处理不当，恐将滑向——核深渊

http://www.sina.com.cn 2011年03月13日05:52 四川新闻网-成都商报

　　切尔诺贝利核事故

　　1986年4月26日凌晨，前苏联乌克兰加盟共和国首府基辅以北130公里处的切尔诺贝利核电站发生猛烈爆炸，33人死亡，300多人受到严重辐射，28万多人疏散，核泄漏事故后产生的放射污染相当于日本广岛原子弹爆炸产生的放射污染的100倍。

　　三里岛核事故

　　1979年3月28日凌晨4时，美国宾夕法尼亚州三里岛核电站堆芯熔化，放射性物质泄漏，60%的铀棒受到损坏，反应堆最终陷入瘫痪，核电站附近居民约20万人撤离。由于反应堆有几道安全屏障，因而无一伤亡，只有3人受到轻微辐射。

　　福岛核电站

　　危险的沸水堆

　　福岛核电站采用沸水堆技术。沸水堆又叫轻水堆，主要工作原理是：冷却剂（海水）从核反应堆堆芯（核反应进行区域）下部流进，在沿堆芯上升的过程中，从核燃料棒那里得到热量，使冷却剂变成了蒸汽和水的混合物，经过汽水分离器和蒸汽干燥器，将分离出的高温蒸汽用来推动汽轮发电机组发电。由于蒸汽是在反应堆内产生，并直接进入汽轮机，因此带有极严重放射性，汽轮机也会受到放射性的沾染。因此，此次福岛核电站由于采用的是危险的沸水堆技术，正面临十分严峻的情况。

　　第1步

　　遇险停机冷却失败

　　核电站在设计时，最重要的考虑就是安全。当遇到严重的地震、海啸、热带风暴、洪水等自然灾害时，反应堆必须能安全停闭，不会对当地居民和自然环境造成危害。日本福岛第一核电站有6座沸水堆，地震时4～6号机组在停堆检修，1～3号机组按照安全设计自动停堆。

　　但在核反应堆自动停堆后，核反应堆内的核燃料棒因为有自衰变余热，不能立即冷却下来。而如果核燃料棒长时间得不到冷却，会使得堆芯达到上千度的温度，导致核燃料棒融化。因此必须对放置核燃料棒的核反应堆堆芯引入海水进行冷却，否则后果不堪设想。

　　在核反应堆堆芯停堆的情况下，引入海水强迫冷却余热的冷却泵所需电力就需要从外部输入。一般情况下都会准备多路外电网输入，同时每台机组一般有2台应急柴油发电机供电，而且同一电厂内的其他机组的应急柴油发电机也可以互相备用。

　　但在这次强烈地震后，日本福岛第一核电厂的外电网全部瘫痪了，自身的应急柴油发电机在运行一小时后，也因为海啸的袭击而全部丧失，这就导致失去所有外部电源供应，核反应堆堆芯失去强迫冷却余热手段，并在核反应堆内出现了一定程度的放射性物质泄漏。日本原子能安全和保安院12日早些时候在一份声明中说，福岛第一核电站1号机组中央控制室的放射线水平已达到正常数值的1000倍。

　　第2步

　　内压剧增主动排“毒”

　　在强迫冷却余热手段失败后，不仅反应堆内出现大量放射性物质泄漏，更为危险的是在温度急剧升高的堆芯作用下，尚处于反应堆内的冷却剂（海水）持续受热，变成高压蒸汽后聚集在安全壳内。安全壳是坚固的90厘米厚混凝土外墙，里面衬有防辐射金属材料，是核反应堆的最后一道防线，也是最重要的安全保障措施。

　　但据日本原子能安全和保安院12日早些时候的声明称，当时安全壳内压力已经达到8.4个大气压，而安全壳的设计值为4个大气压，所以需要向外部大气进行排放，避免安全壳因承受不了压力而破损，造成真正意义上的核扩散。

　　根据沸水堆的原理，此时安全壳内的高压蒸汽带有极严重放射性，因此在排放时必须经过过滤，但是还是会带有少量放射性。为以防万一，11日日本政府开始对周围10公里范围内的居民进行撤离。

　　12日早些时候，日本原子能安全和保安院下令东京电力公司将福岛第一核电站的1号和2号机组反应堆容器内的蒸汽释放到外部。东京电力公司指出，福岛第一核电站1号机组的反应堆容器内的蒸汽，将通过一个巨大水池，再从排气筒释放出去。过水的时候，放射性物质将在一定程度上被降低，同时工作人员将一直在排气筒的出口观测放射性物质的数量。

　　第3步

　　化学爆炸非核爆炸

　　虽然日本政府下令不惜以向外排放带放射性蒸汽的手段，避免福岛第一核电站1号机组情况恶化，但东京电力公司12日说，当天下午福岛第一核电站1号机组内传出爆炸声并冒出白烟，事故导致4人受伤，初步认定为冷却用氢气爆炸。

　　但根据沸水堆原理，如果反应不及时，核反应堆堆芯的高温足以导致冷却剂（海水）分解成氢气和氧气。氧气和氢气会聚集在反应堆顶部，而这些敏感气体也是不能随便排出。但一旦反应堆内部产生火花，或者温度达到超高，氢气和氧气即会发生爆炸。还有一种情况，即在反应堆内的密闭空间内，氢气跟氧气达到一定的浓度，一般是在4%左右，会发生自燃，接着导致爆炸。

　　也就是说，12日下午福岛第一核电站1号机组的爆炸很可能并非是冷却用氢气爆炸，而且很可能还是发生在反应堆内部，会对安全壳造成严重冲击。如果反应堆内聚集的氧气和氢气量足够大的话，爆炸威力将十分惊人，完全可以破坏厚重的安全壳。

　　根据日本媒体播放的电视画面现实，福岛第一核电站1号机组在爆炸后，其中一处厂房外面的水泥的框架（在混凝土安全壳外）已损坏。而根据东京电力公司声明，外面的框架之所以会破坏，是由于氢气爆炸。因此可以初步确定，氢气爆炸产生自反应堆内，而且一定是已经破坏了混凝土安全壳。

　　而在12日晚，日本官房长官枝野幸男证实，福岛第一核电站1号机组爆炸的原因并非东京电力公司所称冷却用氢气产生爆炸，而是反应堆堆芯产生的水蒸气泄露到堆芯外，产生的氢气和堆芯的氧气发生剧烈反应，导致爆炸。他强调，虽然爆炸造成厂房墙壁倒塌，但并不是厂房内反应堆的容器发生爆炸，属于化学爆炸，非核爆炸。

　　第4步

　　堆芯熔化不堪设想

　　在福岛第一核电站1号机组因冷却失败，温度剧增导致氢氧爆炸的同时。放置核燃料棒的核反应堆堆芯因为得不到新的冷却剂（海水），冷却水位急剧下降，堆芯逐渐露出水面，积聚的热量导致核燃料棒熔化，即核电站最为严重的事故———堆芯熔化。堆芯熔化将导致大量放射性物质扩散。堆芯熔化曾在1979年美国三里岛核电站事故中发生，当时约45%的燃料熔化，导致放射性物质扩散。

　　日本原子能安全和保安院12日晚些时候宣布，福岛第一核电站1号机组周边检测出放射性物质铯和碘，铯和碘都是堆芯的核燃料铀发生核分裂的产物，这表明反应堆堆芯燃料正在熔化，并在进一步加剧。日本原子能安全和保安院承认：“可以认为堆芯的燃料正在熔化。目前堆芯的具体温度还不明确，但设计能够耐1200度高温的核燃料包壳已经熔解。”这表明，福岛第一核电站1号机组已达到非常严重的状态。

　　在最坏情况下，福岛第一核电站1号机组堆芯熔化到彻底损毁的程度，密闭的核反应堆安全壳也能把绝大部分的放射性物质都控制起来。但福岛第一核电站1号机组的安全壳极有可能已在氢气爆炸中损毁，无法控制放射性物质外溢。堆芯熔化产生的大量放射性物质很可能将不断泄漏到核电站以外，造成大面积核污染，甚至形成类似1986年切尔诺贝利核电站爆炸一类的严重核事故。

　　人为失误致切尔诺贝利惨案

　　1986年4月26日凌晨，位于前苏联乌克兰加盟共和国首府基辅以北130公里处的切尔诺贝利核电站发生猛烈爆炸，反应堆机房的建筑遭到毁坏，同时发生了火灾，出现堆芯熔化，反应堆内的放射物质大量外泄，周围环境受到严重污染，造成了核电史上迄今为止最严重的事故。

　　切尔诺贝利核电站共有4个功率均为100万千瓦的核反应堆，其发电量占乌克兰总发电量的50%，并向大多数东欧国家提供重要电力。但该核电站的反应堆是20世纪70年代引进的水冷式石墨慢化反应堆，铀燃料棒放在一大堆石墨中，由石墨有效地控制反应的速度，从而产生推动涡轮机的蒸汽。由于石墨反应堆不够安全，许多年以前就被西方国家抛弃了。这种反应堆的冷却系统一旦发生故障，堆芯石墨棒的温度就会猛增，直至超过熔点而导致熔毁事故。

　　1986年4月25日，切尔诺贝利核电站第4号反应堆的工作人员违反操作规程连续切断反应堆的电源，使主要冷却系统停止工作。于是堆芯温度迅速升高，造成氢气过浓，以至26日凌晨发生猛烈爆炸，爆炸引起机房起火，浓烟使人呼吸困难，放射性物质不断外溢。核电站所在地区有2.5万居民，这些居民从26日晨开始疏散，疏散共用了34个小时。

　　核电站发生事故后，大量放射尘埃污染到北欧、东西欧部分国家，瑞典、丹麦、芬兰以及欧洲共同体于4月29日向前苏联提出强烈抗议。瑞典国家放射学研究所发言人说，这次事故后飘落到瑞典东部沿海地区的放射物质的含量已超过正常标准的100倍。瑞典北部的福尔斯马克核电站周围10公里范围内发现放射尘埃增多，600名工人被迫撤离核电站，近千名居民排着长队等候接受放射性尘埃的检查。

　　切尔诺贝利核电站发生事故后五个多月才恢复发电，使前苏联蒙受了巨大损失。据前苏联官方公布，这起事故造成的直接经济损失达20亿卢布（约合29亿美元），如果把前苏联在旅游、外贸和农业方面的损失合在一起，可能达到数千亿美元。同时，在核事故的危害下有33人死亡，300多人因受到严重辐射先后被送入医院抢救，有更多的人受到不同程度的辐射污染。为了防止进一步的辐射，前苏联将28万多人疏散到了辐射区以外。

　　背景资料

　　日本主要核安全事故

　　日本经济产业省原子能安全和保安院12日宣布，受地震影响，福岛第一核电站的放射性物质泄漏到外部。自上世纪九十年代以来，日本因各种原因发生多起核安全事故，其中主要包括：

　　1995年12月8日，位于福井县敦贺市的日本首座快中子反应堆“文殊”号的冷却材料液态钠严重外泄，导致反应堆被迫关机检修。此后，“文殊”号一直处于停运状态。

　　1997年3月，设在茨城县东海村的核废料再处理工厂发生爆炸，致使数十名员工受到辐射。

　　1997年4月14日，设在日本福井县敦贺市的新型核燃料转换实验反应堆发生泄漏事故。

　　1999年7月12日，日本原子能电力公司所属敦贺核电站2号机组的加压水型轻水反应堆的冷却系统发生冷却水泄漏事故。调查人员随后在检查中发现，冷却系统中一段用于连接两个热交换器的Ｌ型不锈钢管出现了一条长8厘米、宽0．2毫米的裂缝。

　　1999年9月30日，日本茨城县东海村一家核燃料制造厂发生核物质泄漏事故，造成两名工人死亡，数十人遭到不同程度辐射，30多万当地居民在屋内避难。

　　2004年8月9日，日本关西电力公司位于东京以西约350公里处的美滨核电站3号机组涡轮室内发生蒸气泄漏事故，导致4人死亡、7人受伤。

　　2006年4月11日，正处于试运行阶段的日本首个快中子增殖核反应堆的核废料再处理工厂发生含放射性物质的水泄漏事故。

　　2006年5月22日，福岛第一核电站6号机组发生放射性物质泄漏事故，但未对周边环境造成影响。

　　2007年1月14日，福井县大饭郡高滨核电站发生含微量放射物质的水泄漏事故，泄漏的水溅到现场的4名作业人员身上，但未对他们的健康和周围环境造成影响。