正文 三個核電站事故分析(1 / 3)

一、三個核電站事故三裏島

1979年3月28日,美國賓夕法尼亞州的三裏島核電站發生了放射性物質外逸的重大事故(5級),由於一係列的故障和管理、操作的失誤,反應堆堆芯冷卻係統被錯誤地關閉,導致了堆芯融化。由於反應堆的幾道屏障工作完好,融化的堆芯全部被厚厚的水泥安全殼包裹,沒有放射性泄漏到環境中,事故沒有造成任何傷亡,在事故現場僅有3人受到了略高於半年容許劑量的輻射。雖說周圍有十幾萬居民撤出這一地區並且引發了全美各地的恐慌,但是對核電廠附近的民眾實際上增加的輻射劑量相當小,它符合5級事故的“反應堆堆芯嚴重受損”的標準,主要的損失是經濟上的。

切爾諾貝利1986年4月26日,位於烏克蘭和白俄羅斯邊界的切爾諾貝利核電站的4號機組發生兩次爆炸,炸飛了反應堆廠房的屋頂,將大量放射性物質拋向天空,煙柱高達數千米,被定義為7級最嚴重的核事故。事故導致6到8噸放射性物質釋放到環境,大量放射性氣體和氣溶膠向空中擴散,放射性碘、銫和鍶汙染了周圍大片土地,高空氣流又把放射性物質擴散到蘇聯西部、北歐及整個北半球。事故導致31人死亡,其中3人當場死亡,其餘在事故發生後幾月中死於急性放射病。由於碘131的汙染,導致兒童甲狀腺癌的發病率明顯提高。放射性物質的沉積造成周圍10多萬公頃土地荒蕪,50萬公頃森林禁用。事故造成了巨大的經濟損失和社會心理影響。事故原因,表麵上看是操作失誤,其實反應堆控製棒設計上有嚴重缺陷是事故的根本原因,沒有安全殼也是加劇事故的原因。

福島2011年3月11日,日本發生裏氏九級大地震,引發海嘯,多重自然災難引發了日本福島核電站核泄漏事故爆發。回顧福島的事故曆程,災情是逐漸擴大的,日本政府和相關公司先是樂觀估計,認為是局部核泄漏,等到災情無法應對之後再被動處理;處理方的猶豫,錯失了時機使得事態更加嚴重;最後竟然到了主動向大海排放汙水的程度,引起國際社會的質疑;對事故的判別,從開始的5級,也一路上升到最嚴重的7級特大事故。目前對事故的處理已經進入打持久戰的階段,因為還沒有“塵埃落定”,具體放射性排放的總量、核汙染擴散範圍、影響程度還無法確定。

二、三個核電站事故的分析

為什麼核電站事故比其他核設備事故嚴重細心的讀者可能已經注意到,核電站出事故比一般利用核能的裝置像醫用加速器或者工業用的加速器嚴重。這是為什麼呢?

所有的加速器,大部分都是運行時產生高能粒子,一旦停機,很快就沒有輻射放出了。所以,加速器在檢修時,或者出事故時,隻要在停機狀態,維修人員可以不加特殊防護進入現場。但是在核電站,我們是將濃縮的能放出大量能量的裂變材料一起放在反應堆裏,要發電時,就創造一個使裂變材料可以進行鏈式反應的環境;不工作的時候,要將裂變材料與中子隔絕,放在安全的地方。但是不發電時,裂變材料仍舊存在,放射性也還很強。所以,所有的核電站,包括鈷60源,隻要用放射源的裝置,不使用時都有將放射源安放好的問題。如果在發生事故的情況下,放射源沒法屏蔽,或者泄漏,現場的輻射極強,維修人員就是加以防護也不能進去,排除事故就成了大問題,就像在福島發生的那樣。

為什麼壓水堆比沸水堆安全福島與切爾諾貝利核電站使用的是沸水堆,切爾諾貝利的沸水堆是用石墨作為中子吸收體的,比福島的核電站更老式一點。三裏島核電站的反應堆是壓水堆。為什麼壓水堆比沸水堆安全?從事故發生導致的後果看,三裏島盡管堆芯裂變材料即燃料棒發熱甚至全部融化,卻沒有引起放射性物質的泄漏,這完全是靠了在壓力容器外麵有一層密閉的厚厚的水泥安全殼,它盛住了融化的堆芯,也就是最後的一道安全措施起了作用。盡管反應堆毀壞了,但是環境卻沒有汙染(放出的僅是15居裏的碘131和稀有氣體)。

另外壓水堆從原理上來講,也比沸水堆安全。沸水堆是用水作為載熱體的,核燃料裂變放出的能量,使水沸騰,產生蒸汽,將熱量帶到反應堆外推動汽輪機發電。壓水堆是用加壓力的水作為載熱體的,水加壓後沸點升高在反應堆裏不產生蒸汽,不沸騰,加壓的水被引出反應堆後在蒸汽發生器裏產生蒸汽去推動汽輪機,由於此時蒸汽的壓力並不大,水在反應堆裏又不沸騰,所以比較安全。

安全殼的完整性是重中之重

在嚴重事故管理時,安全殼的完整性是第一位的,因為安全殼是放射性物質的最後屏障,確保安全殼的完好,才能讓核電廠嚴重事故對環境的影響降到最低。三裏島核事故,雖然將大量的放射性廢水排放到了輔助廠房,而且大約一半的堆芯發生了熔化,但由於安全殼的完整性一直保持,最後對環境的影響,還算比較小。

相反,沒有安全殼的切爾諾貝利核事故,就將大量放射性物質釋放到了環境,造成了大的環境災難。