你知道福島核事故是如何發生的嗎?

2021-01-12 雨天探教育

福島核電站位於日本福島雙葉郡東海岸,由福島第一核電站六臺和第二核電站四臺沸水堆機組組成。

事故當天,也就是2011年3月11日,福島第一核電站1、2、3號機組正常運行,4、5、6號機組停堆。1-4號機組防波堤標高+5.5m米,廠坪標高+10米。

福島核電站

當日下午14時46分,日本東北海岸發生9.0級地震並引發海嘯,海浪抵岸高度已達14米,大大超過廠坪高度。地震發生後,反應堆控制棒落入堆芯,實現自動停堆,電網解列。但此時反應堆處於熱停堆狀態,堆芯內仍有大量餘熱,需進一步降溫降壓以實現冷停堆。正常情況下,餘熱排出系統的10臺柴油發電機組將投入運行,但不幸的是10臺柴油發電機全部被水淹沒,僅有建設較晚的三臺機組處在高於廠坪高度的位置。其中兩臺柴油發電機的電纜等關鍵部件也被淹沒。另外,用作柴油發電機控制和照明的三個直流蓄電池僅僅剩3號機組可用,30分鐘後,電量耗盡,各柴油發電機完全無法控制。

沸水堆模型

失去冷卻水後,堆芯內餘熱無法排出,堆芯水位下降,燃料棒漏出水面,由燃料棒放射性物質產生的熱量致使溫度持續上升,堆芯熔化。

位於堆芯壓力容器上方的控制棒組件

核電站共有三道安全屏障,分別為燃料包殼、一迴路壓力邊界和安全殼。燃料包殼採用具有中子吸收截面小、強度高、抗輻照、熱導率高、熱穩定性好等特點的鋯合金組成。在高溫條件下,極易發生鋯水反應釋放大量氫氣。

核電站第三道屏障——安全殼

由於失去交流電,1、2、3號機組餘熱無法排出,導致堆芯熔化。燃料包殼在高溫下與水發生鋯水反應產生大量氫氣,由洩壓系統排放至第三道屏障安全殼頂端聚集並發生爆炸。安全殼失去作用,相對於堆芯裸露在環境中。大量含有放射性物質的氣體進入大氣,同時伴有大量放射性液體進入地表水和地下水系統。

鋯水反應

在廠坪高度設計時有否考慮到海浪高度?答案是肯定的!但由於日本歷史上未曾發生過14米之高的海浪。因此在最終建設時並未採用到可以抵擋本次海嘯的廠坪高度!

據公開資料,東電公司在應急電源耗盡、堆芯熔化前沒有採取關鍵有效措施進行堆芯餘熱排出。總之,福島核事故的發生肯定是存在管理責任的。

看到這,你明白了嗎?

用「冰激凌」來形容三次核事故:三哩島核電站、車諾比核電站和福島核電站。第一個是冰激凌化了,但筒身沒破,放射性物質僅有少量排到外界,對公眾影響較小,定性為5級核事故;第二個是冰激凌化了,筒身被捏碎了,導致大量放射性物質排放到外界,被定為7級核事故;第三個筒身碎了,冰激凌掉出來了。大量的放射性物質排放到外界,極大危害了環境和公眾的安全,定為7級核事故。

以上三次核事故均是由早期技術缺陷、人為操作不當等方面造成的。但目前反應堆技術更加成熟,採用非能動安全性,各輔助、備用和安全系統齊全增加核電站的安全性!

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