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福島核電站 |
中文名稱: 福島核電站 反應堆類別: 單循環沸水堆 使用燃料: 混合氧化物燃料 |
福島核電站(Fukushima Nuclear Power Plant)由福島一站、福島二站組成,共10台機組(一站6台,二站4台),均為沸水堆。位於北緯37度25分14秒,東經141度2分,地處日本福島工業區。
2011年3月12日,日本宣布,受3·11日本地震影響,福島第一核電站的放射性物質發生泄露。4月11日16點16分福島再次發生7.1級地震,日本再次發布海嘯預警和核泄露警報 。4月12日,日本原子能安全保安院根據國際核事件分級表將福島核事故定為最高級7級 。2013年10月9日,福島第一核電站工作人員因誤操作導致約7噸污水泄漏。11月20日,日本東京電力公司對福島第一核電站第五和第六座核反應堆實施封堆作業 。
2021年2月22日,日本福島第一核電站運營方表示,受2·13日本本州東岸近海地震後,1號機組收納設施內部水位出現了下降 。3月26日,在核電站內部,工作人員又發現了可能存在的核泄漏跡象 。4月13日,日本政府召開有關內閣會議正式決定將福島第一核電站上百萬噸核污水經過濾並稀釋後排入大海,排放約2年後開始 。6月1日下午,在福島第一核電站內,工作人員發現核電站內含有放射性物質的集裝箱發生泄漏。
2021年9月21日,東京電力公司表示,福島第一核電站用於過濾核污染水的"多核素去除設備"(ALPS)中,又發現有5個過濾器發生破損。
2021年12月21日,東京電力公司將向日本原子能規制委員會提出福島第一核電站核污染水排海計劃申請。[1]
地理位置
福島第一核電站(Fukushima I Nuclear Power Plant)
所在地點:日本福島縣雙葉郡大熊町
經緯度:東經141度01分57秒,北緯37度25分17秒。
福島第二核電站(Fukushima II Nuclear Power Plant)
所在地點:日本福島縣雙葉郡的楢葉町和富岡町。
經緯度:東經141度01分16秒,北緯37度19分10秒。
福島一站1號機組於1971年3月投入商業運行,二站1號機組於1982年4月投入商業運行。福島核電站的核反應堆都是單循環沸水堆,只有一條冷卻迴路,蒸汽直接從堆芯中產生,推動汽輪機。福島核電站一號機組已經服役40年,已經出現許多老化的跡象,包括原子爐壓力容器的中性子脆化,壓力抑制室出現腐蝕,熱交換區氣體廢棄物處理系統出現腐蝕。這一機組原本計劃延壽20年,正式退役需要到2031年。2011年東京電力計劃為第一核電站增建兩座反應堆。
日本福島縣政府於2011年2月16日召開會議,政府通過了東京電力公司(TEPCO)所屬的福島-1-3核電廠(NPP)使用混合氧化物燃料(MOX燃料)發電的申請。TEPCO起初在1998年獲得了在福島-1-3核電廠使用MOX的初步協議。但是在2002年由於該廠發生篡改記錄的事件後,該計劃卻被終止了。根據2012年政府的表態,該計劃將在停滯了十年之後重新啟動。
歷次事故
福島第一和第二核電站此前也多次發生事故。
1978年,福島第一核電站曾經發生臨界事故,2007年才公之於眾。
2005年8月,里氏7.2級地震導致福島縣兩座核電站中存儲核廢料的池子中部分池水外溢。
2006年,福島第一核電站6號機組曾發生放射性物質泄漏事故。
2007年,東京電力公司承認,從1977年起在對下屬3家核電站總計199次定期檢查中,這家公司曾篡改數據,隱瞞安全隱患。其中,福島第一核電站1號機組,反應堆主蒸汽管流量計測得的數據曾在1979年至1998年間先後28次被篡改。原東京電力公司董事長因此辭職。
2008年6月,福島核電站核反應堆5加侖少量放射性冷卻水泄漏。
2011年3月,里氏9.0級地震導致福島縣兩座核電站反應堆發生故障,其中第一核電站中一座反應堆震後發生異常導致核蒸汽泄漏。於3月12日發生小規模爆炸,或因氫氣爆炸所致。福島核電站在技術上是單層循環沸水堆,冷卻水直接引入海水,安全性無法保障。 3月14日地震後發生爆炸。在爆炸後,輻射性物質進入風中,福島核電站當地的風向為從日本東部吹向太平洋方向,通過風傳播到美國,經過削弱放射性幾乎微不足道。
2011年3月16日上午,東京電力公司召開緊急新聞發布會,稱核電站4號反應堆於東京時間16日5點45分再次發生火災,兩名核電站工作人員下落不明,並已經緊急通知了福島縣政府和消防部門。到8點15分稱,火勢已得到控制。國際原子能機構(IAEA)總幹事天野之彌15日說,該機構尚未接到日本政府有關核電站4號反應堆15日火災後情況的說明。
2011年3月15日,日本首相菅直人已就福島第一核電站的問題向日本民眾發表了講話。他要求核電站方圓20公里以內的所有居民撤離,方圓20至30公里以內的居民在室內躲避。
2013年8月7日,日本政府原子能災害對策本部宣布,福島第一核電站每天至少約有300噸污水流入海中。
2011年日本福島第一核電站發生核事故後,東京電力公司曾因為污水處理設施捉襟見肘而人為向大海排放低放射性污水,以便騰出空間處理高放射性積水。當時該公司聲稱,在2011年6月之後,沒有新的放射性污水排入海洋。
2013年7月22日,東京電力公司首次承認,福島第一核電站附近被污染的地下水也正滲漏入海。
2013年10月9日,福島第一核電站發生一起重大事故,在污染水處理設施作業時,作業人員錯將配管線拔出,結果造成高濃度污染水的大量外泄,在現場作業的9人中有6人遭到污染水噴淋。經過檢測,每1立升污染水的放射性鍶的含量高達3700貝克勒爾。
2013年10月10日,東京電力公司宣布,從福島第一核電站港灣外的海水中檢測出了放射性銫,活度為每公升1.4貝克勒爾。東京電力公司解釋:從核電站排出的銫137的法定標準為每公升90貝克勒爾,世界衛生組織的飲用水中銫活度標準值為每公升10貝克勒爾。本次的檢測結果低於這兩個標準值。東電錶示"我們認為對環境沒有影響",並稱10日未從在港灣口東側提取的海水中檢測出銫。
2015年5月22日,東京電力公司向日本原子能規制委員會遞交的一份調查報告。經檢測,湧起的氣泡成分幾乎都是氫氣,因此東電方面認為,水體很可能是受強烈輻射的影響並導致大量氫氣產生,氣體在容器內部不斷膨脹,最終導致了核污水的溢出。
2017年2月07日,日本福島核電站輻射量爆表。
2019年11月8日,11月20日,日本東京電力公司對福島第一核電站第五和第六座核反應堆實施封堆作業 。
2021年2月13日,福島近海發生7.3級地震後,1號機組收納設施內部水位出現了下降。東京電力公司表示,內部水位下降後,10年前核事故時受損的部位可能再次暴露在空氣中,導致內部氣體泄漏,從而引發了壓強下降 。2月22日,日本福島第一核電站運營方表示,受2·13日本本州東岸近海地震後,1號機組收納設施內部水位出現了下降 。2月28日,福島第一核電站3號機組乏燃料池中的乏燃料棒已全部移出。這也是2011年福島核事故中堆芯熔毀的三個機組中第一個移出所有乏燃料棒的機組。同樣堆芯熔毀的1號和2號機組乏燃料池中仍然保存着上千根乏燃料棒 。3月10日,日本原子力委員會發布報告稱,東京電力公司福島第一核電站內部發現了新的污染場所,嚴重程度遠超預期。此外,1號和3號機組核反應堆壓力容器排出的部分氣體發生了倒流,有可能再次引發爆炸 。3月26日,在核電站內部,工作人員又發現了可能存在的核泄漏跡象 。4月9日,日本政府基本決定將福島第一核電站核污水排入大海 。4月13日,日本政府召開有關內閣會議正式決定將福島第一核電站上百萬噸核污水經過濾並稀釋後排入大海,排放約2年後開始 (主詞條:日本福島核污水入海計劃)。當地時間6月1日下午,在福島第一核電站內,工作人員發現核電站內含有放射性物質的集裝箱發生泄漏 。2日,韓國慶尚南道環境團體出動100多艘漁船舉行"阻止日本福島核廢水入海-慶南在行動"成立儀式,敦促日本政府取消福島核廢水排海計劃 。
2021年10月38日,據日本放送協會報道,9月中旬以來,日本福島核電站用於阻擋核污水的"凍土牆"出現異常升溫, 多處本應維持在零下的區域,溫度都超過了0度,部分地區甚至超過了10度。
主要危害
氫氣爆炸
福島核電站發生的爆炸屬於化學爆炸,是由泄漏到反應堆廠房裡的氫氣和空氣反應發生的爆炸。
福島核電站使用MOX燃料,燃料棒外殼為鋯合金。由於地震和海嘯導致應急冷卻系統故障,反應堆內冷卻水平面一度下降,並導致堆芯裸露。冷卻不足使燃料棒外殼溫度超過鋯-水反應極限溫度,從而發生鋯-水反應生成大量氫氣。
堆芯鋯-水反應生成的氫氣曾一直封閉在廠房中的安全殼之內。氫氣泄漏到廠房中是在安全殼內壓力升高時,從泄壓安全閥的氣體通道排出的。由於廠房中氫氣相對空氣的濃度達到了爆炸極限,在遇到高溫甚至明火後便發生了爆炸。爆炸的威力掀掉了廠房的屋頂,只剩下鋼筋骨架。沒有確鑿證據證實爆炸導致安全殼破損,安全殼是否破損以及破損的原因還需等待最終的調查報告。
核能外泄
核能外泄又稱為核熔毀,是種發生於核能反應爐故障時,嚴重的後遺症。核能外泄所發出的核能輻射雖遠比核子武器威力與範圍小,但是卻相同能造成一定程度的生物傷亡。
原子能安全和保安院在一份聲明中說,受11日大地震影響而自動停止運轉的東京電力公司福島第一核電站,1號機組中央控制室的放射線水平已達到正常數值的1000倍。而最新公報說,這一核電站大門附近的放射線量繼續上升,12日上午9時10分已經達到正常水平的70倍以上。
這是日本有關部門首次確認有核電站的放射性物質泄漏到外部。日本福島縣東京電力公司所屬第一和第二核電站周邊的雙葉町、大熊町、富岡町的全部居民12日上午開始到劃定的危險區域之外避難,總計約兩萬人。
為了防止安放核反應堆的容器內氣壓升高,導致容器無法承受壓力而破損,原子能安全和保安院已下令東京電力公司將福島第一核電站的1號和2號機組反應堆容器內的蒸汽釋放到外部。
東京電力公司準備在福島第一核電站的3座反應堆中,首先釋放事態最為嚴重的1號機組的蒸汽。而2號和3號機組,如果冷卻反應堆的功能無法儘快恢復,也將採取同樣措施。
東京電力公司指出,福島第一核電站1號機組的反應堆容器內的蒸汽,將通過一個巨大水池,再從排氣筒釋放出去。過水的時候,放射性物質將在一定程度上被降低,同時工作人員將一直在排氣筒的出口觀測放射性物質的數量。
此外,福島第二核電站已經喪失冷卻功能,東京電力公司已經開始釋放福島第二核電站1號和2號機組反應堆容器內的蒸汽,以減少容器壓力,防止更大破損。該公司還準備將核電站內另外兩座反應堆的蒸汽釋放到外部。
這是日本首次採取核電站打開閥門向外釋放蒸汽的緊急避險措施。儘管這一舉措也有可能導致放射性物質泄漏到外部環境,但這樣可以避免容器破損導致核電站失去封閉機能。
日本福島1號核電站面臨的緊急情況15日迅速走向惡化:先是2號反應堆外殼在爆炸中受損,造成含有放射物的冷卻水不斷流出。緊接着,一直平靜的4號反應堆起火,大量放射性物質泄漏。日本首相菅直人當即發布命令,要求距核電站30公里內居民呆在家中避險。有消息稱,日本搶險隊員已經從福島1號核電站2號反應堆所在機房撤走,這表明反應堆厚厚的鋼結構外殼可能因15日清晨的爆炸而"破損嚴重",甚至到了"無法控制"狀態。
日本政府發言人表示,雖然福島核電站4號反應堆內沒有正在使用的核燃料,但卻存放着大量使用過的燃料棒,因此,救援人員正在全力滅火,防止這些同樣需要降溫的"核廢料"繼續發生嚴重泄漏事故。上述最新進展表示,福島1號核電站的局勢可能急轉直下,變得無法收拾。
一旦救援人員不能很快返回福島核電站繼續為這四個反應堆"退燒",堆內核燃料將因溫度過高而發生"完全融毀現象"。那樣的話,像熔岩一樣滾燙的核燃料會突破反應堆15厘米厚的燃料艙鋼結構保護體束縛,給日本和周邊國家帶來無法彌補的核災難。
此前,因閥門故障,日本救援人員一度無法打開2號反應堆排氣口,結果造成堆內壓力極高,同時也造成用來冷卻反應堆的海水根本無法注入其中。這意味着日本用來冷卻反應堆的最後辦法失靈,以致大量核燃料暴露在空氣中達數小時之久,發生核泄漏可能性極大。
雖然救援人員最終修復了減壓閥,但仍無法讓海水完全漫過發熱的燃料棒,其結果就是2號反應堆內溫度繼續升高,直到其中發生了猛烈地爆炸。日本政府和福島核電站仍然堅持表示,當地不會發生類似前蘇聯切爾諾貝利核電站那樣嚴重的泄露事故。日本只能繼續向四個反應堆內注水降溫,同時不斷排出帶有放射性污染物的蒸汽,並希望當地始終保持西風,不要刮東風和南風,否則日本首都東京和朝鮮半島都將遭受污染。與此同時,就是等着反應堆自然降溫至安全狀態,然後徹底將這個核電站封存廢棄。在日本核電站周圍檢測到的放射性物質包括碘131和銫137。其中,碘131一旦被人體吸入,可能會引發甲狀腺疾病。日本政府已計劃向核電站附近居民發放防止碘131輻射的藥物碘片。有關資料顯示,銫137則會造成人體造血系統和神經系統損傷。美國分析人士指出,日本福島核電站的狀態與1979年美國賓夕法尼亞州三里島核電站發生的核泄漏事故情況類似。國際核事故按嚴重程度分為零至7級。美國三里島核事故被定為5級,當時由於製冷系統出現故障,導致大量放射性物質泄漏,至少15萬居民被迫撤離。
碘131半衰期8天
銫137半衰期30.17年
放射擴散
2011年3月,因福島核電站爆炸而泄露的放射性物質正在乘北風向日本各地擴散開。日本文部省表示,放射性物質檢測到的數值雖然對人體健康沒有太大影響,但已要求各地的有關部門提高測定頻率。
2011年3月12日,原子能安全保安院將福島第一核電站核泄漏事故等級初步定為4級。
2011年3月15日,福島核電站3號機組附近測量結果顯示,核輻射水平比法定標準高出400倍。
低濃度放射微粒正從日本福島核電站向東漂移,預計將在數日內抵達北美。但這一水平不會對人體造成危害,但預計放射微粒還會穿越大西洋,最終抵達歐洲。
2011年3月23日,福島第一核電站事故發生後曾13次在廠區內檢測到中子輻射。