑物当地时间15时36分(北京时间14时36分)爆炸,建筑物顶部和墙体损毁。受损建筑物并不是保护反应堆的唯一保护体。枝野幸男得到福岛第一核电站运营商东京电力公司确认,直接保护反应堆的金属防护罩没有在爆炸中遭受严重损害。

  他说,由于冷却剂水位下降,金属容器内部产生氢气,溢出至金属容器和混凝土保护壳之间的空间,与氧气混合后发生爆炸。枝野幸男说,与爆炸前相比,一号反应堆所承受压力已下降。日本消防厅13日说,在距离福岛第一核电站10公里内的一家医院已确认15人受核污染。其中一些人核电站爆炸前在一所学校的露天操场长时间等待救援。原子能安全保安院否认核辐射会立即威胁附近居民健康,称风会把放射性物质刮向太平洋。

  □最新消息

  联合国:已疏散59万人

  据法新社报道,联合国人道主义事务协调厅13日称,日本11日发生9级特大地震并引发海啸后,至今已疏散约59万民众。

  人道事务协调厅在关于救援行动的最新报告中称,“约有38万民众从受到地震与海啸影响的地区疏散,他们正在2050个疏散中心栖身。根据国际原子能机构提供的消息,当局已经撤出了居住在福岛核电站周围20公里的21万民众。”

  □本报连线

  东京电力公司副社长被记者厉声追问

  鞠躬谢罪

  日本地震救援工作正进入关键期,同时日本在地震中受损的核电站也进入“紧急时期”,华西都市报连线凤凰网前方记者,了解最新现场消息。

  华西都市报:关于核电站有没有更多的消息?

  凤凰网前方记者:在昨日上午的一场新闻发布会上,东京电力公司副社长藤本孝等六名高层人员鞠躬谢罪。当时有记者厉声逼问:“三号机组会不会核心溶解?!”藤本孝回答:“目前尚不清楚。”这一回答让日本媒体相当不满,记者再次大声质询:“把话说清楚了!到底会不会!”“别含混言辞!”最后在没有具体情况说明的情况下,藤本孝回答:“情况是严峻的”。

  华西都市报:严峻到什么程度?

  凤凰网前方记者:从电视画面上可以看出,自卫队队员正在对受到核辐射人员进行清洁工作。受到核辐射人员全部被安排在帐篷内,身穿防护服戴有防护面具的日本自卫队防化部队则在帐篷外对被核辐射污染市民的衣物进行清除辐射污染作业。

  昨日下午,福岛县双叶厚生医院确诊有19名医护人员被核辐射!他们昨晚接收了90名大多从养老院转送来的市民,在做检查时,发现他们都遭了核辐射,医护人员立即帮助大家脱去附着了放射物质的外衣并进行紧急去污处理,但正因此,他们自己也经由患者身上的放射物质遭受了核辐射。

  此外,日本官房长官枝野幸男在昨日上午的新闻发布会上,向记者报告了三号机组排气前和排气后对周边环境中放射浓度的测定数据,并说“目前浓度在可控的安全的范围内”。但枝野承认:“三号机组反应堆释放出的气体中含有微量放射物质,目前正从排气塔上的排气口排出。”华西都市报记者王国平

  核泄漏未影响台湾

  台湾原子能事务主管部门负责人谢得志13日表示,日本福岛核电站12日发生放射性物质泄漏,台湾未受到影响。

  谢得志表示,由于福岛境内风向是由西向东吹往太平洋方向,而不是吹往台湾方向,因此台湾不会受到放射性物质影响。

  全台30个辐射监测中心的数据目前都正常。据悉,台湾当局将继续加强环境辐射侦测,严密监控环境辐射变化情形,确保民众安全。

  网友表露担忧

  一些网友幸运地与亲友重新建立联系,但也有人还在焦急地等待亲人的音信。

  “海啸过后,我一直没有与家人和朋友联系上,”东京索菲亚大学的一名女学生留言道,“我急需消息。”

  除充当“寻人中介”,互联网还成为一些网民表达忧虑的重要渠道。

  12日日本福岛第一核电站发生泄漏的消息传出后,一些民众表达对核泄漏的担忧。

  “经过令人沮丧的一夜,我早上8点回家,”东京一名23岁女性白领在一家社交网站上说,“现在又出现核泄漏,我们可能已经暴露在核辐射环境中。”

  “我真是不知道该怎么办,之后还会发生什么,明天是否还能活着,”她说。

  本版稿件除署名外均据新华社、《中国日报》

  □名词“堆芯熔毁”

  “堆芯熔毁”是指流经核反应堆的冷却水大量泄漏,核裂变产生的巨大热量无法去除,致使核燃料所在的反应堆堆芯最终熔化的现象。为了避免“堆芯熔毁”,核反应堆里的水必须保持在相应的水平上,以便能够持续地对核燃料进行冷却。比如1979年发生在美国的三里岛事故,核反应堆里的冷却水最终丧失殆尽,从而酿成大量放射性物质泄漏到周围的严重后果。

  □关注

  辽宁三地未发现核辐射异常

  记者从辽宁省环保厅下设的核安全局了解到,在日本地震引发核电厂事故后,辽宁丹东、大连和沈阳3个辐射监测自动站开始24小时连续监测,截至13日10时,辽宁3地自动监测数据尚未见异常。

  辽宁省核安全局局长高魁告诉记者,3月12日,辽宁省核安全局分3个监测组,在丹东、大连和沈阳环保部门配合下开展取样监测分析,从监测结果看,目前数据正常,辽宁尚未受到影响。目前辽宁省核安全局仍全力开展监测工作,密切关注事态发展。

(编辑:SN021)
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福岛第一核电站3号机要爆炸? 福岛第一核电站3号机要爆炸?

  ■福岛第一核电站2号机组也可能正在发生泄漏

  ■据报道,日本女川核电站辐射强度严重超标,但日本当局称运转正常

  据日本共同社13日报道,日本各地警方的调查结果显示,日本东北部海域强震及其引发的海啸至少已造成795人死亡。失踪人数已超过2万。

  日本气象厅当天将此次东北部海域地震的震级由里氏8.8级修订为里氏9级。据统计,自有记录以来,日本此次的9.0级地震是全世界第五高。气象厅还说,11日强震以来,日本共发生至少168次里氏5级以上的余震,今后此类余震将持续至少1个月。福岛县政府宣布,在福岛第一核电站方圆3公里范围内有22人受到放射性物质污染。据报道,福岛第一、第二核电站附近约21万名居民已开始避难。

  据日本共同社消息,菅直人还表示,目前福岛第一核电站的局势还未明朗,情况仍处在“严重”状态下。也就在昨天,第一核电站3号机组又传来危情,另一座女川核电站也传来辐射值超标的消息。

  □综合新华社等媒体消息

  福岛第一核电站危情不断——

  3号机充满氢气可能爆炸,2号机正在泄漏?

  据共同网报道,日本东京电力公司13日根据《核能灾害对策特别措施法》向政府通报称,福岛第一核电站3号机组发生“紧急事态”,反应堆丧失冷却功能。

  东京电力已采取反应堆排气降压、依次注入淡水和海水,以尽力避免造成堆芯融化和爆炸。由于燃料暴露在水面上可能会产生氢气充满建筑物后引起爆炸,该公司正在慎重调查中。官房长官枝野幸男在记者会上表示,福岛第一核电站3号机组的建筑内可能已充满了氢气,有可能发生爆炸。他同时强调:“不会导致堆芯融化。即便万一发生爆炸,也不会对周边民众造成影响”。

  3号机有可能发生爆炸?

  这是出现故障的第六处反应堆

  东京电力公司13日早上宣布,对在地震中发生核泄漏事件的福岛第一核电站1号机组实施的注入海水作业已经完成,可确保“当前的安全性”。同时,福岛第一核电站3号机组反应堆的冷却系统失灵,该公司准备从该反应堆释放蒸汽。

  日本内阁官房长官说,福岛第一核电站3号机组所在的建筑物上部有可能蓄积有氢气,因此有可能发生爆炸。

  东京电力公司13日宣布,对福岛第一核电站3号机组反应堆的减压操作成功,燃料棒周围的冷却水位恢复正常。

  日本东京电力公司一名发言人说,福岛第一核电站3号反应堆冷却系统出现故障。这名发言人说:“福岛第一核电站3号反应堆与保持冷却水水位相关的功能全部失灵。”“5时30分(北京时间4时30分),注水进程停止,内部压力轻微上升。”他说,东京电力公司已就反应堆状况向政府递交紧急报告。

  日本经济产业省下属原子能安全保安院证实这名发言人的说法,但没有公开更多故障细节。

  这是福岛第一核电站和第二核电站中出现故障的第六处反应堆。此前,东京电力公司已通报福岛第一核电站1号和2号机组、第二核电站的1号、2号和4号机组出现故障的情况。

  东京电力公司社长(总经理)清水正孝13日晚间说,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,设备因遭海啸破坏而丧失功能。

  3号机能够抵御住爆炸?

  排除故障措施,与处理1号机故障不同

  日本内阁官房长官枝野幸男13日警告说,福岛第一核电站3号机组反应堆面临遭遇外部氢气爆炸风险,但3号机组能够抵御住爆炸。

  枝野幸男13日下午在电视新闻发布会上说:“3号机组存在发生爆炸可能,就像1号机组的情况。”

  枝野幸男说,3号机组聚集大量氢气,爆炸风险增大。但他说,即便发生爆炸,3号机组也可以像1号机组那样抵御住爆炸,不会发生核熔毁。

  按东京电力公司13日最初通报说法,3号机组保持冷却水水位的相关功能失灵,注水进程停止,内部压力轻微上升,机组使用的混合氧化燃料(MOX)棒顶部大约3米部分裸露于冷却水水面之上。

  枝野幸男13日上午对东京电力公司采取的措施即较快地采取排气、注水和加硼酸表示肯定,认为与处理1号机组故障不同。

  日本共同社报道说,东京电力公司开始为3号机组注入淡水后不久,由于一个淡水泵发生故障,公司改为向反应堆注入海水。但注入海水将最终导致机组拆卸。前一天,这家公司已经开始向1号机组注入海水。

  枝野幸男下午坚持与上午相同观点,这种辐射量不会影响人体健康。

  2号机可能正发生泄漏?

  据称危险性正在快速增加

  日本政府13日承认,在大地震中受损的福岛第一核电站2号反应堆可能正在发生“事故”。据悉,福岛核电站中共有三座反应堆因冷却系统停止工作发生险情。其中,2号反应堆的高温核燃料正在发生“泄漏事故”。

  日本内阁官房长官表示,2号核反应堆的情况仍很不乐观。由于救援人员无法进入反应堆内查看情况,人们只能推测,这座反应堆的燃料棒“很可能”发生了泄漏现象。加之反应堆燃料棒曾短暂暴露在冷却水外,其温度可能正在持续攀升,危险性正在快速增加。据悉,1号机发生上述爆炸的原因是,抢险人员为减少反应堆内的巨大压力,打开阀门排出含有大量氢气的放射性气体。这些四处扩散的氢气在进入机房后爆炸,将整个厂房屋顶和外墙摧毁。此外,喷在反应堆外壳上的“降温水”也在高温作用下分解成氢气并同时发生爆炸。

  有关资料显示,在福岛电站核反应堆内,炽热的燃料棒需要大量冷却水来进行降温。当这些水达到沸点后,必须被低温水替代,这就是冷却系统的基本工作流程。在供电中断后,冷却水在高温作用下产生大量氢气,造成堆内压力不断提高,一度超过安全值两倍以上。

  对福岛核电站来说,海啸引起的滔天洪水将柴油发电机房淹没,是造成应急供电系统不能工作的直接原因。有分析人士因此指出,为确保核电站安全,在任何紧急情况下,电站内都必须拥有稳定可靠的“多路”供电系统,这是福岛核电站危机给我们的最大教训。

  6个故障机组状态如何?

  分别在减压、冷却或等待排气减压

  日本东北部海域11日发生地震和海啸后,福岛第一核电站和第二核电站7个机组反应堆自动停止运行。其余3个机组当时按计划接受保养,未处于运行状态。其中6个机组出现故障。

  截至13日,6个故障机组状态如下:第一核电站内,1号机组正在注入海水冷却、2号机组排气减压、3号机组注入海水冷却;第二核电站内,1号、2号和4号机组均在等待排气减压。

  日本东芝公司为福岛核电站反应堆制造商之一。日本首相菅直人13日下令东芝社长佐佐木则夫尽一切可能帮助解决核电站问题。

  佐佐木则夫告诉媒体,他在首相办公室与菅直人交谈时接受上述命令,命令就是“做一切需要做的事”,他已经向菅直人保证自己将尽最大努力。

  佐佐木补充说,菅直人承诺,政府将会支援东芝公司,包括提供巡逻车陪伴东芝公司职员前往核电站。

  他还说,东芝已经召集人手和准备设备,将尽快前往核电站。

  按路透社提供的资料,第一核电站的3号机组和第二核电站的1号和3号机组由东芝公司生产,第一核电站的2号机组为东芝与美国通用电子公司合作生产。

  警方称死亡人数过万

  失踪人数超2万

  据日本警方介绍,在重灾区宫城县东松岛市新发现200多具遗体。此前,警方在仙台已发现200多具遗体。这些被发现的遗体尚未计入上述统计数字内。此外,宫城县南三陆町约1万人下落不明,岩手县大槌町也有1万人不知去向,还有一些地方的居民因信息不畅无法确定是否安全,搜救人员正在寻找他们的下落。

  据日本广播协会报道,日本宫城县警方表示,从3月11日特大地震发生截止到13日下午,据估计日本东部及东北部因地震及其引发的海啸造成的死亡人数已超过1万人。据报道,宫城县警长Naoto Takeuchi表示,他对死亡人数“毫不怀疑”,仅在宫城县就可能有超过万人遇难。宫城县属于本次大地震的重灾区。

  日本首相菅直人称

  二战后最大危机

  据日本共同社消息,日本首相菅直人表示,此次地震等一系列灾害是日本自第二次世界大战以来面临的最为严重的危机。不过,到目前,已有至少1.2万人获救。

  他说,由于地震使得核电站停运,发电量不够,日本可能出现电力大规模短缺的情况,因此必须节约用电,他所批准的部分地区轮流停电措施将从14日开始实施。

  

  进入最低级别紧急状态

  女川核电站正常?

  据日本媒体报道,日本宫城县的女川核电站在11日的地震后,一度出现火情,目前,大火已被扑灭。据法新社报道,国际原子能机构(IAEA )称,设在日本女川的核电站在11日大地震后核辐射超标,日本政府已宣布该核电站进入紧急状态。

  国际原子能机构13日发布声明称,“日本政府已经通报国际原子能机构,日本东北电力公司报告,女川核电站进入最低级别的紧急状态。”声明称,“在这家核电站周边地区检测到核辐射超过允许值后,该公司发布了紧急状态令。日本政府正在调查辐射的源头。”

  据路透社报道,日本核能安全机构昨日表示,日本东北电力公司旗下女川核电站的冷却流程没有问题,放射性水平提高的原因是附近地区的另一座核电站发生泄漏所致。

  该机构称,日本东北电力公司的一份报告表明,女川核电站全部三座反应堆的冷却系统运转正常。在周五发生了强烈地震和海啸之后,这三座反应堆均已自动关停。

  据BBC报道,负责女川核电站运营的日本东北电力公司指出,宫城地区女川核电站的辐射强度较正常值高出约700倍,但绝对数字依然较低。

  日本原子力安全保安院表示,辐射强度高出正常值可能与女川核电站本身无关,可能是周六福岛一家核电站发生氢气爆炸后泄漏的放射物质飘散到了女川。中新社

  核泄漏·原因

  到底是什么原因造成核泄漏?

  日专家认为重视不够及设备老化导致核电站机组事故

  曾任东芝公司核电站设计师的后藤政志13日说,可以初步认定福岛第一核电站1号机组发生的放射性物质泄漏事故是核电站抗震能力不足和设备老化所致。而日本民间组织“原子能资料信息室”共同代表伴英幸也认为,发生事故是东京电力公司没有充分考虑核电站应对海啸的能力。

  后藤政志在记者招待会上回答新华社记者提问时说,福岛第一核电站1号机组在设计时考虑了防震问题,但显然没有充分考虑应对如此高强度地震的能力,这次地震的强度远远超出1号机组的抗震能力,所以才会出现冷却系统问题导致堆芯熔毁和放射性物质泄漏的事故。

  他说,除抗震能力不足外,还发生了很多意料之外的问题。比如当初设计1号机组时,虽然考虑到发生地震时外部电源中断的问题,并准备了应急柴油发电机,但这一应急设备没有在地震发生时启动,导致紧急冷却装置等无法运转。同时,从外部紧急派遣的应急电源车也未能迅速到达,对反应堆内燃料棒进行冷却的作业因此无法开展,导致堆内压力过高。

  他还说,日本在当地有多座核电站,但是福岛第一核电站1号机组问题最为严重,也和1号机组建成时间最长有关。1号机组已建成40多年,是福岛第一核电站中最早完工的,各种设备和管道都已老化,甚至存在锈蚀状况,所以最容易出现问题。

  伴英幸则指出,此次地震的断层达到400公里,并且产生了大海啸。但东京电力公司只设想了断层几十公里,海啸数米左右的情况。此外,为免遭海啸破坏,核电站需防止出现设备浸水、冷却水入水口被沙土堵塞、退潮时取水困难等情况,他曾就此多次向东京电力公司提出建议,但东京电力公司没有采纳,理由是虽然核电站建在海边,但却在高地上,不会有问题。

  大阪大学原子能工学名誉教授宫崎庆次说:“这是非常严重的事态。此次事故令人感觉在救援过程中过于依赖应急电源,而应急电源恰恰出现了故障。如果从12日凌晨开始,就用临时的消防水泵向反应堆注水,更早采取措施降低反应堆温度,事故本来应该可以避免。”新华社

  核泄漏·应对

  美核专家小组

  深夜启程赴日

  据日本新闻网报道,美国原子能委员会和美国能源部的一个专家小组13日夜启程赶来日本,将协助日本政府处理福岛核电站的核泄漏问题。

  美国驻日本大使馆昨夜发出的消息说,这个专家小组中,有2人是福岛核电站使用的沸腾水型反应堆的专家。

  美国原子能委员会发表声明说,对于日本核电站的核泄漏表示担忧,已经采取了24小时监控的态势。希望专家小组能够协助日本核电站渡过难关。

  准备发放碘片

  降低辐射伤害

  日本政府告知国际原子能机构,打算向福岛第一核电站与第二核电站附近居民发放碘片,以降低可能出现的核辐射对人体的伤害。

  核反应堆内核裂变可产生放射性碘。一旦发生核泄漏,放射性碘可能被核电站附近居民吸入,引发甲状腺疾病,包括甲状腺癌。

  服用碘片可防止人体吸收放射性碘,降低辐射伤害。

  福岛两核电站

  将启用机器人

  据日本共同社消息,日本文部科学省13日宣布,将在东京电力公司的福岛第一、第二核电站附近启用防灾监控机器人。上述核电站在日本大地震中严重受损。

  核能安全技术中心的防灾机器人和机载放射线监测器正在运往当地。该中心负责操作机器的8名专家也一同前往。央视

  本州岛东移2.4米

  科学家发现,日本11日的强震使日本本州岛东移2.4米,同时令地球地轴发生偏移。

  美国有线电视新闻网援引美国地质勘探局地球物理学家陈胜照的话报道,强震致使海底地壳出现长约400公里、宽约160公里的裂缝。另外,美国地质勘探局地球物理学家肯尼思·赫德纳特说,日本本州岛可能因地震而向东移动2.4米。“一个全球定位系统基站移动了2.4米。”赫德纳特说。 新华社

  核物质飘向太平洋

  据日本气象部门13日下午报道,由于风向改变,至13日夜间发生核泄漏地区仍将受到西风影响。14日将陆续受到西南风和西北风影响,因此核电站释放的放射性物质将飘向太平洋。央视

  东京电力社长致歉

  据NHK报道,东京电力清水正孝社长等昨晚举行记者见面会,称放射性物质泄漏和原子炉故障的相继出现,给大众带来了巨大的担心和困扰,其对此“感到抱歉”。央视

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  中广网北京3月12日消息 据中国之声《新闻纵横》报道,地震造成的影响还不仅仅是海啸。受灾比较重的日本福岛县福岛第一核电站1、2号机组因地震自动停止了运转,有报道说其气轮机房的辐射强度正在上升,可能有泄露的危险。日本官房长官枝野幸男昨晚表示,已下令要求该核电站半径3公里内的居民撤离,要求3~10公里内的居民在屋内等待进一步通知。

  枝野幸男表示,目前这座核电站最主要问题在于“一座核反应堆处于无法冷却的状态。”但是他同时表示核电站辐射能量并未外泄。目前未对环境造成损害。

  那么地震是否能够对核电站造成影响,甚至引起核泄露?中国之声记者费磊采访了国家环保部核安全和环境专家委员会委员郁祖盛。

  作为国际知名的核电安全专家,郁祖盛对于地震当中的日本核电站安全十分有信心,他介绍说从有核电站以来,还没有因为地震而发生过大的故障。

  郁祖盛:全世界400多个反应堆当中,曾经经历过地震,包括日本前不久曾经出现过地震也接近7吧,但是没有出现大的问题,到目前已经发生过的地震,反应堆都实现了安全停堆,没有造成实质性的破坏。

  郁祖盛介绍说,核电厂的安全是极其特殊的,核电站在安全设计时就已经考虑到火灾地震等灾害情况,甚至将飞机撞机也考虑进去。

  郁祖盛:核电厂的最关键的部位好比安全壳,现在大量使用的核电厂都1米厚的,1米钢筋混凝土的结构,另外燃料厂房,在墙的断面钢筋所占的比例比混凝土比例还高,像这种建筑物,里面的所有设备都是抗震的,也就是在最大震级的情况下,它仍然要保持它的功能,在设计的时候已经考虑了。

  在预防地震灾害方面,核电厂安全设防的概念和普通公民建筑抗震要求完全不同,要严格数百甚至数千倍,完全可以抵御强烈地震。

  郁祖盛:从安全设计要求来讲,它都要求如果在你的核电厂所在地区可能出现的最大地震,仍然要保持相应的系统设备完好无损还能够工作。在遇到地震情况下,核电站就会自动停电,所以我估计日本8级以上的地震两个反应堆停堆了都是因为它触发了自动停堆系统,所以反应堆自动屏蔽了。

(编辑:SN012)
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  对维生素B1的研究发现,有些植物(例如紫萁等蕨类植物)无论给它多少维生素B1,它都会破坏掉这些维生素;而有些植物虽然不含维生素的成分,却保护着维生素。
 

  也就是说,一方面是紫萁等蕨类植物,另一方面是大蒜和大葱,双方都没有大量维生素B1的成分。但紫萁富含强力的蕨类植物酶,这种酶可以破坏维生 素B1。蕨类植物在很久以前便引发过问题,比如牧场上的牛、马有时会患上急性脚气病。经过调查后,发现牧场中生长有茂密的紫萁,牛、马食用了大量的紫萁 后,体内的维生素B1会被蕨类植物酶破坏,最终导致牛、马得上脚气病。
 

  那么,大蒜类植物又是什么情况呢?大蒜类植物与蕨类植物相同,并没有大量维生素B1的成分。可是,却从来没有发现过,因为吃大蒜过量而患上脚气的病例。比如,韩国的人们习惯性地食用大蒜,他们当中很少会有人得脚气病。
 

  通过这两个事实,我们可以发现,虽然这两大类植物都不富含有维生素B1,却有着其他方面根本性的差异。我们不妨做一个假设:蕨类植物一方发生反应后破坏维生素B1;大蒜一方是在发生反应后保护维生素B1。
 

  事实上,大蒜在发生反应后,是先把维生素B1隐藏起来,显示出与破坏一方相同的效果。日本京都大学的藤原博士曾做过一个试验,他把大蒜捣碎后, 加入了大量维生素B1结晶。充分混合后,再检测混合物的维生素B1含量。结果显示,在混合物中并不存在大量的维生素B1。把这种液体喂给因缺乏维生素B1 而患上脚气病的老鼠后,又会怎样呢?结果是迅速治好了老鼠的脚气病。
 

  也就是说,是由于大蒜中的未知物质和维生素B1发生反应,把维生素B1转化成另一种物质。随后在老鼠和人的身体内,这种物质又被还原成维生素B1。现在我们已经明白,这种物质就是蒜硫胺素。
 

  之后,藤原博士和维生素B1合成方面的权威人士共同研究,在大蒜提取液中加入维生素B1,通过反复加工提取,开发出了一种成本可以接受的保健药品。大蒜竟然能带来维生素B1制剂的产业新机会,让我们不得不佩服大蒜的广泛用途。
 

  研究表明:大蒜中的微量金属元素,特别是锗元素,这使大蒜具有了一定的抗癌效果。
 

  锗元素进入人体后,可以向人体各部位输送生物不可缺少的氧元素,可以消除疲劳、提高人体体力。也就是说,锗元素进入生物体内,一边通过血液从肝 脏、胰脏、骨髓移动,一边向各部位提供氧元素,为人体提供生命的活力。而且,锗元素会通过肾脏和尿一起排出体外,不会对人体产生副作用。
 

  日本绰号为“锗大师”的工学博士浅井一彦用老鼠做试验,证明了锗的抗癌作用,还公布了各种植物的锗元素含量。其中,诃子和山豆根是治疗癌症和恶性肿瘤的特效药,我国从古代便开始使用这两种药草治疗肿瘤。

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