王家敏
福島核電站多個反應(yīng)堆仍未解除緊急情況,核泄漏的嚴(yán)重程度還處于不確定的狀態(tài)。此次危機已超出日本一個國家。事故給國際核能產(chǎn)業(yè)敲響了警鐘
3月11日,日本東北部近海發(fā)生里氏9級特大地震。福島核電站多個機組因此受損,接連發(fā)生核泄漏事故。日本首相菅直人當(dāng)即發(fā)布“原子能緊急事態(tài)宣言”。
14日,按照國際核能事件分級表(INES)1~7的評級標(biāo)準(zhǔn),日本政府初步確定此次事故為4級。 但截至15日晚間,核電站多個反應(yīng)堆仍未解除緊急情況。法國核安全局(ASN)局長拉科斯特表示,根據(jù)反應(yīng)堆安全殼損傷等情況,事故的現(xiàn)狀已經(jīng)惡化,毫無疑問達到了6級水平。“可與1979年的美國三里島危機相提并論?!?/p>
危急
福島核電站位于日本東北部海岸福島縣工業(yè)區(qū),其屬于東京電力公司,由福島一站、福島二站組成,共10臺機組,均為美國引進的沸水堆(BWR)技術(shù),1號機組在1971年投入運行。
地震發(fā)生20分鐘后,日本原子能安全保安院發(fā)布第一份緊急情報顯示,東部沿海多座核電站安全措施啟動,核反應(yīng)堆自動停止運轉(zhuǎn)。
盡管堆芯反應(yīng)停止,但核燃料棒內(nèi)放射性元素仍會自衰變產(chǎn)大量余熱,需要冷卻循環(huán)系統(tǒng)繼續(xù)工作數(shù)天。而地震和緊隨其后的海嘯破壞了核電站電力供應(yīng)和應(yīng)急柴油發(fā)電機,部分機組主水泵無法工作,冷卻循環(huán)一度停止。
根據(jù)沸水堆結(jié)構(gòu)設(shè)計,鈾燃料被放置在鋯合金管中,若干這樣的合金管被垂直固定在反應(yīng)堆壓力容器內(nèi),壓力容器放置在稍大一些的鋼筋混凝土高氣密安全殼中。
正常工作狀態(tài)時,燃料棒在壓力容器內(nèi)發(fā)生可控的鏈?zhǔn)椒磻?yīng),產(chǎn)生大量熱量,容器內(nèi)的水被加熱沸騰產(chǎn)生蒸汽,直接推動蒸汽渦輪發(fā)電機產(chǎn)生電能。隨后,蒸汽進入冷凝器中進行冷卻。
突發(fā)的冷卻循環(huán)故障使得壓力容器內(nèi)水溫持續(xù)沸騰,蒸汽壓力上升。當(dāng)日晚間,福島第一核電站1號堆壓力容器內(nèi)壓力已經(jīng)上升至設(shè)計值的1.5倍。次日10時,容器內(nèi)水溫甚至超過了120度。
面對核燃料融毀及泄漏風(fēng)險,日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)相采取了第一輪緊急措施,命令福島核電站設(shè)法釋放蒸汽,否則容器及冷卻水回路可能因為壓力過大而破損。
清華大學(xué)核能研究院教授曲靜原告訴《中國新聞周刊》記者,沸水堆與壓水堆相比,屬于單循環(huán)反應(yīng)堆,只有一條回路,釋放的蒸汽可能帶有輻射性物質(zhì)。日本國內(nèi)普遍發(fā)展了沸水堆,其經(jīng)濟效益較好。但在一個地震頻繁的地區(qū),使用這樣的設(shè)計遭到了業(yè)內(nèi)專家的質(zhì)疑。
12日凌晨,福島第一核電站1號機開始釋放過濾后的蒸汽,但仍有部分殘留泄漏到大氣中。此后多個機組也開始排放蒸汽,放射濃度亦高于此前。12日中午,福島第一核電站監(jiān)測到的放射強度升高至每小時1.015毫希伏。至14日,蒸汽排放量增加,輻射值曾一度達到3.130毫希伏,但隨后有所下降。
日本原子能安保部表示,輻射值會隨著擴散范圍遞減。當(dāng)局展開了核電站20公里半徑以內(nèi)居民的預(yù)防性撤離,并要求30公里范圍內(nèi)的居民也做好防護準(zhǔn)備。
爆炸
13日,福島核電站1號、3號機組廠房相繼爆炸,核泄漏危險升級。升騰起的白煙難免引發(fā)“核反應(yīng)堆爆炸”的擔(dān)憂。萬幸的是,這只是廠房內(nèi)氫氣化學(xué)反應(yīng)引發(fā)的爆炸。排放蒸汽時,壓力容器內(nèi)大量氫氣外泄聚集至廠房頂部,與氧氣混合發(fā)生劇烈爆炸。廠房因此炸毀,而安全殼并沒有受損。
但15日早上7點,令人擔(dān)憂的情況還是發(fā)生了。福島第一核電站2號機組冷卻失靈,燃料棒一度處于高溫空燒狀態(tài),同時安全殼內(nèi)用于盛裝冷卻水的“抑制池”部分爆炸。據(jù)朝日新聞報道,爆炸使安全殼出現(xiàn)破損,或有大量核泄漏危險。
數(shù)小時后,監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示,2號和3號機組之間核輻射值一度高達400毫希伏。枝野幸男在記者會上稱,這是會對人體產(chǎn)生影響的數(shù)值,但“嚴(yán)重核泄漏事故不太可能發(fā)生”。
沸水堆核燃料泄漏有三道屏障,由內(nèi)到外依次是燃料包殼、壓力容器和安全殼。
曲靜原說,1、3號機組引發(fā)爆炸的氫氣,來源于燃料包殼鋯合金在高溫高壓下與水發(fā)生的化學(xué)反應(yīng),并且,在釋放的蒸汽中還發(fā)現(xiàn)了鈾燃料核分裂后產(chǎn)生的銫同位素,這些都意味著核燃料及包殼已經(jīng)有一定損毀。
官防長官枝野幸男也在發(fā)布會上保守地表示,“事發(fā)反應(yīng)堆堆芯部分融毀可能性高,但最壞的情況也不會是切爾諾貝利式的核事故?!?/p>
前蘇聯(lián)烏克蘭北部切爾諾貝利核泄漏事件是至今為止最大的核污染事故。1986年4月26日,核電站技術(shù)人員進行安全系統(tǒng)測試時,由于操作不當(dāng),導(dǎo)致核反應(yīng)堆過熱,壓力容器爆炸。
爆炸瞬間約有50噸核燃料化作煙塵進入大氣,隨云層飄往眾多地區(qū)。世界衛(wèi)生組織在2005年指出,切爾諾貝利核泄漏事件直接致死56人,近60萬人受到大劑量的核輻射,估計有4000人會死于核輻射導(dǎo)致的癌癥。
當(dāng)務(wù)之急仍然是降溫和減壓。但多個機組釋放蒸汽減壓后,冷循環(huán)系統(tǒng)仍未能正常工作。
核電站隨即采取了“壯士斷腕”的緊急舉措。12日晚間8點20分,工作人員開始向1號機組壓力容器內(nèi)持續(xù)灌注大量海水。
因海水成分復(fù)雜,或?qū)Ψ磻?yīng)堆產(chǎn)生未知損害。枝野幸男在發(fā)布會稱,這些機組將來再次啟動非常困難,它們極可能報廢。這也意味著,事故至少造成數(shù)十億美元的直接經(jīng)濟損失。
隨后福島第一核電站多個反應(yīng)堆均采取了灌注海水的降溫方式,東京電力公司稱“情況正在控制中”。但據(jù)共同社報道,4號機組盛放核廢料乏燃料棒的水池也發(fā)生了險情。
東京電力15日下午承認(rèn),4號機組的核廢料存儲池失控,池水可能處于沸騰狀態(tài),水位可能正在下降。如果核廢料無法冷卻,可能將受損并導(dǎo)致放射性物質(zhì)外泄。而這一險情在14日凌晨4點已經(jīng)出現(xiàn)。
15日,日本政府與東京電力公司組建了“福島核電站事故對策統(tǒng)合總部”,日本首相菅直人嚴(yán)厲批評該公司對福島第一核電站爆炸事故的通報遲緩。
輻射
中國留學(xué)生杜曉飛住在東京,這里位于福島縣南方250公里。福島核電站事故新聞發(fā)布后,她注意到12日福島縣風(fēng)向為西風(fēng),從陸地吹向海洋。而到了15日,風(fēng)向轉(zhuǎn)為北風(fēng)。這也意味著,日本中部區(qū)域?qū)⑹艿胶诵孤┪镔|(zhì)擴散威脅。
曲靜原告訴《中國新聞周刊》,核燃料多以三種形式泄漏到大氣中,包括顆粒物質(zhì)、惰性氣體和氣凝膠形式。蒸汽帶出的放射物質(zhì)多以氣凝膠的形式存在,并不是均勻分布在大氣中,所以核電站附近瞬間監(jiān)測值可能波動較大,15日的高值在8~400毫希伏之間。
而顆粒物質(zhì)、惰性氣體則會隨著大氣擴散。
據(jù)日本共同社報道,泄漏的核物質(zhì)已經(jīng)飄至關(guān)東地區(qū),東京都放射線量已經(jīng)超過了往常的20倍,櫪木縣首府宇都宮的輻射量達到正常時候的33倍,玉縣則是40倍。
15日,東京都測的輻射值為0.174毫希伏。根據(jù)人在短時間內(nèi)受到大劑量輻射的臨床反應(yīng),100毫希伏以下的輻射對人體并沒有影響。至1000~2000毫希伏時,會引發(fā)輕微輻射疾病,6000毫希伏則會致人死亡。
杜曉飛在東京一家便當(dāng)廠打工,盡管時有余震,生產(chǎn)仍然很忙碌。12日,福島核電站核泄漏的消息剛被報道,一些市民害怕核輻射物擴散污染食物,紛紛事先搶購食物,一些心有驚慌的市民還購買了口罩。杜曉飛說,“東京有可能下雨,電視臺已經(jīng)提醒我們不要被雨淋到。”
福島核泄漏的輻射物質(zhì)中已經(jīng)檢測到銫137和碘131。銫137會造成造血系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)損傷。碘131一旦被人體吸入,可能會引發(fā)甲狀腺疾病。13日,日本政府已計劃向核電站附近居民發(fā)放防止碘131輻射的藥物碘片。
據(jù)日本福島縣政府的要求,核電站附近民眾也自覺接受核輻射檢測。截至14日,日本官方確認(rèn)已有22人受到核輻射。
雖然日本政府初步確定此次核泄漏事故為4級,但部分鄰國和地區(qū)已經(jīng)開始嚴(yán)密監(jiān)視事故的進展。中國駐日本大使館也 “鑒于目前福島核電站事故的嚴(yán)重性和不確定性”,采取措施安排重災(zāi)區(qū)的中國公民撤離。
美、法等國家派出了核能專家組參與救援,國際原子能機構(gòu)也派出了官員。中國國際問題研究所研究員滕建群認(rèn)為,“核泄漏危機已遠遠地超出日本一個國家,而演變成地區(qū),甚至全球的核安全事件。”★