美智库专家详解福岛核事故:最坏情况会是怎么样?

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导读:[img]http://img5.itiexue.net/1265/12657617.jpg[/img] 3月16日上午,卡内基和平基金会高级研究员涂建军做客凤凰网演播室 核心提示:3月16日上午,凤凰网特别邀请卡内基和平基金会高级研究员涂建军做客演播室一一解读日本福岛第一核电站险情。涂建军认为,福岛核电站事故不可能像切尔诺贝利那么大。但谁都没有好办法将短期内马上解决各个反应堆里的问题,只能等反应堆自然冷却,反应器里的温度降下来。如果遇到最差最差的情况,可以做永久性的封存。 自11日强震发
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3月16日上午,卡内基和平基金会高级研究员涂建军做客凤凰网演播室

核心提示:3月16日上午,凤凰网特别邀请卡内基和平基金会高级研究员涂建军做客演播室一一解读日本福岛第一核电站险情。涂建军认为,福岛核电站事故不可能像切尔诺贝利那么大。但谁都没有好办法将短期内马上解决各个反应堆里的问题,只能等反应堆自然冷却,反应器里的温度降下来。如果遇到最差最差的情况,可以做永久性的封存。

自11日强震发生以来,日本福岛第一核电站险情不断。目前,该核电站的6个机组当中,已有4个发生爆炸。核电站泄漏的放射性物质正在日本地区扩散。

福岛核事故后,在各国民众中引起一定恐慌。日本福岛核电站事故到底是什么状况?最坏可能带来怎样的后果?如何应对放射性物质在什么情况下会对人体产生危害?3月16日上午,凤凰网特别邀请卡内基和平基金会高级研究员涂建军做客演播室一一解读。涂建军认为,这个事情短期内马上解决,谁都没有好办法。如果把时间拉长一点,等自然冷却,反应器里的温度降下来,遇到最差最差的情况,可以做永久性的封存,技术上还是有解决方法的。

对话主持:陈芳

对话嘉宾:涂建军,卡内基和平基金会高级研究员,曾任加拿大温哥华MKJA公司资深能源与环境咨询顾问、加拿大工业能源终端使用数据和分析中心客座研究员

以下为对话实录:


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福岛第一核电站分布和部分机组安全状况图 制图:凤凰网

一、福岛核电站到底发生了什么?为什么会爆炸?

凤凰网:首先请问,日本福岛第一核电站事故到底是怎么回事?为什么核反应堆停止工作了还会产生重大事故?为什么一直在对外泄露核物质?

涂建军:我首先谈一下核电站的工作原理。福岛核电站建的年代比较久,其反应堆属于“沸水反应堆”(Boiling Water Reactors),是美国通用电气公司于1950年代中期研发成功的一种轻水核反应堆。就是核物质氧化铀通过核裂变之后产生大量的热量,对轻水进行加热,进而产生大量蒸汽,再将蒸汽中的水脱掉,用热的蒸汽带动汽能机发电,最后蒸汽冷却后回流至反应堆。

沸水反应堆比压缩反应堆简单很多,但这种核反应堆有一个问题,即在核反应停止后,因为核物质有衰变过程,还会持续产生大量的热量,必须用冷却系统带走。不然热量越积越多,会导致核燃料熔化,熔化就非常危险了。

此次福岛第一核电站事故是怎么回事?是地震加高达十米的海啸引起的。首先,地震震级高达九级,核电站设计时也许并没有考虑到如此高的震级。其次,海啸高达十米,最初的核电站设计也没有考虑到。

但我们也看到,福岛核电站的设计还是不错的,在地震之后基本上是准确地自动停机。这时,如果其冷却系统能正确工作,也不会有太大的问题。但现在问题就出在这里,因为海啸产生的海浪太高,紧急发电机的围堰系统没有十米高,被海啸淹没,不能正常工作。福岛核电站还有一些备用电器系统,但技术也被损坏。根据我的了解,它有一些备用电池系统,但持续的时间不可能太久,如果没有紧急发电系统或者外面电力资源,完全靠备用电池系统不能持续太久,所以冷却系统不能正常工作。

冷却系统无法正常工作,轻水不能将反应器内部的热量带走,核燃料被高压的压力容器包在里面,温度越积越高,就有危险,因为这里有水,水和高温的核燃料接触后就可能分解成氧气和氢气。为了冷却系统,需要往里面不停地注水,但压力高注不进去,必须要将里面的高温蒸汽排出来,这样高温氢气和氧气接触,就发生了氢气爆炸。就是我们看到的爆炸,厂房房顶被掀开。

凤凰网:氢气爆炸是没有办法?

涂建军:氢气爆炸是没有办法。因为反应堆最外面有一个安全防护壳,蒸汽排到安全防护壳之外,就会爆炸。安全防护壳的等级是比较高的,爆炸的时候不会有事,但外面的厂房不能抵抗这种爆炸威力,就是我们看到的屋顶被掀翻。

二、会不会重蹈切尔诺贝利核事故悲剧?

凤凰网:核设施的反应堆有三道保护屏障是吗?每一道屏障起的作用是什么?

涂建军:第一道,堆心就有安全作用,通过一些陶瓷材料将核燃料棒聚在一起;第二道,是压力容器,包着整个燃料棒;第三道是安全壳,也是最重要的。切尔诺贝利就是少了最后一道安全壳,所以爆炸时产生了大量放射性物质,尘埃飘到空气中,到欧洲各地。福岛核电站事故不可能像切尔诺贝利那么大,就是因为它有安全防护壳。

三、最重要的保护屏障--安全壳破裂意味着什么?

凤凰网:刚才我看到有最新消息称,日本官房长官枝野幸男16日表示,“日本福岛第一核电站1号与3号核反应堆的安全壳可能受到损坏,日本可能需要寻求美国军方的援助。”如果安全壳破坏,会产生什么样的后果?

涂建军:安全壳受损,会源源不断有一些辐射物出来。但这里说的“可能受到损坏”,我的理解,不会是整个大面积的,只是说有裂缝。如果核辐射控制不了,里面的燃料棒要么通过海水冷却,要么自然水冷却,必须要做核反应堆的永久性封存,就是要建一个棺材将其封死在里面。

凤凰网:现在有没有可能来做永久性封存工作?

涂建军:现在不行,因为里面的温度太高了,非要等它冷却下来才能做这件事情。

凤凰网:在这个冷却过程中,会释放一些放射性物质?冷却大概需要多长时间?会有多少放射性物质释放出来?

涂建军:冷却具体的时间,我还很难讲清楚,最少需要几天的时间,因为还要取决于海水能不能发挥作为;如果靠自然冷能的话,时间有可能更长一点。

凤凰网:那这个过程中,释放出来的放射性物质量会有多大?

涂建军:现在一个很大的问题,在于大家都没有办法得到第一手资料;即使有第一手资料,日本政府会不会如实发布这样的一些信息,也是未知,所以现在网上都是猜测。

辐射剂量和对人体伤害基础知识图 制图:凤凰网

四、福岛核电站释放出的放射性物质对人体会有什么影响?

凤凰网:我们也看到在日本核电站周围检测到的放射性物质主要包括碘131和铯137。

涂建军:对。这两种东西放射出来之后,我们就可以肯定是里面的泄露,就是反应堆里面的物质出来了,这是比较肯定的一点。

(凤凰网编者注:核电运行中,产生放射性物质碘131,甲状腺吸收后造成损伤。预先服用含有稳定碘同位素的药片,可以阻断人体甲状腺对放射性碘-131的吸收。“放射性碘”的半衰期为8天,8天后的放射性就会下降一半。铯-137,会造成造血系统和神经系统损伤,半衰期为30年。)

凤凰网:这两种放射物质对人体会有什么影响?多大量可能产生实质性的危害?

涂建军:需要根据人接触核反应时间的长短,以及剂量大小来定。

(详见上图:核辐射与对人类危害)

五、裸露在外的乏燃料棒会产生什么后果?

凤凰网:我们了解到的最新消息,目前福岛核电站最危险的是四号机组,爆炸后还有783根用过的乏燃料棒裸露在外,乏燃料棒是什么?裸露在外会有什么影响?

涂建军:乏燃料棒,就是用完后的燃料放在乏燃料棒池里,它的温度本身并不是太高,因为池中有冷却水系统。但现在也有一个相同的问题,冷却系统如果不能正常工作的话,温度就会越来越高,裸露在空气里也是一个巨大的安全隐患。

凤凰网:也会释放出放射性物质吗?

涂建军:乏燃料棒之所以说危险,最大的问题是乏燃料棒池的安全措施,本身来讲没有核反应堆那么强,因为它只是作为一个存储的物质。据报道称乏燃料壳可能有破损,现在也是无法得到证实,如果破损了,这也是很严重的一件事情。

凤凰网:福岛核电站一共六个机组,现在一二三四号机组都发生了爆炸。现在据最新消息,五号六号机组乏燃料棒也有升温现象,五号、六号机组会不会有什么样的危险?

涂建军:如果冷却系统不能正常工作,也要出问题的,因为必须需要冷却系统。

凤凰网:针对这种情况,根据您的观察,有没有能力应对?

涂建军:日本政府,现在甚至把现场的很多工人以及自卫队员撤走了,已经没有人接近事故最前沿的现场,我想他们后面可能会派工业机器人去。

现在的很多监测仪表、感应器已经损毁,里面真正的情况到底怎样?包括日本政府发布时经常用的字眼“可能”,他们可能也是真的不知道里面真正的情况。据我所知,美国1979年的三里岛核电站事故,决策委员会的人实际上也是事后才知道事故的严重性。美国三里岛核电站事故最后没有发生爆炸,当时很幸运。

六、最坏的情况会怎样?怎么应对?

凤凰网:发生了最坏的情况,能有什么样的应对措施?

涂建军:目前,这个事情短期内马上解决,谁都没有好办法,日本政府肯定是尽最大的努力在做这件事情。如果把时间拉长一点,等自然冷却,反应器里的温度降下来,遇到最差最差的情况,可以做永久性的封存,技术上还是有解决方法的。

但现在确实不知道事故的严重程度,到底到了哪一级。我现在做的判断是五到六级之间,以后的发展有可能升到六级,但到七级我认为不太可能,苏联的切尔诺贝利核电站事故是七级,福岛核电站事故与切尔诺贝利核电站事故还是有本质的区别。

凤凰网:五到六级之间,对普通人来讲,会具有什么样的危险程度?

涂建军:国际原子能机构公布的核扩散危险程度体系,有两个标准,一是对人产生多大的危害,一是对装置产生多大的危害。三里岛事故定为五级,是因为燃料棒已经熔了很大一部分,所以事后被定为五级,但它对周围的居民产生的辐射是比较小的。

为什么说日本这次事故会超过五级?不但反应器部分熔解,还存在全部熔解的可能性;另外它对很一部分居民已经产生了核辐射危害,还包括美国直升机飞行员。

凤凰网:气流和风向对放射性物质会产生怎样的影响?

涂建军:目前是西北风,向太平洋方向吹。如果它风向变了之后,距离最近和下风口的地方,会最先受到影响,但影响和放射总量有关,如果放射总量不是很大,即使扩散过去,对人体的影响也很小,可能还不如我们受一次X光照射那么严重。

一旦升级,我相信日本政府一定会采取紧急措施的,最后一定会走永久封存这一条路。

凤凰网:永久封存技术上是有可能的?

涂建军:如果核反应器安全外壳损毁比较严重,在反应堆冷却之后,有可能做这一步,但成本非常非常的高,不到万不得已不希望做这一步。

凤凰网:永久封存大概是怎么一回事?

涂建军:切尔诺贝利核电站事故之后,就采取了永久封存,把核废料和废弃的反应堆全部放在一起,在外面用钢筋混凝土层层围起来。但切尔诺贝利核电站当时做的有点粗糙,可能还牵涉到成本问题,对乌克兰政府来讲是很大的安全挑战,最近还在考虑重新做钢结构的封存。

凤凰网:到现在还存在安全隐患?

涂建军:还没有解决。所以说核电站如果发生了这么大级别的事故,不是短期可以解决的,这也会成为日本政府长期的政治经济负担。

七、福岛核电站事故对他国有什么警示?

凤凰网:这也给其他国家的核电站产生很大的警示作用。我们看到德国、法国都做出了一定的反应。

涂建军:德国,由于民众强烈反对,默克尔已经宣布暂停延长核电站寿命的计划,老的核电站也停下来检修;瑞士也打消了继续建核电站的念头;美国,我认为奥巴马政府想推进核能发展,会面临民众的挑战。

关于核电站的建设,要考虑两个挑战:一是安全上的挑战,必须保证在安全的情况下开发核能;二是人力资源的挑战,有没有足够合格的人才来建核电站?有没有那么多合格的人才来运营核电站?这都是很大的挑战。我们现在看到很多核电站事故,大多是因为操作失误和应对不当导致事故恶化,对人的要求很高。

凤凰网:地震频发,让很多人再一次联想到2012会不会真的会来?这种心理您怎么看?

涂建军:2012,更多从人和自然的关系来理解,人类和自然之间的关系要理顺,在经济开发过程中,对自然需要保持适度的敬畏心理。


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本文内容于 2011/3/17 22:51:18 被岸边古礁编辑

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