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日本福岛核电站最坏的可能是什么

排行榜 收藏 打印 发给朋友 举报 来源: 第一财经日报   发布者:宋冰
热度95票  浏览2184次 【共0条评论】【我要评论 时间:2011年3月17日 04:20

  宋冰

  福岛第一核电站的核危机到底会发展到怎样的态势?

  日本首相菅直人或许已经无数次地问过他的下属和东京电力公司。

  答案,复杂而又未知。

  二号机组防线告急

  3月16日上午10点左右,福岛第一核电站三号机组升起白烟;四号机组核反应堆所在的建筑附近出现火焰,30分钟后熄灭。同时,第一核电站五号和六号机组也发生了与四号机组一样核燃料棒温度不断上升的情况。

  同时,一些更加糟糕的消息从日本政府处传出。

  日本内阁官房长官枝野幸男在当日上午召开的记者会上称,三号机组的安全壳可能已破损。而东京电力公司管理人员在回答四号机组乏燃料棒是否会重新进入临界状态时表示:“这种可能性不是零。”

  “安全壳破损”,“临界反应”,这些从日本官员嘴里说出的字眼,无疑较之前些天更加严重和令人担忧。在此前,许多专家都表示过,只要安全壳不出现破损,事情就能得到控制,而爆炸也只是氢气爆炸,临界反应不太可能发生。

  最坏的可能是什么?

  根据中国国家原子能机构网站等权威机构公布的资料,氢爆炸不等于核燃料泄漏。核燃料从里到外分别由金属外壳、压力容器和安全壳保护,其中金属外壳由锆合金或不锈钢等制成,它将具有放射性的核燃料与外界隔绝。

  首先来分析“安全壳破损”。如果反应堆内部装载核燃料的压力容器完好无损,那么即使安全壳出现部分破损,也不至于出现大量核物质泄漏的结果。但如果像二号机组近日发生的压力控制池破损现象,那么情况就会危险一些。

  一方面,二号机组如果仅是压力容器出现些许破损或者细缝,可能会导致少量带有核元素的气体进入安全壳内。但目前的情况是,和安全壳有管道相通的压力控制池也出现了破损,那么这些本来局限在安全壳内的含辐射气体就会通过破损的压力控制池进入大气。

  进一步说,如果出现持续高温,包裹在燃料棒外面的一层金融外壳将首先熔化,既而可能出现的情况就是,压力容器底部的核燃料最终熔穿压力容器,掉进安全壳,那么更大量的核物质将通过安全壳的破口进入大气。

  程度再严重一层的情况则是所谓的堆芯爆炸。这样的爆炸有可能炸开整个压力容器和安全壳,导致大量的核辐射物质外泄。

  四号机组担忧

  以上可能出现的这些情况,其严重程度主要视压力容器和安全壳的破损程度,即使是其中最严重的堆芯爆炸,也仍然局限在氢气爆炸的范围之内。但“不是完全没有可能的”临界反应,又是怎么回事?

  四号机组乏燃料池可能发生的临界反应,正是目前面临的最坏结果。法国核能安全局昨日就表示,四号机组的乏燃料池是日本核电危机中的“主要威胁”。

  乏燃料池中,存放着大量已经用过的废弃核燃料棒。这些燃料棒仍有余热且极具放射性,通常需要全部浸没在水中进行冷却,但目前核电站的冷却系统已经损坏。更关键的是,乏燃料池没有其他反应堆那样的钢铁混凝土安全壳,一旦发生燃料棒熔毁,放射物质将直接进入大气。

  令人担忧的局面就是:在得不到及时降温,又没有可以控制链式反应的控制棒等极端情况下,乏燃料池中聚集的废弃燃料棒在高温下表层熔化,这些被熔化的核金属在高温中熔融在一块,就有可能达到临界,发生链式反应。

  虽然这种临界反应和所谓的核爆性质一致,但就目前福岛核电站中核燃料浓度(2%到4%浓缩铀)而言,其量级绝不能和能量呈指数级增长的核爆同日而语。而且,这已经是可能性非常小的最坏情况。

  换句话说,即使最坏的情况发生,核反应堆内的核燃料棒熔毁爆炸,它也不会变成核弹,因为核电站使用的核燃料浓度非常低,其有效成分铀-235含量约为3%,而核弹中铀-235含量高达90%,这么低的含量不足以引发核弹那样的剧烈爆炸。正如啤酒和白酒都含酒精,白酒因酒精含量高可以点燃,而啤酒因酒精含量低不能点燃一样。

  而根据英国政府首席科学顾问John Beddington爵士的判断,在一个反应堆堆芯熔毁并发生爆炸的情况下,50公里的避难距离也完全足以保障人体健康。

  业内广为关注的封堆是否会成为日本政府的最后一招?这个用大量混凝土把整个反应堆都封闭起来形成石棺的方式是否可行?

  且不论封堆以后会导致所有机组报废所造成的损失,封堆过程要动用的人力物力都极为巨大。当年切尔诺贝利核电站封一个反应堆的代价就高达100亿美元。而且,高辐射现场的施工人员必须采取短时轮班制以防止过度辐射,所以整个封堆工程往往要历时几个月。

  环境保护部核与辐射安全中心研究员柴国旱进一步指出,从目前情况看,此次福岛核电站核泄漏事件绝对不会发展成切尔诺贝利那样的严重事件。

  切尔诺贝利事件,是整个反应堆堆芯碎裂,造成大量核物质外泄。而福岛核电站在地震发生时就已经停堆。

  碘-131和铯-137令人忧

  即便上述分析得出的核爆是一个小概率事件,但连日来造成的放射性物质泄漏已经造成了实实在在的危害。

  福岛第一核电站周围已检测到碘-131和铯-137等放射性物质。

  根据世界卫生组织网站等公布的资料,对一个受损的核电站来说,会释放两类放射性物质,一类相对来说危害不大,另一类则要危险得多。

  对人类危害较小的一类放射性物质是氮-16和氚等。一般核电站都会产生这些物质,它们在经过衰变达到允许标准后将由高空烟囱排到大气中。当然,人们无须为此担忧,因为氮-16会快速衰变,时间仅数秒,最终变为氮这种空气中最常见的惰性气体;而氚这种氢同位素无法在空气中远距离传播,也无法穿透人体,只有大量吸入才对人体有害。

  比较令人担忧的是碘-131和铯-137,它们是随着反应堆释放的蒸汽泄漏出来的。

  碘-131需要数月时间才会完全消失,它将通过受污染食品,特别是受污染奶制品,进入人体在甲状腺内聚集,引发甲状腺疾病甚至甲状腺癌。

  但世界卫生组织说,碘化钾片并不是“辐射解毒剂”,也不是所有人都适合服用,只有在公共卫生机构的明确指导下,才需要也才能够服用。

  铯-137会损害造血系统和神经系统,并增加患癌几率。铯-137的半衰期为30年,不太容易消除。苏联切尔诺贝利核电站1986年发生事故,核电站周围地区的土壤中至今依然存在这种放射性物质。

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