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我国周边有102个核电机组 大陆13个机组技术新

http://www.sina.com.cn  2011年04月02日11:42  环球人物杂志

  周边102个核电机组,离大陆最近的有100多公里;大陆的13个机组,远离地震带,技术新,完全有安全保证

  《环球人物》杂志驻日本特派记者  崔寅

  《环球人物》杂志驻日本特约记者  孙秀萍

  《环球人物》杂志驻乌克兰特派记者  于宏建

  苏坦  沈湘

  《环球人物》杂志记者  孙夏力

  3月11日下午2时26分,日本东北部地区海域发生9.0级大地震,并引发巨大海啸。截至本刊发稿时,已有近8700人死于这场灾难,近1.3万人失踪。地震引发了另一场灾难——福岛县第一核电站的核反应堆遭到损坏,发生爆炸,出现大面积核泄漏。

  一场震惊世界的核泄漏事故发生了。

  东亚和美国弥漫恐慌情绪

  3月12日,福岛核电站1号机组首先发生氢气爆炸。14日,3号机组也发生氢气爆炸。15日,2号机组、4号机组相继爆炸起火。中国核能行业协会副理事长李永江向环球人物杂志记者描述了此次事故发生的“内情”:一般情况下,只要保证两个关键点,核电站即便发生事故也不会出现太大问题。一是要“停堆”(使核反应堆停止工作),二是要冷却。但这次福岛核电站发生事故后,冷却出了问题。地震发生后,核电站立即自动“停堆”。但反应堆内还有核衰变所产生的热量,需要进行冷却,否则燃料包壳将被融损,造成核泄漏。冷却核反应堆需要电力,但地震已经造成外部电网断电,随后的海啸又摧毁了应急发电机系统。结果,反应堆无法得到冷却,堆芯温度持续升高,使堆内水位因汽化而迅速下降,造成燃料棒部分裸露。在高温之下,燃料包壳金属锆与水蒸气发生反应,产生大量氢气,使压力容器内的压力不断升高。为防止压力容器损毁,日本政府下令向外释放蒸气。然而,蒸气内的氢气含量超过了限值,遇到空气后便与氧发生反应而爆炸……虽然福岛核电站本身存在着机型陈旧、设备老化的问题,但如果没有大地震和海啸的共同作用,这次事故是不会发生的。

  起初,日本官方将此次事故的等级定为4级(此类事故最高为7级,苏联切尔诺贝利核电站爆炸事故为7级,美国三英里岛核电站事故为5级)。然而,越来越危急的形势,让日本首相菅直人甚至做好了最坏打算:“必须要设想如果东日本全毁的状况。”3月18日,事故等级被提升为5级。第二天,日本政府宣布,福岛县自来水中的放射性碘超标;福岛县所产牛奶和茨城县所产菠菜的辐射水平超标……放射性粉尘开始从福岛上空向四周扩散,同时在西风的吹拂下向太平洋和美国方向飘去。

  随着核辐射的扩散,福岛第一核电站周边的居民,纷纷逃离家园。由于日本政府不断扩大核电站周围的撤离半径,一些当地居民已被迫转移了4次。一位老人流着泪对环球人物杂志记者说:“房子其实还在那里,可是为了儿孙,我们必须搬离。很可能这一辈子都回不去了!”日本近邻韩国和中国出现了一股“核恐慌”,因有传言说服用碘可以预防核辐射带来的危害,3月18日,中国出现全国性的抢购食用碘盐的风潮。就连远在太平洋东岸的美国,一些人也慌慌张张地到商店里购买防毒面具……

  此次事故还引发了一股反核浪潮。从3月12日开始,德国的反核人士不断在各大城市举行集会,要求政府关闭核电站。法国反核组织则在巴黎埃菲尔铁塔下举行上千人参加的示威活动。

  各国政府开始关注本国的核电安全。中国决定全面审查在建核电站,暂停审批核电项目;德国宣布暂停延长核电站运营期限的计划;印度宣布对全国各地的核电站进行安全检查……

  日本核电开发前途难料

  日本近38万平方公里的国土上,有一都(东京都)、一道(北海道)、二府(京都府和大阪府)、43县(级别相当于中国的省),其中14个县建有核电站,目前有54台反应堆机组在运行,发电量占全国用电量的近30%,核电规模居全球第三。

  1963年10月26日,位于茨城县东海村的日本第一个核电站,首次开始向外输电。自那以后,日本核电快速发展,并一度被认为是世界上“最安全、最先进”的核电技术大国。但实际上,上世纪90年代以来,日本的核电站发生过10多起事故。比较严重的一次是1999年9月,东海村的一家核燃料厂发生泄漏事故,造成两名工人死亡,辐射范围达几十公里,迫使30多万当地居民不敢出门。

  此次发生事故的福岛核电站机组,是目前世界上服役年限最长的机组之一,第一核电站1号机组1971年投入运营,已达到40年的规定使用寿命。今年2月,日本政府通过决议,让这座反应堆再继续工作20年。很多人认为,设备老化、没有设计多余的应急供电系统、没考虑到释放蒸气产生的大量氢气会发生爆炸等,是造成事故的主要人为因素。

  于是,福岛核电站的运营商东京电力,再次成了千夫所指的对象。1992年,日本政府在安全检查时曾发现,东京电力在福岛第一核电站1号机组接受检查的过程中,曾有严重作弊行为。后来,该公司又被查出,1987年至1995年共伪造了29份安全检查记录。其过去的斑斑劣迹,使《读卖新闻》认为,东京电力领导层必须为此次核泄漏事故“集体谢罪并承担责任”。

  这次事故也让日本人再次深刻反思本国的核电战略。核能专家细川荣久表示,日本“是一个不确定因素太多的国家”,地震及其次生灾害简直就是核电站的天敌,“在某种程度上说,核电站的现行安全保障还不足以让人完全放心”。

  截至目前,日本政府还没有对核电站的未来命运进行表态,但官房长官枝野幸男3月18日说,今后推进核电站建设将变得困难。立命馆大学名誉教授安斋育郎甚至称,这次事故可能让日本的核电开发走向终点。

  从核到电的传奇

  核能的发现及应用是一个漫长的过程,是历代科学家不断探索的结果。1896年,法国物理学家贝克勒尔发现,所有含铀的物质都会发出一种射线——“铀射线”。1902年,法国物理学家居里夫妇提炼出一种新的放射性元素镭。1932年,英国物理学家查得威克发现了中子,使人们找到了开启核能之门的钥匙。1938年,德国物理学家哈恩和斯特拉斯曼用中子轰击铀的原子核,发现了“原子核裂变”现象。人们吃惊地发现:一个铀原子发生核裂变时释放的能量,比一个碳原子氧化(如煤燃烧)时产生的能量大5000万倍!那么,如果大量的铀原子核连续发生这种反应呢?那将产生难以估计的巨大能量!

  1942年10月,意大利物理学家费米领导的一个科研小组,在美国芝加哥大学建立了一座6米高的核反应装置,当年12月2日即成功地使其开始运行。1954年6月,世界上第一座核电站——奥布宁斯克核电站在苏联建成,装机容量为5000千瓦,能够为一个6000人的小镇供电。

  直到今天,全球所有核电站的基本建造原理,与费米当年的核反应装置都是一样的,但运行方式各不相同。成功的核反应堆模式有以下几种:

  第一种是“重水堆”。它用天然铀235作为“燃料”,用重水——氘(音同“刀”)与氧的化合物(其物理和化学性质同普通水相近)作冷却剂。这种冷却剂在为堆芯降温的同时,将热量传递到热交换器中,使另一套管道中循环流动的普通水变热,产生蒸气,推动汽轮机发电。

  第二种和第三种都属于“轻水堆”,是用浓度大约为3%的铀235作“燃料”,用普通水作冷却剂。根据运行方式的不同,“轻水堆”又被分为“沸水堆”和“压水堆”。“沸水堆”是把作为冷却剂的普通水加热成蒸气,推动汽轮机发电。苏联切尔诺贝利核电站和日本福岛核电站都属于“沸水堆”。而“压水堆”在运行时,作为冷却剂的水不变成蒸气,而是通过管道加热另一套循环系统中的水,使其成为蒸气,推动汽轮机发电。“压水堆”减少了放射性物质对发电系统的污染,安全性更高。目前,世界上的许多核电站都采用“压水堆”。

  第四种是“高温气冷堆”。它的冷却剂是氮气或氦气。气体从堆芯获得热量,通过热交换器加热普通水,产生蒸气推动汽轮机发电。

  无论哪种核电站的反应堆,都要具备强大的“防御体系”——从里至外设置有燃料芯块、密封的燃料元件包壳、坚固的压力元件包壳、坚固的压力容器和安全壳4道屏障,以防止放射性物质外泄。

  人类第一次重大核电站事故

  然而,人类的科技水平还无法确保核反应堆不出问题。1979年,人类历史上出现了第一次重大核电站事故——美国三英里岛核电站泄漏事故。

  1979年3月28日凌晨4时,位于美国宾夕法尼亚州哈里斯堡市东南16公里处的三英里岛核电站里,2号反应堆堆芯的压力和温度骤然升高。2小时后,大量放射性物质溢出。

  这次事故的起因是一个常见的小故障:一台给水泵跳闸,使蒸气发生器失去了正常给水。此后,三道补救措施鬼使神差般全部失效:辅助给水系统自动启动后,给水管线上的阀门未能打开,无法供水;缺水的反应堆温度上升、压力升高,顶开了稳压器的泄压阀,得以成功泄压,但泄压阀的开关随即卡住,无法关闭;此时,两台高压注入泵自动启动,向反应堆的冷却剂系统注水,但核电站的操作员误以为注入的水已经够了,便关掉了一台泵,并减少另一台泵的流量。不久,堆芯温度达到2200摄氏度,导致反应堆发生放射性物质外泄。

  此次核泄漏事故引起了美国政府的高度重视。事故发生4天后,当时的美国总统卡特来到了距三英里岛大约3公里的米德尔敦镇。核工程师出身的他,带来了一个庞大的专家团队,在镇上进行紧张的测量后宣布:这里的辐射对人体的影响很小。但为了安全起见,卡特还是下令,核电站周边的20万居民统一撤离。

  当年4月3日,经过一系列的补救措施,核反应堆堆芯温度开始下降,核电站发生爆炸的威胁得以解除。此次核泄漏事故虽然没有造成人员伤亡,但导致电厂周围80公里范围内的生态环境受到污染。

  走进切尔诺贝利“石棺”

  1986年4月26日1时23分44秒,苏联切尔诺贝利核电站(位于今乌克兰境内)4号机组核反应堆在科技人员进行一项实验的过程中,突然发生蒸气爆炸,核电站的屋顶当即被炸飞。大火足足燃烧了10天,8吨多的放射性物质随高温冲向高空,扩散面积达乌克兰国土面积的一半以上,致使56人直接丧生,336万人受到核辐射的侵害。直到今天,距离核电站30公里的区域仍被称作“死亡区”。1998年和2000年,切尔诺贝利核电站被永久关闭前,记者两次走进了这个“死亡区”。

  从乌克兰首都基辅出发,汽车颠簸两个多小时后,记者来到一座由几栋大楼组成的乳白色长方形建筑面前。这就是切尔诺贝利核电站的主楼。发生爆炸的4号机组,位于主楼一端的尽头。当年,大火被扑灭后,苏联开始封闭4号机组。一支35万人的抢险大军经过206个昼夜的连续奋战,投入36万吨混凝土、5000多吨钢材,在4号机组上浇筑了一座高75米、长160米、宽110米的核反应堆掩体。它被人们形象地称为“石棺”。即便如此,50—180吨核燃料的强烈核辐射,仍然穿透了厚厚的“石棺”。

  在旁边的一栋小楼里,我们全都被要求穿上厚厚的防辐射服,全身上下只有耳朵和眼睛露在外面。随后,在陪同人员的引导下,我们小心翼翼地走进了紧靠“石棺”、阴冷潮湿的4 号机组控制室。控制台上的仪表设备早已被拆除,只剩下锈迹斑斑的机体外壳。墙壁上有抢险人员当年留下的字迹。工作人员在介绍情况时,一再提醒我们不要碰这里的任何东西,只能用眼睛看、耳朵听。

  离开控制室后,我们走进4号机组灯光昏暗的通风中心,感觉像进了一个防空洞。里面一片狼藉,厚重的钢铁支架支撑着断裂的水泥柱,头上不时有水珠滴下。一滴水珠不偏不倚滴到记者衣领开口处的皮肤上。记者一阵紧张,当即告诉了一位工作人员。他竟一本正经地说:“这下你可以回家自己发电了。”让他这么一吓唬,大家全都笑了。

  结束参观时,我们又经历了复杂的“出关”过程。仪器检测显示,我所受到的辐射量在正常范围内。随后,我们每人领到一块消毒皂,在淋浴室里使劲洗刷了一番,这才得以“重返人间”。

  2000年12月15日,切尔诺贝利核电站被永久关闭。但是,饱经风霜的“石棺”已经出现裂缝和空洞,其顶板也有坍塌的危险;在雨水的渗透侵蚀下,“石棺”内的核燃料还会产生一些自发的连锁反应……改造“石棺”成了最紧迫、最艰难的问题。可以说,这场人类历史上最严重的核事故,现在依然在困扰着人们。

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(编辑:SN002)

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