法國阿海琺公司對福島核事故分析(翻譯)

法國阿海琺對福島核事故分析目錄1.電站設(shè)計(jì)2.事故進(jìn)程3.放射性釋放4.乏燃料水池5.信息來源Dr.MatthiasBraun

馬賽厄斯.布勞恩博士

PEPA4-G,AREVA–NPGmbH

01April2021福島核電站事故分析福島第一核電站◆1號(hào)機(jī)組：通用電氣設(shè)計(jì)沸水堆核電站(439MW),1971年投入運(yùn)行

◆2-4號(hào)機(jī)組：通用電氣設(shè)計(jì)沸水堆核電站(760MW),1974年投入運(yùn)行福島核電站事故分析

1.電站設(shè)計(jì)廠房結(jié)構(gòu)平安殼混凝土廠房

◆鋼構(gòu)架維護(hù)層梨形干井

◆環(huán)形濕井

福島核電站事故分析

1.電站設(shè)計(jì)維護(hù)層

福島核電站事故分析

1.電站設(shè)計(jì)吊裝平安殼上封頭福島核電站事故分析

1.電站設(shè)計(jì)反響堆維護(hù)層(不銹鋼結(jié)構(gòu))乏燃料水池混凝土反響堆廠房(二次平安殼)反響堆堆芯反響堆壓力容器平安殼(干井)平安殼(濕井)/濃縮井新蒸汽管線

主給水管線福島核電站事故分析

1.電站設(shè)計(jì)2021.3.1114:46–地震9級

◆日本北方電網(wǎng)崩潰

◆反響堆主體并未損壞

緊急停堆◆鈾的裂變釋熱停止

◆熱量的產(chǎn)生是由于裂變產(chǎn)物的放射性衰變

?

停堆后 ~6%

?1天后 ~1%

?5天后 ~0.5%福島核電站事故分析

2.事故進(jìn)程平安殼隔離◆非平安相關(guān)貫穿件隔離

◆設(shè)備閘門隔離

◆如果平安殼隔離成功，裂變產(chǎn)物在初期的大量釋放是不可能發(fā)生的

應(yīng)急柴油機(jī)啟動(dòng)應(yīng)急堆芯冷卻系統(tǒng)啟動(dòng)電站處于穩(wěn)定的平安狀態(tài)福島核電站事故分析

2.事故進(jìn)程11.3.15:41海嘯襲擊核電站

電站設(shè)計(jì)抵御海嘯的能力是6.5米浪高

◆實(shí)際浪高>7m

◆海水沖擊了

—應(yīng)急柴油機(jī)和/或

—用來冷卻發(fā)電機(jī)的重要廠用水廠房全廠斷電除了蓄電池外，失去其他電源

◆只剩下一列應(yīng)急堆芯冷卻系統(tǒng)可用福島核電站事故分析

2.事故進(jìn)程堆芯循環(huán)泵可用反響堆產(chǎn)生的蒸汽推動(dòng)小汽輪機(jī)

◆蒸汽在濕井中凝結(jié)

◆小汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)堆芯循環(huán)泵運(yùn)行

◆濕井中的冷卻劑被泵驅(qū)動(dòng)進(jìn)入反響堆

必須保證的:

_電池電量

_濕井溫度低于100度由于沒有冷源，堆芯循環(huán)泵沒方法

一直運(yùn)行下去福島核電站事故分析

2.事故進(jìn)程堆芯循環(huán)泵停運(yùn)翻開蒸汽釋放閥余熱仍然在壓力容器內(nèi)釋放反響堆壓力容器內(nèi)液位下降1號(hào)機(jī)組11.3.16:36(電池耗盡)2號(hào)機(jī)組14.3.13:25(泵故障)3號(hào)機(jī)組13.3.2:44(電池耗盡)壓力升高蒸汽釋放到濕井福島核電站事故分析

2.事故進(jìn)程堆芯循環(huán)泵停運(yùn)翻開蒸汽釋放閥余熱仍然在壓力容器內(nèi)釋放反響堆壓力容器內(nèi)液位下降1號(hào)機(jī)組11.3.16:36(電池耗盡)2號(hào)機(jī)組14.3.13:25(泵故障)3號(hào)機(jī)組13.3.2:44(電池耗盡)壓力升高蒸汽釋放到濕井福島核電站事故分析

2.事故進(jìn)程堆芯循環(huán)泵停運(yùn)翻開蒸汽釋放閥余熱仍然在壓力容器內(nèi)釋放反響堆壓力容器內(nèi)液位下降1號(hào)機(jī)組11.3.16:36(電池耗盡)2號(hào)機(jī)組14.3.13:25(泵故障)3號(hào)機(jī)組13.3.2:44(電池耗盡)壓力升高蒸汽釋放到濕井福島核電站事故分析

2.事故進(jìn)程堆芯循環(huán)泵停運(yùn)翻開蒸汽釋放閥余熱仍然在壓力容器內(nèi)釋放反響堆壓力容器內(nèi)液位下降1號(hào)機(jī)組11.3.16:36(電池耗盡)2號(hào)機(jī)組14.3.13:25(泵故障)3號(hào)機(jī)組13.3.2:44(電池耗盡)壓力升高蒸汽釋放到濕井福島核電站事故分析

2.事故進(jìn)程堆芯循環(huán)泵停運(yùn)翻開蒸汽釋放閥余熱仍然在壓力容器內(nèi)釋放反響堆壓力容器內(nèi)液位下降1號(hào)機(jī)組11.3.16:36(電池耗盡)2號(hào)機(jī)組14.3.13:25(泵故障)3號(hào)機(jī)組13.3.2:44(電池耗盡)壓力升高蒸汽釋放到濕井福島核電站事故分析

2.事故進(jìn)程由于汽化產(chǎn)生汽泡，使液體膨脹，液位仍高于堆芯裸露的液位50%堆芯裸露包殼溫度升高，但是仍低于堆芯發(fā)生損壞的溫度2/3堆芯裸露包殼溫度超過900度包殼發(fā)生破損包殼和燃料棒間的裂變產(chǎn)物釋放福島核電站事故分析

2.事故進(jìn)程3/4堆芯裸露包殼溫度超過1200度鋯水反響發(fā)生Zr+2H20→ZrO2+2H2反響放出的熱量進(jìn)一步使堆芯升溫產(chǎn)生氫氣—1號(hào)機(jī)組:300~600kg—2/3號(hào)機(jī)組:300~1000kg氫氣通過濕井進(jìn)入干井福島核電站事故分析

2.事故進(jìn)程在~1800℃[1、2、3號(hào)機(jī)組

]包殼熔化鋼結(jié)構(gòu)熔化在~2500℃[1、2號(hào)機(jī)組]燃料棒破損堆芯內(nèi)熔融物分層在~2700℃[1號(hào)機(jī)組]燃料熔化供水恢復(fù)使3臺(tái)機(jī)組事故中止1號(hào)機(jī)組:12.3.20:202號(hào)機(jī)組:14.3.20:333號(hào)機(jī)組:13.3.9:38福島核電站事故分析

2.事故進(jìn)程堆芯熔化過程中釋放的裂變產(chǎn)物氙、銫、碘…鈾/钚仍保存在堆芯內(nèi)裂變產(chǎn)物以氣溶膠形式存在通過閥門進(jìn)入濃縮井中水的凈化作用去除掉了一局部氣溶膠氙和留存下來的氣溶膠進(jìn)入干井氣溶膠附著在容器壁上，進(jìn)一步減少了氣空間中的氣溶膠福島核電站事故分析

2.事故進(jìn)程平安殼裂變產(chǎn)物和大氣間的最后一道平安屏障壁厚3厘米設(shè)計(jì)壓力4-5bar實(shí)際壓力到達(dá)8bar正常注入的惰性氣體〔氮?dú)狻扯研井a(chǎn)生的氫氣濃縮井的沸騰使平安殼降壓1號(hào)機(jī)組:12.3.4:002號(hào)機(jī)組:13.300:003號(hào)機(jī)組:13.3.8.41福島核電站事故分析

2.事故進(jìn)程平安殼降壓的積極和消極影響去除平安殼內(nèi)的能量〔只有水留下〕降壓到4bar釋放少量的氣溶膠〔碘和銫~0.1%)釋放惰性氣體釋放氫氣氣體釋放到反響堆維護(hù)層氫氣是易燃的福島核電站事故分析

2.事故進(jìn)程1號(hào)和3號(hào)機(jī)組氫氣在反響堆維護(hù)層爆炸鋼結(jié)構(gòu)屋頂遭到破壞結(jié)構(gòu)更鞏固的反響堆廠房沒有遭到破壞看起來比較嚴(yán)重但是就平安性來說，影響不大福島核電站事故分析

2.事故進(jìn)程2號(hào)機(jī)組氫爆發(fā)生在反響堆廠房內(nèi)可能造成了濃縮井損壞平安殼向外不可控的氣體釋放裂變產(chǎn)物的釋放電站人員暫時(shí)撤退高的局部劑量率使得恢復(fù)工作被迫暫停沒有確切的信息說明為什么2號(hào)機(jī)組發(fā)生這種特殊的情況福島核電站事故分析

2.事故進(jìn)程反響堆當(dāng)前狀態(tài)1,2,3號(hào)機(jī)組都發(fā)生了堆芯損壞由于不同的燃燒和爆炸，1至4號(hào)機(jī)組廠房都發(fā)生了損壞所有機(jī)組的反響堆壓力容器通過移動(dòng)泵注水至少1號(hào)機(jī)組的平安殼已經(jīng)成功注入通過繼續(xù)釋放蒸汽到大氣進(jìn)一步冷卻反響堆接下來只會(huì)有少量的裂變產(chǎn)物會(huì)被釋放到大氣福島核電站事故分析

2.事故進(jìn)程電站現(xiàn)場2號(hào)機(jī)爆炸前低于2mSv/h主要源于釋放的含放射性的惰性氣體測量點(diǎn)位于西面，極低的測量值可能是源于風(fēng)向的影響2號(hào)機(jī)爆炸后(平安殼損壞)瞬時(shí)峰值12mSv/h釋放點(diǎn)并不明確現(xiàn)場局部峰值400mSv/h當(dāng)前現(xiàn)場穩(wěn)定劑量值5mSv/h廠房內(nèi)劑量值要高得多限制工人作業(yè)時(shí)間是很必要的福島核電站事故分析

3.放射性釋放福島核電站事故分析

3.放射性釋放電站外部由于反響堆廠房整體上保持完好=>氣溶膠釋放會(huì)減弱(不像切爾諾貝利)裂變產(chǎn)物隨蒸汽釋放=>快速氣溶膠形成,大的碎片在電站近距離內(nèi)墜落對廠區(qū)外放射性劑量奉獻(xiàn)最大的是放射性惰性氣體被風(fēng)攜帶并隨風(fēng)擴(kuò)散的放射性物質(zhì)所產(chǎn)生的影響隨時(shí)間延長會(huì)逐漸降低惰性氣體內(nèi)無輻射塵，所以不會(huì)在局部地區(qū)土壤內(nèi)形成高放射性水平電站20km以內(nèi)區(qū)域撤退是適當(dāng)?shù)亩唐趦?nèi)的測量值沒有到達(dá)0.3msv/h可能會(huì)破壞今年的農(nóng)作物和乳制品或許沒有必要永久性撤離該區(qū)域福島核電站事故分析

3.放射性釋放電站50公里以內(nèi)區(qū)域控制農(nóng)作物和乳制品的生產(chǎn)服用碘片(警告，碘片會(huì)影響治療心臟病的藥物)福島核電站事故分析

3.放射性釋放反響堆維護(hù)層儲(chǔ)存的乏燃料由于維修，4號(hào)機(jī)組的所有燃料儲(chǔ)存在乏燃料水池乏燃料水池蒸干—4號(hào)機(jī)組：10天—1-3,5,6機(jī)組：幾周后乏燃料水池由于地震產(chǎn)生破口？結(jié)果燃料直接面對大氣發(fā)生熔化裂變產(chǎn)物幾乎無法滯留大量釋放福島核電站事故分析

4.乏燃料水池反響堆維護(hù)層儲(chǔ)存的乏燃料由于維修，4號(hào)機(jī)組的所有燃料儲(chǔ)存在乏燃料水池乏燃料水池蒸干—4號(hào)機(jī)組：10天—1-3,5,6機(jī)組：幾周后乏燃料水池由于地震產(chǎn)生破口？結(jié)果燃料直接面對大氣發(fā)生熔化裂變產(chǎn)物幾乎無法滯留大量釋放福島核電站事故分析

4.乏燃料水池反響堆維護(hù)層儲(chǔ)存的乏燃料由于維修，4號(hào)機(jī)組的所有燃料儲(chǔ)存在乏燃料水池乏燃料水池蒸干—4號(hào)機(jī)組：10天—1-3,5,6機(jī)組：幾周后乏燃料水池由于地震產(chǎn)生破口？結(jié)果燃料直接面對大氣發(fā)生熔化裂變