日本福島核電廠核泄漏事故及核電安全問題討論

1、日本福島核電廠核泄漏事故及日本福島核電廠核泄漏事故及核電安全問題討論核電安全問題討論石文報，蘇州熱工研究院2011年4月8日2一、利用核能發(fā)電的特點(diǎn)一、利用核能發(fā)電的特點(diǎn)q核能發(fā)電是利用原子核裂變產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為電力；常規(guī)火電是利用分子化學(xué)能；水電是利用力學(xué)能量轉(zhuǎn)化為電力。q核能發(fā)電的特點(diǎn)持續(xù)核裂變反應(yīng)要可控制；熱能密度很高，不能失冷；核裂變產(chǎn)生的放射性物質(zhì)要包容，不能外泄；反應(yīng)堆運(yùn)行一段時間后“停堆”，還要持續(xù)導(dǎo)出余熱，并防止出現(xiàn)自發(fā)臨界事故；不斷完善縱深防御設(shè)計措施，采用先進(jìn)并成熟的技術(shù)保障核安全，還要兼顧經(jīng)濟(jì)競爭性。3二、日本福島核電廠核泄漏事故初步分析二、日本福島核電廠核泄漏事故初步分

2、析q福島第一核電廠有6臺沸水堆機(jī)組（沸水堆示意圖見圖1）。 其中，1-4號機(jī)組已發(fā)生核泄漏事故，5、6號機(jī)組有事故隱患。4二、日本福島核電廠核泄漏事故初步分析二、日本福島核電廠核泄漏事故初步分析q核事故經(jīng)過 地震前，1#、2#和3#機(jī)組運(yùn)行，4#、5#和6#機(jī)組停堆檢修。 3月11日 14:46 發(fā)生里氏9級地震，1#、2#和3#機(jī)組自動停堆。 15:42 海嘯造成福島第一核電廠全廠斷電。 16:36 1#、2#機(jī)組堆芯無法冷卻，3#機(jī)組喪失冷卻功能。 19:03 日本政府宣布福島第一核電廠處于應(yīng)急狀態(tài)。 21:23 日本政府宣布3km范圍內(nèi)公眾撤離。5二、日本福島核電廠核泄漏事故初步分析二、

3、日本福島核電廠核泄漏事故初步分析q核事故經(jīng)過 3月12日 05:44 日本政府宣布10km范圍內(nèi)公眾撤離。 15:36 1#機(jī)組廠房氫爆，廠房嚴(yán)重破壞。 18:25 日本政府宣布20km范圍內(nèi)公眾撤離。 20:20 1#機(jī)組壓力容器注入海水冷卻。 3月13日 13:12 3#機(jī)組壓力容器注入海水冷卻。6二、日本福島核電廠核泄漏事故初步分析二、日本福島核電廠核泄漏事故初步分析q核事故經(jīng)過 3月14日 11:00 3#機(jī)組廠房氫爆，廠房嚴(yán)重破壞。 13:25 2#反應(yīng)堆壓力容器冷卻功能喪失。 16:34 2#機(jī)組壓力容器注入海水冷卻。 3月15日 06:10 2#機(jī)組抑壓水池氫爆。 09:38 4

4、#機(jī)組乏燃料水池廠房火災(zāi)。 11:06 日本政府宣布20-30km范圍內(nèi)的公眾自愿撤離。 7二、日本福島核電廠核泄漏事故初步分析二、日本福島核電廠核泄漏事故初步分析q核事故經(jīng)過 3月16日 05:45 4#機(jī)組乏燃料貯存廠房氫爆，廠房嚴(yán)重破損。 3月24日 分別恢復(fù)外部電源。 3月25日 分別用淡水取代海水向1#、2#和3#機(jī)組壓力容器注水冷卻。8二、日本福島核電廠核泄漏事故初步分析二、日本福島核電廠核泄漏事故初步分析q事故分級根據(jù)國際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）的國際核事件和放射性事件分級（INES）（2008年版），福島第一核電廠核泄漏事故定為6級較為客觀。日本早些時候自定為4級，輕估了事故的嚴(yán)

5、重性。3月18日，日本修訂為5級，事故風(fēng)險仍然存在。圖2給出IAEA事故分級表。9二、日本福島核電廠核泄漏事故初步分析二、日本福島核電廠核泄漏事故初步分析10二、日本福島核電廠核泄漏事故初步分析二、日本福島核電廠核泄漏事故初步分析q事故分級依據(jù) 7級：特大事故：大量放射性物質(zhì)泄漏，具有大范圍健康和環(huán)境影響，要求實(shí)施所計劃的和長期的應(yīng)對措施，例如，切爾諾貝利事故，反應(yīng)堆爆炸。11二、日本福島核電廠核泄漏事故初步分析二、日本福島核電廠核泄漏事故初步分析q事故分級依據(jù) 6級： 重大事故： 放射性物質(zhì)明顯釋放，燃料元件熔毀，產(chǎn)生氫爆，多種保護(hù)屏障破壞。 5級： 影響范圍較大的事故：放射性物質(zhì)有限釋放，

6、大量燃料熔毀。例如，三里島事故，安全殼屏障沒有破壞。12二、日本福島核電廠核泄漏事故初步分析二、日本福島核電廠核泄漏事故初步分析q事故原因3月11日的九級地震引發(fā)核電廠災(zāi)難性事故，使電廠重要構(gòu)筑物和重要設(shè)備系統(tǒng)（包括應(yīng)急冷卻系統(tǒng)）損壞。海嘯巨浪造成應(yīng)急供電（包括應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)）失效。13二、日本福島核電廠核泄漏事故初步分析二、日本福島核電廠核泄漏事故初步分析q事故原因 反應(yīng)堆自動停堆，但堆內(nèi)余熱導(dǎo)不出來，使核燃料棒升溫。當(dāng)溫度達(dá)到1200時，燃料包殼的鋯（Zr）合金與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生大量氫汽。當(dāng)燃料棒溫度達(dá)到1600時，二氧化鈾（UO2）陶瓷燃料芯塊熔毀，核裂變產(chǎn)物從燃料包殼外泄。釋放出來

7、的氫氣達(dá)到一定濃度（4%），與廠房中的空氣結(jié)合，會發(fā)生氫爆，使福島第一核電廠1、3號機(jī)組反應(yīng)堆廠房沖頂破壞，2號機(jī)組壓力容器破損。4號機(jī)組乏燃料過熱同樣造成放射性物質(zhì)外泄。14三、核事故對廠內(nèi)外人員及環(huán)境影響的三、核事故對廠內(nèi)外人員及環(huán)境影響的初步分析初步分析q廠內(nèi)職業(yè)人員受照：50mSv，核行業(yè)人員正常情況下一年中受到的累積劑量的最高值；處理事故，一次不超過150mSv；終身累積劑量，250mSv。q廠外公眾受照：1-2mSv，天然放射源（如空氣中的氡）一年的累積劑量；1-5mSv，平均每人一年的累積劑量；100mSv，對人體沒有危害。15三、核事故對廠內(nèi)外人員及環(huán)境影響的三、核事故對廠內(nèi)外

8、人員及環(huán)境影響的初步分析初步分析q福島第一核電廠事故對環(huán)境影響的初步分析：由于福島第一核電廠大量燃料熔毀，多種保護(hù)屏障失效，堆芯冷卻功能失常，放射性物質(zhì)向空中、地面和海水中擴(kuò)散，一時難以控制，將持續(xù)影響一段時間。 但對我國不會造成影響。16四、我國核電發(fā)展概況及核安全四、我國核電發(fā)展概況及核安全q我國核電發(fā)展起步與世界先進(jìn)核電國家相差近30年，走的是“引進(jìn)，消化，吸收，再創(chuàng)新”之路。通過調(diào)研比較，一開始就選擇了技術(shù)先進(jìn)且成熟的壓水堆機(jī)組，并且不斷進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，安全可靠性是有保障的。17四、我國核電發(fā)展概況及核安全四、我國核電發(fā)展概況及核安全18四、我國核電發(fā)展概況及核安全四、我國核電發(fā)展概況及

9、核安全q核電站選址已有一套選擇程序，我們避開地震活動斷裂帶，還考慮到了地震和洪水的疊加影響。廠址安全性列入了國家安全當(dāng)局的評審和批準(zhǔn)程序。值得指出的是，海嘯伴隨海上地震發(fā)生、在深海中傳播造成危害大。 而我國沿海大陸架外延很寬，且通常只有幾十米水深，歷史上的大海嘯到達(dá)我國沿海產(chǎn)生的涌浪高度均小于1米。19四、我國核電發(fā)展概況及核安全四、我國核電發(fā)展概況及核安全q2005年，中央決定采用大亞灣核電站技術(shù)加改進(jìn)型（Gen ），建設(shè)一批核電機(jī)組。2010年，我國已投運(yùn)13臺機(jī)組，總裝機(jī)容量1080萬千瓦，占世界核電總裝機(jī)容量（3.75億千瓦）的2.88%，占全國電力總裝機(jī)容量的1.1%；目前，在建28

10、臺機(jī)組（Gen ，Gen ），總裝機(jī)容量3097萬千瓦。20四、我國核電發(fā)展概況及核安全四、我國核電發(fā)展概況及核安全21四、我國核電發(fā)展概況及核安全四、我國核電發(fā)展概況及核安全q從我國電源結(jié)構(gòu)調(diào)整和應(yīng)對氣候變化的要求看，2020年要實(shí)現(xiàn)非化石燃料占一次能源消費(fèi)比重達(dá)到15%左右的目標(biāo)（“十二五”，達(dá)到11.4%），繼續(xù)發(fā)展核電是必要的，電力需求和廠址條件是建設(shè)核電工程項目的前提。 22四、我國核電發(fā)展概況及核安全四、我國核電發(fā)展概況及核安全q核電廠的安全水平比一般工業(yè)的安全水平高得多。美國核管理委員會有兩個“千分之一”的安全目標(biāo)：核電站緊鄰的公眾個體成員，因反應(yīng)堆事故導(dǎo)致即時死亡的平均風(fēng)險不應(yīng)超過美國公眾受到其他事故導(dǎo)致即時死亡的風(fēng)險之和的0.1；核電站附近區(qū)域中公眾群體因核電站運(yùn)行產(chǎn)生的癌癥發(fā)病率風(fēng)險不應(yīng)超過由其他原因致癌風(fēng)險之和的0.1。我國也采用了這一安全標(biāo)準(zhǔn)。保障核電安全，除了設(shè)計安全水平外，還要考慮建造質(zhì)量和運(yùn)行維修水平，三者的結(jié)合確保核電安全。23四、我國核電發(fā)展概況及核安全四