福岛核电站事故对我国核电发展的启示

福岛核电站事故对我国核电发展的启示*

王川1 马志刚2 袁添鸿3

【摘 要】摘 要 福岛核电站事故使核能安全受到全球的广泛关注,德、意、韩等国纷纷表示将重新审查各自的核电厂计划。我国的核电发展问题又重回到原点——核电是否安全,我国该不该发展核电?随着核电经济性的提高、核电安全性的增强和环保力度的加大,积极推进核电发展是我国实现能源结构调整、优化发展的必然选择。应认真汲取福岛核电事故的经验、失误和不足,充分借鉴学习国外核电产业发展的机制、规律和模式,科学统筹规划核电发展目标、路径和方式,切实保证我国核电的安全发展。 【期刊名称】工业安全与环保 【年(卷),期】2014(040)002 【总页数】3

【关键词】关键词 福岛核事故 核电站 核安全

1 福岛核事故概述

2011年3月11日14时46分,日本东北和关东地区发生了里氏9.0级强烈地震及海啸。地震震中附近的4座核电厂(女川核电厂、福岛第一核电厂、福岛第二核电厂、东海核电厂)的14部机组受到地震和海啸的影响。考虑到多个反应堆同时状态恶化引起的潜在风险,日本政府决定将周围群众撤离范围扩大到距福岛第一核电厂半径20 km以外的区域[1]。

据事后事故调查,1～3号机组堆芯熔化,堆芯燃料完整性均受到破坏,直接导致放射性物质的大量扩散。我国的黑龙江、江苏、上海等18个省区市的部分地区,监测点气溶胶样品中也陆续检测到极微量的人工放射性核素131I。据报道[2],

福岛第一核电厂4个机组事故释放的放射性核素总量:133Xe为3.5×1018Bq,131I为2.0×1017Bq,137Cs为 1.9×1016 Bq[2]。部分核素的释放量见表1所示。

2 事故原因分析

2.1 核电站选址存在问题

早在 2004年,美国地质学家劳伦?莫雷特(Leuren Moret)就在《日本时报》刊文[3]指出,日本核电站最令人担心的是反应堆的选址一直存在问题,大多数错误地选择在活性断层,更严重的是竟然选择在太平洋沿岸的俯冲带上,而这一带经常发生里氏7～8级甚至更高级别大地震。文章最后建议,鉴于大地震可能带来的严重威胁,同时考虑子孙后代安全,从经济效益考虑,日本当前应该将现有核反应堆的一半关闭,转而以矿物燃料(如西伯利亚天然气)发电来替代。莫雷特的预言最终应验。

2.2 核电站自身系统设计存在缺陷

IAEA分析认为,日本低估了海啸对核电厂的潜在威胁,应对海啸灾难的纵深防御准备严重不足。杨朝飞认为福岛核电站安全设计存在重要缺陷[4],即只关注核电站自身技术系统安全性,而忽视极端事件外力的强大冲击。针对海啸采取的附加防护措施没有经过监管机构的评估和批准,不足以应对大海啸及相关自然灾害。此外,福岛核电厂均为沸水堆,结构设计易导致放射性泄漏,且核电装置未设计氢气复合装置,当反应堆内氢气达到一定浓度时与厂房内的氧气发生化学反应而引发爆炸,从而导致放射性物质大面积泄漏和扩散。 2.3 极端事件风险评估和应急准备不足

“卡内基国际和平基金会”发布的一份研究报告[5]进一步指出,如果东电公司及

NISA遵循国际最佳的防灾标准及时展开安全评估,大规模海啸袭击核电站的概率是可预测的。该报告指出,东电公司和NISA对海啸风险的评估至少存在三方面缺陷:①东电公司和NISA对核电站周边可能遭受千年一遇的海啸打击这一事实没有给予充分重视;②东电公司未能持续应用计算机对海啸风险进行模拟;③NISA未能重视并重新检验东电公司的模拟实验。 2.4 地震海啸叠加等自然因素

此次日本发生的9级地震并引发浪高10 m的海啸,接近日本历史记录。福岛核电厂所在位置海啸约14 m,强震导致了外部电网损毁。按照设计要求,地震发生后福岛核电厂的应急柴油机应紧急启动,保持反应堆冷却系统继续工作,然而地震引起的海啸淹没了柴油机厂房,造成电源彻底丧失,全厂断电,冷却系统无法工作,反应堆产生的热量无法导出,从而导致难以控制的事故发生。 2.5 技术管理失误造成事故升级

日本学者山口荣一认为[6],事故发生初期反应堆温度是“可以控制”的,他指出,3月12日,2、3号机组虽失去电源供给,但其“隔离冷却系统”(RCIC)仍在运转,此时事故处于可控状态,即反应堆燃料棒全部浸在水中的状态。此时如果东电公司决定“向2、3号机组注入海水”,那么这两个反应堆就不会在此后陷入失控状态。第二天,在向3号机组注入海水时,2号机组仍处于可控状态。然而,东电公司仍未做出向其“注入海水”的决定。

3 福岛核事故对我国核电安全发展的启示

历次核事故的教训是深刻的,但同时每次核事故也不断推动核技术和核监管的进步,使核事业迈上一个新台阶。日本福岛核事故同样引起了全球核领域的高度重视和认真反思,对我国核电安全发展有深刻启示。