日本共有在運行的商用核電站共計54座,其中30座是沸水堆,剩下的24座是壓水堆。同時,日本還有數座試驗快堆,幾座氣冷堆和一座重水堆。

從核電在國家電力中的佔比來說,日本僅次於法國,排名世界第二。日本核電電量佔到了全國總電量的29.21%。

對一個資源匱乏而工業發達的國家來說,核電上天賜給他們的禮物。核電因為清潔,廉價,能量密度大等優點。從70年代開始,一直為日本的經歷發展提供能源,是日本工業發展的重要的基礎。直到福島核事故前夕,日本還還對為其國家的核電業規劃更加宏大的藍圖。但是,由於貪婪日本將上帝給的禮物變成了上帝給的懲罰。

日本核電站的大規模建設始於70年代,那是日本正是經濟發展的黃金時期,強勁的經濟對能源的渴望一天比一天強烈,而作為一個資源匱的島國,日本繼續一種經濟廉價的能源解決他們的燃眉之急。

在這種情況下,沸水堆核電站,由於其結構簡單,造價便宜,維護方便,建造週期短等優點,受到了日本政府的青睞。尤其是通用電器公司的「Mark1」沸水反應堆,成了日本建設核電站的首選堆型。

這種堆型的建築方式十分特別。它是先建造反應堆的核心部分,包括堆芯,熱傳輸系統,安全系統,然後在外面簡單的加一個廠房。相比壓水堆先建造固若金湯的安全殼,然後開始建反應堆相比,「Mark1」型反應堆的建築省錢省工省力,簡直像搭積木一樣簡單。

福島第一核電站的6臺機組,福島第二核電站的4臺機組,雖然由於建造年代不同,其技術水平有高有低,但是基本構型都和「Mark1」反應堆一致。

在那個時候,人們認為反應堆十分安全,像壓水堆那樣巨大而堅固的安全殼,人們覺得是多此一舉。而直到1979年發生的三里島事故,人們才發現正是那層安全殼,才避免了三里島事故演變成一場災難。而在1986年,人們才發現沒有安全殼的沸水堆發起瘋來是多麼恐怖。

從切爾諾貝利核事故發生後,福島核電站雖然為沸水堆,但是這麼貴重的東西不能就因為是沒有安全殼的沸水堆就拆了吧,那隻得採取補救措施了。於是,福島核電站所屬的東京電力公司為這些核電站加上了一層所謂的「安全殼」。

這個所謂的「安全殼」,就是在反應堆廠房外圍加上了一層稍微厚一點的鋼筋混凝土結構而已。之所以這個稱為「所謂的安全殼」,是因為真正的安全殼並不是簡單的一層水泥,而是包括噴淋系統,氣體交換系統,預應力混凝土結構等一系列複雜的系統和結構的。福島核電站對與反應堆廠房的這種改造,僅僅尋求心裡安慰而已。

日本是一個處於斷層帶上的島國,地震是這個國家已經習以為常的自然現象。為了盡量減少地震的破壞性,日本對於地震的研究一直走在世界的前列。對於核電站這麼重要的東西,日本的相關研究機構當然不會放過。

地震帶來的次災害是海嘯,福島核電站關於海嘯的初始設計是基於一個例子。這個例子是1960年的智利大地震,當時這場地震引發了3.1米高的海嘯。這場海嘯算是這幾十年來比較大的海嘯了。於是福島設計時,就將海堤能預防海嘯的高度設為5米。比智利那次海嘯還多出了近2米,福島核電站的老闆東京電力公司就這麼安慰自己。

但2008年,日本地震調查研究促進會總部經過研究,提出一個分析模型,這個分析模型顯示,如果日本巖手縣附近發生如1896年明治三陸沖那樣大的地震(8.3級),那麼福島核電廠附近海域的海嘯將達到驚人的15米,這麼高的海浪足以淹沒整個福島第一核電廠!這個預言是驚人的,當時誰也沒想到這個海嘯會在僅僅三年後真的發生了。

東電公司他們發了一道回信,信上說:「尊進的各位研究人員,感謝你們對福島核電站的關心,但是我們經過評估和考慮,覺得你們的假設過於空洞,我們決定保持現狀。」。

雖然拒絕了這個協會,但是另一個機構不久又給東電發了個研究報告。

2009年,日本土木工程學會通過研究,他們認為福島應該至少將福島海堤防海嘯的標準提高了6.1米。

可是當土木工程學會將自己的研究報告告訴東京電力公司時,東電的領導想都沒想就拒絕了:「沒事沒事,就算有這麼高的海水漫過來,我們直接用海水泵向海裏排水,也能保證核電站不被淹沒。」

東電公司就這麼兩次錯過了拯救福島核電站的機會,或許這兩次是上帝的暗示,既然拒絕改變,那上帝也會發怒的,不作死就不會死。

下面讓我們穿越回2011年,進入當時福島核電站,看看究竟發生了什麼?

2011年3月11日,福島第一核電廠1、2、3號機組正處於滿功率運行狀態,一切正常。4、5、6、號機組正在進行停堆大修。

但是,4號機組反應堆剛進行卸料操作不久,從反應堆內卸出的乏燃料暫時存放在乏燃料池中。剛從反應堆內拉出來的核燃料具有極強的放射性,不斷的放出大量的衰變熱。不過這些乏燃料均泡在超過7米深的乏燃料水池中。

乏燃料水池的作用有兩個方面,第一個方面就是冷卻乏燃料。乏燃料內的水是純度極高的提純水,幾乎和蒸餾水一個級別。這些冷卻水從乏燃料池入口流入,流進乏燃料時帶走乏燃料產生的衰變熱,再流出乏燃料池進行冷卻。正是這種源源不斷的流水才能保證乏燃料的冷卻。乏燃料池內的容量雖然很大,大約有一個3個標準游泳池那麼大,但是若流水被阻斷,乏燃料強大的衰變熱也會很容易的將這已滿池的水蒸發乾凈。

乏燃料池還有一個功能,就是屏蔽輻射。水是輻射線的良好的屏蔽體,一般來說,7米深的水可將乏燃料的輻射線降低約1百萬倍。因此,雖然乏燃料池水下的燃料輻射可能有上萬毫西弗,但是乏燃料池水面上的輻射卻可以接近於零。

在正常情況下,乏燃料池應該是反應堆廠房內輻射最低,最乾淨的地方。當然,這也僅僅是正常情況下。

下午14點46分,日本本州島東海岸區域發生里氏9級地震。

核電廠不怕地震,即使大地震,核電站也未必會怕。核電廠的選址十分嚴格,一般的核電廠都是建在一個整塊的地層上,比如說一個整塊的巖層上。同時,在反應堆建造期間,大量的混凝土保證反應堆的底部是一個牢不可破的整體。正因為如此,在地震來臨時,反應堆只會整體產生輕微的搖晃,而不會導致反應堆廠房以及建立在這個牢固地基上的設備跌落或損壞。

在地震剛發生時,福島核電站毫無壓力,1、2、3號機組的地震監測儀器馬上就探測到了強烈的震動。根據預設的程序,反應堆自動停堆,各機組的應急柴油機正常啟動,給反應堆的各個核心設備供電。

自動停堆後,反應堆控制棒插入堆芯,完全吸收了鏈式反映產生的中子。此時,不再有新的裂變能量產生。此時,只要反應堆的衰變熱導出系統正常,那就一切正常,什麼事故也沒有。在地震發生後的半個小時內,這一切確實都是正常的,各個機組主控室內操縱員冷靜地按照預定的程序操縱反應堆。或許,這次地震本來僅僅只是他們下班後的一個談資而已。

然而一個小時後,一切都改變了。因為這時來了一個比地震更可怕的惡魔--海嘯!。

核電廠防禦事故的思路是縱深防禦。所謂縱深防禦,就和打仗一樣,面對敵人設好幾道防線,當第一道防線被突破時,還有第二道,第三道,只要這些防線中有一道防線守住,就可以保證不會出事。

福島核電廠也是一樣,為了保證在任何情況下都能保證關鍵設備的正常供電,福島核電廠的供電系統也有幾道防線。

首先第一道防線是各個機組的電力相互支援。這樣可以保證一臺機組意外停堆的時候,旁邊的機組還能為其供電,保證關鍵設備正常運轉。不過可惜的是,這次地震讓所有電廠所有機組停運,各機組因為不能再發電而不能相互支援,第一道防線被摧毀了。

不過這只是第一道防線而已,後面還有好幾道防線呢?這個時候福島核電廠所有的人員都很淡定。

這第二道防線便是應急柴油發電機,應急柴油發電機會在失去電源後自動啟動並為核電機組關鍵設備供電。應急柴油發電機具有很強的自持能力,而且每個機組不止一臺柴油發電機,即使在地震中單臺柴油發電機故障,這第二道防線仍然可以發揮作用,保證一切正常。在地震後,這第二道防線正常發揮了作用。一切仍然正常。

然後就是第三道防線,就是廠外應急電源。當應急柴油發電機也由於故障損壞的前提下,核電機組仍然可以通過與電網從別的電站獲取電能,為關鍵設備供電。要摧毀這道防線,除非摧毀附近的電網。以前,人們認為只有戰爭才會摧毀電網,因此,人們認為,設置了這三道防線,核電站基本上是萬無一失了。

但是,不放心的設計師並沒有滿足於此,他們還設置了第四道防線。

這道防線,就是蓄電池組。有了這道防線,即使核電機組失去應急柴油發電,失去電網的支持,仍然可以在一段時間內保證關鍵設備供電。這個一段時期,對於福島第一核電站的各個機組,準確的說是8個小時。如果在這8小時之內能夠從廠外運來移動發電機並接入機組,還是可以保持核電機組安全的。

但是不幸的是,天災人禍加在一起。這四道精心佈置的縱深防線卻被一一突破,終於釀成了堪比切爾諾貝利核事故的人類和平利用核能史上的第二次7級核事故。

前文已經講過,福島核電站只能應對小於5米的海嘯。這麼柔弱的海嘯防禦能力,即使是一場較大的颱風,也可以讓福島核電站發生水淹事故。我好奇的是,福島核電站這幾十年來運氣竟然如此之好,難道這幾十年來連颱風也沒遇到過?

而同時,福島核電廠的應急柴油發電機佈置也存在問題。1、2、3號機組的應急柴油發電竟然佈置在廠房的地層地下室內。所謂地下室,也就是地面以下。這樣來看,這些應急柴油機的竟然是佈置在海平面以下的。我不理解當時這樣佈置發電機的理由。

地震發生後一個小時,海嘯來了。根據當時日本氣象和海事部門的測算,當時襲擊日本的海嘯最高達到了39.8米,而正面襲擊福島第一核電廠的海嘯達到了15米。這個時候,懂算術的孩子都知道,減去福島第一核電廠那可憐的5米不到的海嘯防禦能力,福島第一核電廠在海嘯來臨後,幾乎都泡在了10米深的水中。

在10米深的海水中,第二道防線,那出於地下室內的應急柴油發電機很快被摧毀。第三道防線呢?在浪高最高達到39.8米的海嘯中,福島第一核電廠附近的電塔紛紛倒塌,電網也被摧毀了。

此時,僅僅第四道防線,那些蓄電池還在努力地保證反應堆的安全。

但是第四道防線卻只能支撐8個小時,如果8個小時候沒有後備電源前來支援,那麼第四道防線將被拖垮,核電機組將無險可守,只能靜靜地,眼睜睜地看著事故發生。

海嘯過後,福島第一核電站廠區一片狼藉。福島第一核電廠內的各機組主控室內的操縱員趕緊將目前面臨的緊迫情況直接向東京電力公司報告。他們報告的內容均一致:「核電廠內所有應急發電機損壞,急需要從外部運來應急柴油發電機支援!」

東京電力公司從前是不喜歡研究機構從理論上分析自己下屬的核電廠的潛在安全隱患的。以前他們拒絕了研究機構關於福島核電廠海嘯預警能力不足的研究結果,當然也拒絕了隨之產生的應急方案—「他們根本沒有預備移動應急發電機」。

因此,當福島核電廠傳來急需移動發電機的求援電報時,東電公司總部的主管一片茫然,很久之後,他們想起了給政府打電話,向日本政府求援。但是,東電公司沒有把事故說得那麼嚴重,因為這樣太丟面子了。

東電公司只是簡單地向政府表示:「我們福島核電廠暫時失去了廠用電,希望政府能夠給我們提供一些。當然,福島核電廠現在一切正常。請放心!」

日本政府很信任東京電力公司,畢竟是日本最大的電力公司之一,他們都說沒事了,那肯定就是沒事了。不過,日本政府聽說福島核電廠需要救援,還是指定關西電力公司支援福島核電廠。

但是,時間是關鍵,第四道防線只能撐8個小時!到了3月11日23點,福島第一核電廠已經完全失去了廠用電。

此時,反應堆內發生的事情,和三里島核事故,切爾諾貝利核事故那時的反應堆內發生的事故一模一樣。

由於沒有足夠的冷卻水供給,反應堆內的燃料棒的衰變熱無法導出,導致堆芯內的冷卻水溫度不斷升高,最終沸騰。高溫高壓的蒸汽開始突破堆芯迴路內的一些薄弱環節,開始向廠房內泄漏。而由於冷卻水變成蒸汽成堆芯內逃逸出去,使得燃料棒開始裸露在空氣中,徹底失去了冷卻。

失去冷卻的燃料棒如惡魔一樣,開始展開其猙獰的面目。

作為沸水堆核電站,福島核電站的反應堆設計十分獨特。圍繞著反應堆,有一個巨大的-圓形水槽。在反應堆出現故障時,這個圓形水槽可以與反應堆聯通,通過這個圓形水槽內的水來冷卻因為衰變熱不斷升溫的反應堆。

不過,這個圓形水槽與反應堆聯通需要通過一道用電驅動的閥門。在事故發生後的前八個小時,蓄電池組的電能可以保持這道閥門全開,而不久以後,由於蓄電池電能耗盡,這道閥門因為失去動力而關閉,反應堆徹底失去了冷卻。

1、2、3號機組電力失去在差不多的時間。由於衰變熱無法排除,堆芯溫度不斷升高,反應堆由於承受不來高壓,開始產生破口。堆芯中的冷卻水不斷蒸發卻得不到補充。

燃料棒由於堆芯水蒸氣的不斷蒸發,開始裸露在空氣中。燃料棒內的熱量首先將自身熔化,然後巨大的熱量又熔化了包裹著燃料的鋯合金。這是災難的真正開始,熔化的高溫鋯合金與高溫水蒸汽發生反應產生大量的氫氣,氫氣由於其密度低,開始不斷的從毀壞的反應堆溢出,在反應度廠房頂部聚集。

同時,失去包裹的燃料中,大量的放射性元素在水蒸汽的裹挾下,在反應堆廠房內四處飄蕩,甚至隨著反應堆廠房向外泄漏。

這次事故與三里島和切爾諾貝利事故不同的地方在於,前兩次事故發生時,反應堆操縱員對堆芯內發生的一切渾然不覺。而福島核事故不同,反應堆操縱員對三臺機組內發生的事故幾乎一清二楚!

但是,他們沒有採取斷然措施。在失去蓄電池電能不久,現場的工程師就已經向福島核電廠和東電公司的管理層建議,使用海水作為冷卻水來冷卻反應堆。但是,從福島核電廠到東電公司,沒有一個人敢拍這個板。

為什麼?因為用海水冷卻反應堆意外著這些核電機組要徹底報廢。而每臺機組的造價高達數億美元,而且每年創造的收入又是數億美元。如果東電公司的老闆怪罪下來,拍板的人當然喫不了兜著走。

利益泯滅了良知。

當然,作為福島核電站的所有者東電公司,他們不到萬不得已也是不會下令用海水冷卻反應堆的。他們一直以來心存僥倖,這幾十年來福島經歷了多次地震都安然無恙,他們認為福島核電廠這次還會挺過去的。

接著,現場的工作人員報告,反應堆廠房內輻射劑量快速升高,高出正常水平上萬倍,這意味著反應堆已經損壞。但是東電公司的領導認為,雖然反應堆出現損壞,但是修復後仍然可以繼續使用。

東電公司的領導層之所以這麼淡定,還有一個原因就是移動發電車已經運到了福島核電廠現場。他們相信,接上移動電源後,一切都會轉危為安。

移動發電車運抵現場後,卻出現了一系列的問題。

首先,原本為應急預備的電源介面,很多已經損壞,或者因為泡水,存在短路或者接地的風險。如果貿然接入電源,不僅不能供電,移動發電車還很有可能因為短路被燒毀。為此,搶險人員不得不先對電源介面進行清潔和檢查,這就耽誤了很多時間。

接著,新的問題又出現了,從外面趕過來的搶險人員詢問福島工作人員,電源如何接入時。福島的這羣工作人員卻傻了眼,回答「不知道」!

這讓外來支援的搶險人員趕到驚訝,經過詢問他們才知道,原來福島核電站這些年很少進行這類應急演戲,工作人員只知道這裡有個電源介面,因為沒有使用過,也當然就沒有人去研究過。

支援人員又問,你們這些年輕人不知道,當年參與建設核電站的那些人,或者那些人的徒弟們,應該知道一些吧。然而,支援人員得到的答案卻更加讓他們失望。日本人是個極其要面子的,當年那些人的徒弟,不到實在不得已,也不會問師傅這些問題,更別說其他的新員工了。由於這新老工作人員間交流過少,使得這些東西幾乎沒有人懂。

沒辦法,支援人員只好找到圖紙自己研究起來。到了12日凌晨,移動電源才接入核電站的電源介面。各種水泵才開始運轉起來。此時,距離福島核電廠失去全部電力以及過去了好幾個小時。

當初三里島核電站2號機組失去冷卻才十幾分鐘,就造成了堆芯大部分熔毀;而切爾諾貝利核事故中,4號機組失去冷卻也不過幾十分鐘,堆芯就已經大量熔毀並發生了爆炸。福島核電站的三臺機組,雖然剛開始冷卻了8個小時,但是接下倆幾個小時沒有冷卻,那能倖免嗎?答案是否定的。

交流電已經接入,各個重要的電機和閥門又可以運轉了,工作人員趕緊想反應堆內注入冷卻水。但是又有了新的問題,反應堆迴路內由於壓力太高,冷卻水根本無法注入。

這個時候,東電公司才意識到問題的嚴重性,都到這個時候他們還是沒有採用大量灌注加硼海水來冷卻反應堆的建議。他們想到了一個對他們自己的利益來說更加好的方法,那就是給反應堆泄壓。

所謂的給反應堆泄壓就是將反應堆內的放射性蒸汽排放到空氣中,降低反應堆內的壓力。當反應堆內壓力下降後,繼續給反應堆注入乾淨的純水。這樣,雖然放射性氣體的釋放會污染周圍的環境,包括土地和海洋。但是反應堆保住了(PS:實際上還是保不住)。

至於能有多少人知道那到底有多少輻射呢,那還不是東電公司自己說了算!到時候道個歉,鞠個躬,或者某人辭職平息一下民眾的憤怒,事情就這樣擺平了,說不定還會得到國際社會的一致好評呢。因為民眾沒有專業的能力,除了被忽悠,根本對此沒有別的辦法。至於置身事外的國際社會,他們只會看到東電公司的公關秀,小日本的鞠躬道歉辭職的公關手段已經深入國際,深得國際上的認同和好評的。

東電公司之所以面對危機如此自負,甚至對可能出現的危機想到的不是去制止,而是去掩飾,這是有原因的。原因就是東電公司隱瞞機組的安全狀況已經不是一次兩次了。日本作為世界上第三大核電大國,其政府對核電站的管理還是十分嚴格的。日本有嚴格的原子能法,專門的原子能管理部門,這些部分依據原子能相關法律對日本國內的各個核電站進行定期不和不定期的抽查。

根據法律規定,如果核電廠在抽查中發現機組內存在安全隱患,是必須停止發電進行整改的。而事實上,東電公司所屬的各個核電站,由於運行年限長的問題,大大小小存在一些問題。但是東電公司並沒有老老實實的按照法律規範和行業標準進行整改,他們採取的措施是偽造數據。

在過去的十年內,日本的原子能管理部門在東電公司下屬的各個核電站發現偽造數據的 Shi Jian 十幾起。按照管理部門的檢查方法,有理由懷疑,還有更多的偽造數據問題未被發現。直到福島核事故前不久,東電公司由於福島核電廠的各個核電站快到了設計壽命。為了延長核電站的使用壽命,才開始老老實實的認真整改。

按照核電廠的一般應急程序,當反應堆內測到大量非正常的輻射劑量,同時,核電廠區內也測到非正常輻射物質時,核電廠應該進入廠區應急階段並通知政府做好核電廠周圍居民的疏散工作,而且此時政府應該介入福島核電廠的應急。

同時,地震發生以來,日本政府對福島核電廠也是萬分緊張,多次詢問福島核電站是否需要政府介入,但是福島核電廠和東電公司依然說:「沒問題,我們自己能擺平。」

到底行不行,還是要看實際行動。

當應急人員第一次對反應堆安全殼進行泄壓操作後,他們發現了更嚴重的情況。此時,交流電已經陸續恢復,從主控室內的儀錶上可以看到反應堆廠房內的關鍵數據。他們發現,雖然反應堆外層廠房的壓力有所下降,但是內層廠房的氣壓卻高達600KPa,遠遠高於反應堆廠房設計可承受壓力400KPa。因此,即使卸除了外層廠房的壓力,仍然難以將冷卻水注入核心反應堆!

為了保證冷卻水的注入,工作人員又先後進行了多次泄壓操作。這每一次的泄壓操作都牽動著全世界的心。這種行為名為泄壓,實際上是明目張膽地向環境排放放射性物質,這是在覈電廠輻射物質管理總決不允許的。因此,為了稍微安撫驚恐的人們,每一次泄壓排氣操作前,東電公司總是裝模作樣的召開一個新聞發布會,表示自己這是「迫不得已」,再然後就是鞠躬,致歉…… 說白了別人的生命健康不關我事,我自己的利益纔是最重要的。日本這種做法核電史上第一次。

經過多次泄壓操作後,福島核電站終於沒有發生切爾諾貝利核事故中那樣的蒸汽爆炸,但是這卻是以犧牲壞境來換取救援時間的做法。救援人員終於可以將冷卻水注入反應堆內了,但是他們不知道是有意還是無意,忽略了另外一個問題,那就是反應堆廠房頂端聚集的大量的可燃氣體—氫氣。

目前的2代或2代+的核電站,在反應堆廠房內都有複合消氫裝置,這種裝置可以保證隨時將反應堆內存在的氫氣消解掉,防止氫氣聚集發生爆炸。但是福島核電站作為老式的沸水堆核電站,建於七十年代,根本就沒有這種裝置。雖然在國際核電同行交流中,已經多次建議或報告在反應堆廠房內安裝複合消氫裝置對反應堆安全的重要性,但是不知出於何種原因,福島核電站沒有這種裝置。

反應堆內依然在持續的注入冷卻水,不過又出現了新的問題—水量不夠!這意味著已經嚴重損壞的反應堆又一次失去冷卻!

接著,現場人員檢測到反應堆廠房內含有大量的氫氣,由於反應堆失去冷卻,溫度持續升高,隨時都會有爆炸的風險!聽到這個消息,所有的救援人員扔下東西跑了,不跑就等於送死,沒有日本人願意為了這個反應堆送命,除了小清新文學作品中的日本人。

12日15時36分,福島核電站一號機組首先發生了氫氣爆炸。此次爆炸的強度之大,使得反應堆廠房頂端的混凝土全部被炸飛,只剩下一個空蕩蕩的鋼結構架子。

在爆炸發生時,日本東京電視臺的直升機正在進行現場直播,這爆炸的恐怖一幕,通過 She Xiang Tou ,讓全世界的觀眾都看到了。於是,東電公司的公關很應景的出現了。他們雖然一臉嚴肅,但是說出來的話只能忽悠外行。他們安慰公眾:「雖然發生的氫氣爆炸,但是反應堆安全殼依然完整。」

談到「安全殼」這三個字,不僅是不明真相的羣眾,就是全世界的核電同行,都有點迷糊了。福島核電站的安全殼,到底是指什麼東西?

在說「安全殼」的問題之前補充一個插曲,就是日本電網電壓和頻率不匹配的問題。

日本的電網系統十分特殊,全國的電網並沒有統一的規劃,而是由十個電力公司分別管理。按照中國人的理解,我們日常使用的家用電,是220伏特50赫茲的交流電,無論是在北京上海等大城市,還是偏遠的山村,都是同一電壓,同一頻率。

但是日本卻不同,日本的電網的低壓電從500多伏特到100多伏特的5個等級,而頻率也不盡相同。東京電力公司所屬的電網,其電壓的頻率比較特立獨行,是60赫茲,而其他電網的卻是50赫茲。電壓不同還好說,在不同的電壓的電網間加一個變壓器,就可以實現電網之間的相互支援,但是頻率就不一樣。

大家都知道,同一個電網中,必須保持電壓和頻率是一致的。因此東京電力公司的電網要想與其他電力公司的電網在出現問題時相互支援,必需通過一個複雜的變電站,以實現電壓和頻率的轉換。這種情況,平時倒是沒什麼,但在福島核事故發生時,卻出了大問題。

福島核電站設備使用的交流電頻率是60赫茲的,而最初運到現場的移動發電機只能提供50赫茲的交流電,這一問題導致移動發電機簡直成了廢物,最終讓福島核電站的第四道防線被時間摧毀。

好,下面再回到「安全殼」的問題。

對於「安全殼」這個問題,對於壓水堆來說比較好理解,就是我們通常看到了核電站全景圖中的那個圓柱體的東西,也就是人們口中所謂的「反應堆」。

對於壓水堆來說,安全殼是核反應堆安全設施最重要的一部分,也是防止核反應堆故障後阻擋放射性物質擴散到環境中去的最後一道防線。從三里島核事故中,我們已經發現,這道防線是十分有效的。三里島核事故中,堆芯熔毀的程度和速度,都遠超過了福島核事故反應堆,但是因為有堅固的安全殼,所有幾乎未對環境造成影響,也沒有影響旁邊的三里島一號機組的運行。

而對於沸水堆來說,安全殼這個概念就比較混亂了。比如切爾諾貝利核事故中,四號機組根本就沒有安全殼,反應堆廠房,就是一道比較厚的混凝土牆而已,這道牆的主要作用是屏蔽反應堆的放射性射線,並不能承受強大的氫氣或者蒸汽爆炸的衝擊波。LZ經過查閱相關資料發現,所謂的福島核電站的「安全殼」,這只是東電公司偷換了概念,福島核電站的所有機組,根本就沒有真正意義上的「安全殼」。

那東電公司口中的福島核電站的安全殼,到底是指什麼東西。

在福島核電站建立之初,也和切爾諾貝利核電站的反應堆一樣,只有一道比較厚的混凝土反應堆廠房。後來覺得這樣不安全,就將反應堆廠房的混凝土牆進行了加厚和加固,他們稱這個為安全殼,但是這增厚的牆在爆炸中塌了。

但是為何東電公司的發言人卻說反應堆的「安全殼」依然完好呢?因為,還有一個東西叫做「安全殼」,這就是包裹反應堆的-圓柱狀的鋼結構。但是,這個東西並不是理論上的、符合國際定義的安全殼,只是給反應堆的壓力邊界取了一個更好聽的名字而已。也就是說,東電公司聲稱沒有損壞的「安全殼」,就是反應堆的外殼。

明白了這些,所有懂核電站的人,就只能「呵呵」了。為什麼?因為退一萬步,我們就承認反應堆的外殼是「安全殼」,但是懂行的人都知道,反應堆廠房內發生了氫氣爆炸,這個所謂的「安全殼」怎麼可能沒有損壞呢?

在前面描述核事故時,我們已經知道,發生氫氣爆炸必然發生了鋯水反應,而發生鋯水反應必然是反應堆堆芯的燃料棒無法得到足夠冷卻,導致燃料棒過熱熔化,鋯合金外殼破裂並熔化,鋯合金都熔化了,作為不鏽鋼的反應堆外殼還能保持完整嗎?如果反應堆外殼是完整的,就那麼一個密封的區域,其中的氫氣是怎麼逸出到反應堆廠房頂層並積聚的呢?只有一個解釋,那就是這個所謂的「安全殼」已經損壞了,放射性物質正不斷地從反應堆中逸出,不斷的擴散到環境中。

作為商用核電站,關於核電站的運行信息,國際上一直有一個共識,那就是透明,就是要毫無隱瞞地向社會和政府相關機構通報真實的情報。但在一號機組發生氫氣爆炸,反應堆廠房成了一片廢墟的時候,東電公司的發言人竟然可以在新聞發布會上大言不慚的說「安全殼」完好,讓公眾放心。那麼,可以肯定,他們也對日本政府隱瞞了安全殼已經損壞。放射性物質在污染環境和海洋的事實。

談到這裡,大家可以發現,雖然蘇聯在處理切爾諾貝利核事故中的行為遭到了國際社會的廣泛批評,但是相比日本政府,蘇聯政府的救災真的可以稱得上專業,及時,負責。蘇聯政府在得知事故後,第一時間派遣了大量人員,調集大量物質進行搶險,疏散羣眾,密切關注環境中放射性物質的擴散範圍。直到今天,雖然國際上扔批評蘇聯政府當初在新聞發布中對事故的隱瞞,但是幾乎沒有人對蘇聯的救災行為提出批評。對於蘇聯處理切爾諾貝利核事故,常見的詞語是犧牲,付出,集全國力量,勇敢。那我們看看日本是怎麼做的?

對於東電公司,他們在一號機組爆炸後,極力在新聞發布會上欺瞞公眾和政府。在一號機組爆炸後,他們纔不情願地開始用海水對成了廢墟的反應堆進行冷卻。但是,這個時候已經不是用海水就能控制反應堆的了。

首先,爆炸後,一號機組大部分管道都受到了損壞,就算將一號機組泡在反應堆中,也不能保證海水能到達反應堆堆芯。此時,日本自衛隊的直升機向反應堆頂上灑水,除了作秀給世界人民看,根本對控制損壞的反應堆起到任何作用。

經歷了切爾諾貝利核事故,人們對輻射都有了更多更清醒的認識,自衛隊已經不是皇軍,沒有人會為了反應堆「玉碎」,他們知道駕駛直升機接近反應堆是什麼後果。因此,他們大部分人駕駛直升機在離反應堆很高的高度灑水。看過電視錄像的人們肯定都有印象,日本自衛隊直升機為反應堆灑水的樣子和我們在家用噴壺給盆景灑水的樣子差不多。

對於一個衰變熱都可以在半天時間把一個游泳池蒸發乾凈的反應堆,日本自衛隊的這種行為是在玩弄世界人民的智商嗎?

東電公司讓自衛隊給爆炸後的一號機組灑水這種行為,受到國際上的廣泛的批評,他們知道這忽悠不了世界,再一天後,才悻悻地宣佈這種救災措施沒有效果。

但是,這個時候用海水冷卻一號機組的做法,不僅沒有效果,還帶來了巨大的麻煩。爆炸後的一號機組,一片廢墟,如果把它比作一個臉盆,那它就是一個渾身窟窿的臉盆,而這個臉盆中間,還有一個已經損壞了的,不受控制的反應堆。

東電公司不斷向一號機組廢墟上注入海水,而海水流過廢墟後,使得海水中帶入了大量的放射性物質,這些放射性海水從一號機組的廢墟的各個破口處不斷流出,流得到處都是。一些海水開始流入旁邊的太平洋。

剛開始,東電公司利用核電廠內的貯水池儲存放射性廢水,但是要讓這麼大的反應堆冷卻下來,必須持續的注入海水,貯水池很快就滿了。接下來怎麼辦,接下來又運來一些水箱,但是水箱能撐多久,很快,水箱也滿了。現在怎麼辦呢?想必大家都知道了,現場救災的員工會在適當的時候,「無意間」或者「操作錯誤」打開一些閥門,讓這些放射線沸水流入太平洋。

自從福島一號機組爆炸後,日本週圍的各個國家都加強了對海水放射性元素的檢測,他們就是防著日本這招。日本當然知道,所有他們每次在偷偷排放完放射性廢水後,都會在新聞發布會上為自己對員工的管理不當而致歉,實際上就是說,反正水我已經排到了海中,給你們面子道個歉,你們愛咋咋地。

當然,東電公司雖然經常排放沸水,但是總不至於天天去道歉吧。於是,他們更改了公關措施,他們在大量排放沸水時,才會發布公告。至於平時少量廢水的排放,他們是隱瞞的,所以我們才能經常看到新聞上的爆料,福島核電站又偷排廢水啦!

不過,嚴格上說,東電公司雖然對處理福島核事故不利,但是對於宣傳還是做得很到位,或者說,達到了自己的目的。至少在一號機組爆炸後,東電公司不斷隱瞞事故消息的時候,很多人,包括很多中國人,還在為日本祈禱,稱讚日本人的職業素養,獻身精神。這些人不知道,對於福島核電站,東電公司有更好的、更成熟的、更有效的救災方案,只是他們顧及自己利益不願實施而已。

這個方案是什麼?大家回過頭來看看切爾諾貝利核事故核事故,再與福島核事故對比一下就會發現這個方案是什麼。

福島核事故和切爾諾貝利核事故有著很多的相似點,比如,二者都是反應堆,都發生了氫氣爆炸導致反應堆廠房成了廢墟。而對比切爾諾貝利核事故,福島一號機組並沒有著火,也沒有大量的放射性物質爆髮式逸出,這都為及時處理事故,阻止放射性物質繼續擴散提供了有利條件和時間。

在八十年代,切爾諾貝利核事故發生之初,蘇聯政府可以依靠自己的一己之力,迅速的撲滅反應堆的大火,封閉變成已成廢墟的反應堆,在十幾天的時間內就阻止放射性物質的繼續外泄,並在四個月內建立石棺,完全封閉反應堆並重啟切爾諾貝利核電站的其他三臺機組。而作為二十一世紀的日本,世界第三大經濟體,機器人極度發達,核電運行經驗極度豐富的日本國,竟然對於一個比切爾諾貝利核事故輕得多的事故,除了用海水澆灌,而沒有任何辦法?這可能嗎?

福島核事故發生初期,放射性物質擴散還不嚴重,他們不需要撤離福島核電站周圍居民,也不需要五十萬大軍帶著鏟子鏟核燃料,東電公司只要複製蘇聯政府當初處理切爾諾貝利核事故的某些行動,就可以在短期內迅速的擺平事故,但是他們卻什麼也沒有做。為什麼?很多核電業內的人都很好奇。

當然,若不是日本時任首相菅直人親自下令,東電公司都不會積極地去用海水澆爆炸後的一號機組。

一號機組爆炸後,2號和3號機組雖然暫時沒有爆炸,但是卻仍處於危險之中。

此時的2號機組,出了一個問題。反應堆底層有個區域過熱,這是由於當初停堆時有一根停堆棒沒有完全插入到位的原因。堆芯的這個地方依然維持著微弱的鏈式反應,這導致堆芯這一地方過熱,熔化。反應堆底部很快出現了大量的氫氣,反應堆的底層也受到了損壞。

氫氣從反應堆底部的孔中逸出,發生了一場小爆炸。這場小爆炸並沒有破壞反應堆廠房的外牆,但是卻在反應堆的外殼上炸了一個洞。2號機組因為這場小小的爆炸反而安全了。雖然堆芯一樣的沒有足夠冷卻,但是反應堆因為這個破口使得高溫的水蒸氣和氫氣快速地逸出而沒有在反應堆廠房內聚集,從而逃過了像一號機組那樣爆炸的厄運。

不過,2號機組也是在發生了爆炸,沒有再修復使用的價值後,纔得到了海水冷卻的。

福島第一核電站的3號機組就沒有那麼幸運了。3號機組比一號機組晚幾年建成,其安全系統相比1號機組先進一些。所以,同樣失去電力,1好機組發生爆炸的時候,3號機組還苦苦撐著。

如果3號機組有知覺的話,在看到1號機組爆炸後,開始用海水進行冷卻時,3號機組一定會乞求東電公司的領導也給它來一罐海水。不過,讓人失望的是,看著岌岌可危的三號機組,東電公司的領導層斷然拒絕了用海水對3號機組進行冷卻的建議。

東電公司的領導之所以在1號機組爆炸後仍然不願用海水冷卻,是因為他們心裡還存在一絲僥倖。在1號機組爆炸後,東電公司竟然還對3號機組的安全存在僥倖,這羣人的心理素質還真是異於常人。要知道,除了切爾諾貝利核電站的四號機組,人類歷史上發生過爆炸的反應堆就是福島核電站1號機組了。而所有的人都知道3號機組正在步1號機組的後塵,東電公司的領導層竟然還不採取當機立斷的措施?!

東電公司的領導認為,3號機組比一號機組堅固,安全設施更加先進,所有還有搶救的機會,因此,他們命令福島現場的工作人員想盡一切辦法保住3號機組。即使旁邊躺著1號機組的屍體。

東電公司似乎有點喪心病狂了。直到13日,離大地震已經過去兩天,離3號機組完全十點已經過去了近30小時,離反應堆堆芯熔毀已經過去了數10個小時。工程師們確認反應堆已經毀壞無法修復,東電公司才同意用海水給3號機組進行冷卻。

當然,東電公司是不會讓世界人們知道他們這兩天來採取的混賬行動。東電公司又開了新聞發布會,會上宣佈:3號機組由於無法注入冷卻水,準備用海水進行冷卻。

發布會上,依然是一臉的慚愧,鞠躬,道歉。東電公司這「無法」二字用得妙極了。它讓人們會錯誤的認為,東電公司這兩天來一直致力於挽救反應堆,防止反應堆發生爆炸威脅環境。而實際上,東電公司這兩天所做的,只是為了自己的利益而已。他們無法接受3號機組這十億美鈔被海水泡壞。

不過,所幸3號機組終於迎來了及時雨,它苦苦撐了三天,終於得到了冷卻水,即使是海水,它可以自豪地說,我還沒有爆炸。不過,這個冷卻海水來的太晚了。

很快,東電公司又開始宣佈:告訴一個好消息,3號機組用海水冷卻成功!大家不要擔心,可以洗洗睡了。真的嗎?日本人話能信?實際上,此時的3號機組反應堆內已經危機四伏。兩天沒有冷卻,反應堆早已乾涸,反應堆廠房內滿是高溫高壓的蒸汽和鋯水反應生成的大量的氫氣。它們在找一個機會懲罰那些自私的人。

當東電公司宣佈3號機組成功冷卻不久,現場的工程師發現,注入反應堆的海水水位降低得很快,這當然是其中衰變熱太大的緣故了。接著,反應堆壓力越來越高,不斷升高的壓力讓海水的注入變得十分困難,反應堆又一次得不到足夠的冷卻。

3月14日下午14時11分,福島第一核電站3號機組發生了爆炸,反應堆廠房瞬間成了廢墟。3號機組讓東電公司愣是一手弄殘了。

爆炸 後的3號機組並沒有像1號機組爆炸後不再有動靜,爆炸後的3號機組不久開始冒白煙,這讓所有人都開始擔心3號機組會不會繼續爆炸。正當人們擔心不已的時候,3號機組又開始冒黑煙,黑煙預示著廢墟內著火了,而著火意味著放射性物質的擴散(參考切爾諾貝利核事故)

東電公司終於採取行動了。什麼行動?大家都知道了,可憐的幾桶海水而已。他們在玩過家家麼?

再說說4號機組。4號機組雖然反應堆中沒有燃料,但是前面提到的乏燃料池卻成了一個更加棘手的問題。

乏燃料池的構造十分簡單,一個大水池,上面蓋一個鋼結構的廠房,就向一個老式的游泳館一樣。乏燃料池之所以結構這麼簡單,是因為水是輻射最好的屏蔽體。泡在水中的乏燃料雖然和1號機組內的乏燃料沒有區別,但是它們被泡在水中後,接受流水持續的冷卻,靜靜躺水池底下反而看起來是那麼美麗。

但一旦在全廠失去電力後情況全部改變,乏燃料池由於水泵失電停運後,成了一池死水。接著,乏燃料池發生的一切和1、2、3號機組內發生的情況一模一樣。乏燃料得不到足夠冷卻,池水開始慢慢被蒸發乾凈,燃料棒熔毀,鋯水反應,生成大量的氫氣。接著,氫氣發生爆炸,炸毀乏燃料池廠房。

乏燃料池的爆炸比反應堆的爆炸更加麻煩。反應堆爆炸後,反應堆廠房的混凝土廢墟,厚厚的鋼結構都還覆蓋著損壞的反應堆。這樣能屏蔽一部分輻射,使得人員可以比較近距離的處理廢墟。

乏燃料池則不然,上文講過,它的廠房僅僅是一個鋼結構上蒙一層鐵皮,爆炸後,整個乏燃料池便暴露在了空氣中。乏燃料棒上致命的輻射線可以讓任何敢於接近它的人立刻死去(參考切爾諾貝利核事故中用鐵鍬鏟乏燃料的軍人)。

這種情況下,只能任乏燃料肆意的熔毀,放射性污染環境。至於海水冷卻,那是好多天後的事情了。

到了這個時候,福島核電站已經成了輻射惡魔的天堂,東電公司為全世界人上演了一場現實版的人間地獄劇。這場劇目比切爾諾貝利核事故核事故恐怖百倍。那4座冒著白眼的反應堆廢墟,就如四個張牙舞爪的惡魔。

而東電公司帶領福島地區的人們,在全世界人們面前展現了日本民族良好的素養。因為爆炸了這麼多反應堆,他們才開始不緊不慢的開始撤離福島核電站周圍的居民。剛開始是撤離核電站周圍3公里的居民,接著是5公里,接著是20公里。而撤離中,這些居民之所以淡定不已,並不是他們真的不怕輻射,而是他們的耳邊一直回想著東電公司的話:「只是反應堆損壞,損壞而已,沒有對環境造成影響。」他們以為過兩天就回來的,有的人乾脆就不走了,覺得無所謂。

福島第一核電站都成了廢墟,現在最重要的任務應該是如何快速地封閉這幾座反應堆,阻止放射性物質的繼續外泄污染環境。但是,此時東電公司突然成了一個核電╳,他們不關心處理事故,反而在另一個問題上糾結起來。

事故發生後,國際原子能機構將福島核事故定為5級。這引起了東電公司的不滿,他們覺得事故之多隻能定為4級。他們一個勁的強調,事故並沒有多少放射性物質泄露出來,沒有對環境產生不利影響。國際原子能機構當然不會相信,於是圍繞這個問題他們打起了輿論戰。

而此時的福島核電站,核事故現場是什麼狀況呢?什麼也沒有,所有的人都撤離了,這裡就像一個普通的垃圾場,根本沒人管。偶爾才會有幾輛直升機飛臨上空,灑下毫無作用的一點水。

而當年切爾諾貝利核事故發生的第二天,周圍居民就開始迅速撤離,輻射物質的分佈範圍和未來預計擴散範圍已經計算出來,周圍攔河壩開始建設。事故現場,消防員,直升飛機,軍用卡車,蘇聯專業而有效地將所有力量集中在了控制受損的反應堆上。在福島核事故現場會議當年的切爾諾貝利核事故核事故,每個人心中都會對蘇聯這個曾經的帝國懷著無比的憧憬和欽佩。

直到幾天後,中國的一個公司捐給了日本一輛泵車,福島事故現場纔有大型幾臺大型機械的身影。。。。

幾天後,日本政府終於看不下去了,他們趕走了東電公司,終於派自衛隊接管了福島核電站這片廢墟。

而此時他們才發現,爆炸的機組底層產生了大量的裂縫,這些裂縫直通大海,這些天來,福島核電站的放射性沸水一直在流向大海,至於流了多少,他們只能說「很多」。

接著,福島核電站周圍測出了大量的放射性物質,東電公司終於沒臉跟國際原子能機構爭論事故定級的事情了。因為所有證據表明,福島核事故的嚴重性,絕不會低於切爾諾貝利核事故,因此,福島核事故是7級無疑。

但是,這個7級定得太晚了。這個時候已經是事故發生了十幾天了。這些天內,福島核電站周圍居民由於沒有得到正確的信息,一直在沒採取防護的情況下生活,福島縣的農產品也如日常一樣供給市場。他們不知道,他們的食物,已經被放射性物質嚴重污染了。

3月26日,面對巨大的壓力,東電公司的畜生們不得不宣佈,福島第一核電站6臺機組永久停運。

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樓下有人沒有看仔細本文,就說本文糾結於安全殼,雖然本文長了點建議仔細閱讀,本文主要說的就是東電和日本政府應對失措才導致福島核事故擴大屬於妥妥的人禍。

補充: 我國核電領域權威專家、中國工程院院士、中核集團科技委副主任葉奇蓁,說福島事故。

  記者:許多讀者有一個疑問,那就是既然有那麼多預置的安全措施,面對突發事故,福島核電站為什麼最終仍然面臨「焦頭爛額」的局面?

  葉奇蓁:核電站設計的時候,對環境安全還有三項基本要求,第一條,反應堆一旦出現故障的時候,反應堆要停下來。第二,反應堆餘熱要導出。核電站唯一跟鍋爐不一樣的地方,就是鍋爐停止燃燒就沒有能量了,最多紅顏色燙手而已,核電站卻繼續發出一些餘熱,大概是原功率的6.6%左右,還要把這些能量導出來,繼續冷卻。第三,把放射性物質包容在安全殼內。如果遵守了這三條原則,即使發生任何事故,也不會對環境發生影響。福島做到了第一條,但後面兩條沒有做到,這就是它產生的問題。

  我們來回顧一下整個事故的過程。福島第一核電站有六臺機組。1號機組是按照0.18g(g指地面重力加速度)設計的(現在覈電站設計是按地面加速度的力度來衡量的,跟常規的地震烈度不一樣,按地面加速度就可以比較嚴格地按照力學原理,來計算建築物、設備、管路等能不能承受某個地震烈度),其餘機組按0.45g或者0.46g設計。3月11日,日本強烈地震引發了海嘯。這次9級地震相當於0.52g,超出了設計標準。

  地震發生後,福島第一核電站安全系統正常啟動。首先安全停堆,安注系統和應急堆芯冷卻系統立即啟動,在廠外電源喪失的情況下,應急柴油機也正常啟動。也就是說,海嘯之前,核電站的運行是正常的。第一是停堆,第二冷卻系統啟動起來,把餘熱導出去。

  但是,第一核電站海堤設計高程是5.7米,而這次地震引發的海嘯在福島核電站地區是14米,這就使應急柴油機房進水,一小時後停止運行。此時,儀控系統改由蓄電池供電,設計容量只能維持8小時。

  13小時以後,移動發電機到達,但是因為配電裝置在底層,被水淹了,無法接通,直到3月12日15時還無法接通,改接新電源線給水泵供電,但這個時間已經晚了。超設計的海嘯高程導致全廠斷電,沒有外電源,也沒有內部的應急電源,全廠長時間斷電,導致堆芯冷卻手段長期不可用。第二條安全要求,也就是餘熱導出,在一小時後就失去了。

  由於餘熱導出冷卻失效,造成反應堆溫度、壓力升高,冷卻劑不斷喪失,燃料露出來了,原來是水和蒸汽包容的。露出來的燃料溫度就很高了,平時水蒸汽的溫度大概200多度,沒有冷卻以後,就到了上千度以上。一千到兩千度的情況下,下面還有一部分水,水跟鋯起了化學作用,產生了氫氣。安全殼外面有個廠房,氫氣就跑到廠房頂部集中,當濃度達到10%的時候(一般控制在4%以下),遇到空氣中的氧氣,就發生了氫爆。12日,1號機組氫爆,14日,3號機組氫爆,15日,2號機組氫爆,這樣把廠房就炸開了,使廠房裸露。

  有人說已經停堆了,怎麼還會出問題呢?因為剛停堆,把堆裏的乏燃料卸到水池裡,還有餘熱,剛卸出來有百分之幾的餘熱。地震1小時以後,水同樣沒有冷卻,這個水是敞開的,在一個大氣壓下,一百多度的水,就造成了蒸發,水位就很快下降。幾天以後,每個堆還約有1萬千瓦的熱量。一萬千瓦的熱量如果沒有冷卻的話,一天可以燒開三百噸水,所以他們用直升機向燃料廠房灑水冷卻,但效果很小。


回答為什麼不能夠用海水冷卻。

為什麼不能夠灌海水:是因為需要安全停堆就是讓反應堆處於足夠次臨界深度,並以可控速率排出堆芯餘熱,安全殼的密封得到保證,從而使放射性產物的釋放保持在允許範圍內,以及為維持這些條件所必需的系統正在其正常範圍內工作的停堆狀態。

全廠失電導致冷卻系統失靈,冷卻劑蒸發,堆芯開始露出水面,堆芯熔融的危險出現。

此時,必須對堆芯進行冷卻,切應該使用含一定硼酸濃度的冷卻水,以保證引入足夠的負反應性使堆不會重返臨界(應該是此時燃料中經過長期放射,已經具有了中子源)。

但是東電使用海水冷卻,使得堆芯在冷卻後由於慢化劑溫度效應引入正反應性,堆芯重返臨界甚至是超臨界,鏈式反應繼續發生,燃料棒溫度上升,繼續迅速蒸乾冷卻劑。

開始用海水冷卻不足以補償正反應性,出現正溫度效應,即反應性隨著溫度升高而升高,這更是加劇了堆芯溫度上升,導致冷卻劑迅速揮發。這或許就是為啥一直無法冷卻堆芯,甚至在冷卻過程中還出現燃料棒溫度達到2800度的情況。

另外補充關於乏燃料水池的事,用停堆後衰變熱曲線做解釋。剛停堆時,燃料保持8%-9%左右的熱功率,一小時後降低到1%,一個月後降低到0.1%,10年後降低到約0.04%左右。福島一號電站的熱功率大約是1150兆),那麼各位可以算算乏燃料池裡的熱功率大概會是在一個什麼級別。算的結果全堆芯大約是1.15兆瓦,即每秒鐘發熱1.15兆焦耳。因為乏燃料水池裡面存儲的燃料棒數目一般為3倍堆芯中全部燃料棒數目,所以有可能達到3.5兆焦耳的量級。如果所有的乏燃料棒燃燒,通過查資料得知,有急性死亡危險區域的半徑約為6km,有效劑量超過50mSv的區域半徑約為80km,可防止劑量超過10mSv區域的半徑約為100km。完畢!

來段簡練的概括:

回顧福島核事故,首先福島核電站建設當時對極端自然災害,也就是海嘯的情況考慮不周,它的防浪堤只有4到5米高,實際上海嘯以後產生的海浪高達15到16米,所以海水進入了應急柴油機房,柴油機沒有能夠正常的起動發電,地震以後它起動發電了,但是海嘯一來把它淹沒了。如把防浪堤設計到16米,就不會出現這個情況。另外從核電技術來講,福島核事故的核電機組是建設較早的核電機組,從現在來看是比較落後的,現在的核電機組完全可以避免這種情況,有非能動系統,就是在發生核事故之後,能夠自動用冷卻水保證反應堆的冷卻,這樣就也可避免這種事故。另外出現事故之後,福島核電站也存在應急處置不當的問題,實際上當時當務之急要快速恢復供電,以及恢復冷卻水對反應堆的冷卻,就不會產生後來的氫爆,不會讓這些放射性的物質釋放到場外,當時如果用海水冷卻,反應堆就不能用了,如果用純凈水冷卻,反應堆今後還是可以用的,他們為了保全反應堆,當時沒有採取就近用海水冷卻的方式,本來這種事故是可避免的。

在汶川地震時,我們的核設施也出現過類似險情,當時啟動緊急搶險方案、啟動應急預案,當時電斷了,冷卻水池破裂,冷卻水位下降,堆芯有裸露的可能性,後來我們迅速調應急柴油機,採取空運,恢復了供電,後來把水池修好,及時用冷卻水,所以避免了事故的發生。在我國出現這種情況,我們應對比處置福島核事故好得多。

備註:2013年日本外交部將就福島核電站放射性廢水問題設立一個國際小組,該專門小組實際目的是掩蓋日本政府偷偷向太平洋排放福島核電站放射性廢水的醜聞。福島受損核電站附近將設立新的「政府間聯絡辦公室」協助「政府間協調委員會」,其優先任務之一便是「防止名譽受損或誤傳,增強國際交流」政府啟動該項目的動機來自外交部,而非通常負責福島清理的經濟貿易與工業部。此前一段時間內,福島核電站因出現的各種泄漏、危險地區和地下水問題而受媒體關注。儘管上述問題沒有一個造成場外影響,但是還是受到了國際媒體的強烈關注和擔憂,迫使日本首相安倍晉三向國際奧委會保證,假如東京成功獲得奧運會舉辦權,事故核電站不會對2020年參加奧運會的人造成危害。目前該小組工作非常成功,掩蓋大量福島消息。


很多答主說到了技術問題。

但是我個人認為這個問題不是個技術問題,是個政府的問題,就是事故已經發生了,政府怎麼處理的。

從這一點上看日本政府和蘇聯政府差了十萬八千里,因為自衛隊抗命,拒不進入災區救災,也就是說日本政府並不能指望自衛隊無條件執行自己的命令,和蘇聯武裝力量鋪天蓋地的救災行為完全不可同日而語。

而災後,公司和日本政府雙方都在遮掩,又錯過了控制災情的大好時機,這就沒得洗了,畢竟蘇聯控制災情的手段都在那裡擺著呢。

蘇聯和日本的區別是,蘇聯是下面瞞不住了被上面知道了,上面馬上動用武裝力量強力擦屁股,日本是下面上面一起裝瞎。

不過這也暴露了所謂「軍國主義復闢」之下,究竟是一羣什麼費拉不堪的貨色,你都不肯在科學的防護措施之下救災,又怎麼冒著隨時被各種核武器點名的風險作戰呢。


核材料相關專業,我需要反對一下高贊回答中的一些觀點:

從切爾諾貝利核事故發生後,福島核電站雖然同為沸水堆,但是這麼貴重的東西不能就因為是沒有安全殼的沸水堆就拆了吧,那隻得採取補救措施了。

福島核電站和誰同屬於沸水堆了,切爾諾貝利裡帶了個沸水堆三個字就是沸水堆了?世界上不是隻有沸水堆和壓水堆兩個堆型。我們平時說的沸水堆和壓水堆都屬於輕水堆,輕水堆之外還有石墨堆和重水堆等等等等。

切爾諾貝利4號反應堆和福島核電站的所謂「沸水堆」根本不是一回事好嗎?切爾諾貝利反應堆是RBMK型堆,屬於石墨堆,準確來說是壓力管式石墨沸水堆。而福島核電站用的是輕水沸水堆,也就是我們常說的沸水堆。這倆雖然名字都帶沸水堆但只有福島的纔是我們平時說的壓水堆和沸水堆中的沸水堆,前者屬於石墨堆。很多無良科普本身不去查證就把RBMK型堆扔進沸水堆分類裏,這是很大的錯誤。

RBMK型堆和輕水沸水堆二者的區別在於在RBMK堆中中子慢化是由石墨完成的,輕水和水蒸氣僅做冷卻使用;在輕水沸水堆也就是我們平時說的沸水堆中,輕水及水蒸氣同時作為中子減速劑和冷卻劑。因此二者在堆型設計和安全防護上都有很大的差別。比如說一個很大的差別在於石墨沸水堆的控制板可以從上部插入(切爾諾貝利的堆型裏上下均有控制棒,但下部控制棒是為了彌補控制棒堆下部控制力不足的問題,主要在上面),而福島的沸水堆裏控制棒只能從下部插入。同樣還有,控制棒拔出導致輕水置換問題(切爾諾貝利奇葩控制棒設計的根源之一)。

下面回答一下正題:

任何先進的反應堆,只要泄漏了都別指望能好到哪去。我們要有這個一個意識:核事故只要出現就是災難,而且是毀滅性的災難。在這個意義上實際上已經不存在什麼好壞問題了。

這裡還是要反對一下高贊回答的觀點,當然這是主觀反對:雖然我們應該努力將反應堆設計的更加安全,但不能僅僅指望一道安全殼就能把核事故給硬撐下來。核事故的關鍵點還是人!

從這個觀點來說,世界上沒有絕對安全的核反應堆。高贊回答似乎在強調一個觀點就是有安全殼的壓水堆要比沒有安全殼的沸水堆更安全。但我個人認為,現有的經驗已經表明石墨堆、壓水堆和沸水堆都出現過大型的核事故(切爾諾貝利,三里島,福島)。我們不能因為三里島是5級而其他倆是7級就說壓水堆更安全,實際上三里島核事故中主要的安全措施大部分都生效了,這纔是這個核事故能被限制在安全殼內的原因;從技術上來講攤上切爾諾貝利那樣的神助攻(嚴重違反安全規定和操作流程),我不認為能有任何反應堆倖存下來。

所以,從反應堆設計上來講,工程師們應該努力避免存在安全缺陷;從操作維護和運行上講,操作人員不能越過安全操作的紅線;管理人員應該及時給已經發現的bug打上補丁。

至於說已經出現了核事故如何善後好?網上看到的所謂專家多了去了,事後諸葛亮誰都會當,換成你當總工程師試試。

個人觀點,對於核事故怎麼善後都不可能完美的。題主說福島的處理不如切爾諾貝利,但也有一派人認為福島的處理要好於切爾諾貝利。歸根結底,處理這類事故只有一個法子,拿命去填。聽起來很悲傷嗎?然而,在覈面前,人類真的很渺小;準確說在自然之力面前,人類真的很渺小。

這裡我需要澄清一下關於我說的核事故只要出現就是災難的說法。從現有經驗來看核事故無論大小多數都是人的問題,因此對於核事故的預防不能本著能用就行的原則。可以這麼說,能出現小事故的狀況也具備出現大事故的可能。所以對於核事故來說,出現了就是災難,因為這意味著你的安全運營體系存在缺陷,體系不再是安全的了。

核事故處理及時損失不大的多了去了,但是你問問這些處理核事故的人有誰可以嘻嘻哈哈的跟沒事人一樣。我們看不到大多數的事故,那是因為有人已經冒著危險給摁下去了,危險是存在的,只是在我們看不見的地方。

以上僅一家之言,大家對核和核事故肯定各有看法。

PS. 關於天朝的核事故還是刪了吧,再說下去都要算敏感內容了。不過據說我國有一個和切爾諾貝利同構型的生產堆,就這樣吧。

關於中國的核事故,大家有想法的可以申請去中核404參觀一下,講解員會提到的,當然拍照是不允許的。


與切爾諾貝利事故不同,切站的事故幾乎是當時就已經無可挽回,只剩廢堆一條路。

而福島不一樣,起初本質上僅僅是一起低級別的停堆事故,每一個階段都有充裕的時間去挽救,如果妥善處理連嚴重的核泄漏事件都不會出現,更別說堆芯熔毀。

結果拖拖拉拉磨磨蹭蹭浪費大量時間,最終無藥可救。


說個題外話,DISCOVERY一部記錄善後工作的紀錄片裏,主持人各種溢美之詞看的我尷尬癌都犯了。

尤其片尾CAST有個special thanks,中文一般叫作「特別鳴謝」,東京電力赫然在列。。。簡直太幽默。


以前二戰吧還在的時候,黑羊桑有個專題,叫3BOOM,可惜現在看不到了。


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