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事故核电站核污水二三问(一)

上传时间:2023-11-13 10:51 来源:中国地质图书馆 作者:宁可佳

简介:

2011年3月11日,日本东北部太平洋海域发生了9.0级大地震并且引发巨大海啸。大量海水冲击日本福岛核电站,引发爆炸。根据国际核事件分级表(INES),日本福岛核事故被评为“7级”特大事故。当时,东京电力公司使用了大量海水来冷却烧毁的...

2011311日,日本东北部太平洋海域发生了9.0级大地震并且引发巨大海啸。大量海水冲击日本福岛核电站,引发爆炸。根据国际核事件分级表(INES),日本福岛核事故被评为“7级”特大事故。当时,东京电力公司使用了大量海水来冷却烧毁的核反应堆。事实上,当时就排放了共1万多吨受污染的海水。之后,日本将受污染的海水通过储水罐方式储存起来。从2011年到2023年,12年时间,日本共建成了超1100个储水罐。每个储水罐平均能够储存1~1.3千吨水。到目前为止,储水罐容量基本上已经达到饱和。

20211221,东京电力公司(TEPCO)向原子能规制委员会(AERC)提交正式“福岛核电站核污水排放入海实施计划”申请,2023年春开始将核污水排放到太平洋去。20227月,核污水排海计划获得了日原子能规制委员会的批准。就在2023824日,日本已经开始将大量的核污水排进大海,且正式宣布将会连续排放30年。估计每天将排放约460吨核污水,共排放100万吨。这使得事故核电站核污水受到持续关注的热点。

 

日本福岛核污水排海时间线

历史上有哪些事故核电站?

切尔诺贝利核电站事故(即,切尔诺贝利事件),是发生在乌克兰切尔诺贝利核电站的核事故。此次事故是史上最严重核事故,是INES中第一个评为“7级”的重大事故。1986426日,切尔诺贝利核电站四号RBMK反应堆在低功率试验中失控,导致爆炸和火灾。核电站事故是在反应堆安全系统测试过程中,由于功率瞬变导致瞬发临界而引发的事故。反应堆建筑被摧毁,大量辐射释放到大气中。这些放射性粉尘覆盖面积大。此次灾害所释放的辐射剂量是当时在广岛爆炸的原子弹的400多倍。

三哩岛核电站事故(即,三哩岛事故),是美国核电工业史上最严重的事故,事故等级评为“5级”。1979328日,由于错误地关闭了2号机组反应堆中的一个自动操作阀门,切断了主给水系统的供水,导致反应堆堆芯自动关闭,以及随后数小时内发生的一系列设备和仪器故障、人为操作程序错误以及错误决策,导致反应堆堆芯冷却水严重流失,堆芯部分熔毁。堆芯部分暴露,其燃料的锆包壳与周围的过热蒸汽发生反应,形成大量氢气,其中一些从堆芯逸出,进入反应堆厂房的安全壳,有极少量的氢气和其他放射性气体逃逸到大气中。事故虽然对健康造成的影响微乎其微,但却对美国核电工业产生了广泛而深远的影响。事故导致了七座与三哩岛核电站类似的反应堆的立即(尽管是暂时)关闭,以及新核电站审批速度的明显减缓。

燃烧着的切尔诺贝利核电站四号机组

 正常运行核电站的冷却水和事故核电站核污水有什么区别?

正常运行核电站的冷却水与核燃料之间有多层屏障隔离,没有直接接触;而事故核电站的核污水是在核事故中,核燃料烧穿了隔离屏障,海水直接浇到核燃料上进行冷却处理,海水与核燃料发生了直接接触,从而产生的污水。冷却水就像是把茶叶严格密封在茶杯里后,再将其放到大碗里,碗里水不直接接触茶叶,不含茶叶溶出物,而核污水就像茶杯里泡茶的水。世界上很多科学家都有一个共识,就是核污水含有含锶90、铯134、钴60、碘129和氚等高达64种反射性元素,并且七成以上都是超标的,多核素处理系统(ALPS)难以完全处理。

 核污水的处理方式有哪些?

核污水除了在罐内储存和排放海水之外,还有蒸发释放、电解排放、地下掩埋等方案,如美国三哩岛事故、乌克兰切尔诺贝利事故都是通过蒸发释放处理。所有处理手段对比而言,福岛核事件中,日本采用的排放海水的技术含量最低,经济成本最低。

较为稳妥的方法,是固化后地下掩埋,例如,将其制作成混凝土,浇筑成水泥板和砌块,包裹在防水材料中并深埋于地下,可以牢固地封存核素,不会污染地下水。在切尔诺贝利事件中,苏联完全覆盖了核反应堆,使用了巨大的混凝土外壳来密封反应堆内的放射性粉尘。到目前为止,还没有发现新的扩散。但该方法昂贵、操作难度大,需要大量混凝土,对工作人员保护措施提出了相当高的要求。

 

2011319日和201939日拍摄的日本福岛第一核电站卫星照片


编辑:张希阳
校对:张   凡
审核:梁   忠

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