日本核电站的核事故分析_核电站事故案例分析
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日本核电站的核事故分析
受3?11大地震影响，日本福岛第一核电站发生了4次爆炸，并伴随发生了放射性物质的泄漏，对日本及其附近海域造成了环境污染。此次核事故引发了包括我国在内的各国对核设施安全的进一步关注。
事故的概况与性质
2011年3月11日以来，由于受大地震和海啸的影响，日本福岛第一核电站的冷却系统失灵，反应堆的压力陡然升高。在相关人员为反应堆降温过程中，先后发生两次氢气爆炸以及反应堆堆芯熔毁事件。3月13日，日本官房长官枝野幸男表示，一号反应堆和三号反应堆“很有可能”已经发生了堆芯熔毁。目前，上述事件造成了核泄漏，所产生的核辐射水平较之往常超标数百倍。
上述事件从性质上看，属于一种核事故。一般来讲，核事故分为三类：
第一类是携载核器件(包括核武器)的载体(如飞机、舰船、火箭、车辆等)发生事故(如起火、爆炸、坠落等)，既未引起核器件的化学爆炸，也未引起核器件爆炸，核器件被完整地回收，环境也未受到放射性污染，也就是说也基本上没有辐射危害。
第二类是核器件或核设施中的化学物质爆炸(包括整装核弹头的化学爆炸)，但未引起核爆炸。可能引起此类事故的原因有：设备缺陷，突发供电事故，运输事故，核弹头或贮管和运输设备安全性下降或失效，火灾等。此类事故容易引发对人体、动植物以及环境的核辐射，同时还可能造成非辐射危害，如铍、锂、铅等物质的危害，破坏人体健康(如导致白血病，癌症等)。
第三类是核爆炸，有核能释放并引起核器件(含核武器)爆炸的一切后果，包括光辐射、冲击波、早期核辐射、核电磁辐射和放射性沾染等。尽管截止到目前为止，尚未发生过核武器爆炸事故，但发生过类似于前苏联切尔诺贝利核电站的核反应堆爆炸事故。此类事故属特大事故，可对人员和环境造成极其严重和长期的伤害。
在此次日本福岛核电站事故中，核辐射通过水蒸汽和积水外排的方式泄漏出来，这并非核反应堆里的裂变层的放射性释放，也不是核爆炸事故而是化学反应事故，因此属于第二类事故。
事故的原因
此次日本福岛核电站发生的核事故除了天灾的原因之外，还暴露出日本核电发展、运行、监管中存在的深层次问题。
监管工作不力
日本的核能采取“国策民营”的发展模式，因此日本的核电事业多为民间企业经营，而其监管单位正是日本经产省下属的原子能安全和保安院，他们既当裁判又当运动员，自然监管不严。
位于日本福岛县的核电站有福岛第一核电站和福岛第二核电站，它们都由东京电力公司负责运营。此前，福岛第一和第二核电站多次发生事故。其中，福岛第一核电站最早于1978年就发生过临界事故，但是一直被隐瞒至2007年才被公诸于众。2006年，福岛第一核电站6号机组又发生放射性物质泄漏事故。2007年，东京电力公司承认，在从1977年起在对下属3家核电站总计199次的定期检查中，该核电站多次篡改数据，隐瞒安全隐患。
核电站设施老化
日本的核电站普遍存在设备老化问题。其中很多核电设备是仿照美国40年前的设备而设计，不少已经超期服役，使用寿命已接近或超过25～30年的最长年限，发生事故的几率较大。曾任东芝公司核电站设计师的后藤政志于3月13日称，可以初步认定福岛第一核电站1号机组发生的放射性物质泄漏事故是核其电站抗震能力不足和设备老化所致。1号机组已建成40多年，是福岛第一核电站中最早完工的。2011年2月7日，东京电力公司完成了对于福岛第一核电站1号机组的分析报告，报告称机组出现了一系列老化迹象，包括反应堆压力容器的中性子脆化、热交换区气体废弃物处理系统出现腐蚀等。
核电站抗震能力差
首先是选址不够科学。日本是地震发生频率最高的国家之一，但却拥有多达55座核电站，其中70％以上的核电站位于地震高危区域，增加了核电站的脆弱性。其次是抗震标准不够高。拥有福岛第一核电站所有权和经营权的东京电力公司的内部文件显示，该公司此前对福岛第一核电站所作抗震测试的最高强度低于此次地震的实际强度9级，因此才会出现上述堆芯熔毁和放射性物质泄漏的事故。
事故的影响
此次日本福岛核电站爆炸事故除了对日本民众和宏观经济造成重大损失之外，还将产生如下影响：
首先，此次福岛核电站爆炸事故将带来较大的安全问题，特别是所释放的核辐射将对人体和环境造成一定程度的污染。不过，与前苏联切尔诺贝利核事故有所不同的是，在此次日本的核事故中，反应堆的最后屏障安全壳未受到严重损害，因此目前泄漏的放射性物质不会对周围环境造成太严重的影响。
其次，此次事故将对日本的核能工业产生很大的影响。日本虽然在核能发展方面领先于其他国家，但此次核安全事故使各国对日本企业的核安全保障能力产生怀疑，这将对日本企业进军其他国家核电市场产生很大冲击。
其三，此次事故将增加各国对核设施安全的关注。各国可能将修改核能发展战略，将安全问题放在发展的第一位，同时也将进一步加强其现有核设施的安全措施。
其四，此次事故可能引起各国对日本核能力和核意图的关注。二战结束以来，日本一直以隐蔽的方式(如发展民用核能力)来发展潜在的核武器能力。3月18日，英国广播公司报道称，日本福岛核电站采用了铀钚混合的堆芯，之所未采用效率更高的六氟化铀作为堆芯，原因之一是日本企图通过铀钚堆芯间接获取制造核武器所需的原料。实际上，日本目前至少拥有1400多吨六氟化铀，至少38吨钚-239。其中，六氟化铀只需再作处理即可成为作为核装料的浓缩铀，而钚－239就是核武器的主要装料之一。预计至2015年，日本拥有的钚－239将达到至少45吨，足以制造7000千件核武器。不过，日本要想在短时间内制造出实战型核武器还有一些制约因素，如开发技术的不足、政治基础不牢靠、地理自然条件的限制等。
国外核事故的应急对策与措施
目前，先进国家，特别是美国对核事故(包括核武器事故)具有较完备的应急对策与措施。美国不仅拥有世界最大的核武库，也在其东部和南部地区集中分布着104座核电站，在地震多发的西海岸地区也设有数座核电站。同时，美国在核事故的应急处理方面有着丰富的经验。下面以美国为主介绍国外相关的应急对策与措施。
国外核事故的应争准备
为了能对核事故做出迅速有效的反应，国外坚持常备不懈，预防为主的原则，做好必要的应急准备
(1)制定事故应急法规、标准和导则等
核事故应急既涉及国防机密又关系到广大公众的健康、安全和环境保护，有很强的政策性和技术性，因此国外对核事故应急的政策和技术十分关注，并研究制定了一系列相关法规、标准和技术文件。
为了在核事故应急方面处理好国际关系，国际原子能机构起草了两个相关的公约，即《及早通报核事故公约》和《核事故或辐射紧急情况援助公约》。前者主要针对民用核设施事故(也涉及核武器事故)，要求缔约国自愿做出事故通报，并规定对于秘密提供的情报予以保密；后者规定了对核事故在缔约国之间实施国际救援响应的义务、责任及实施方法。目前，有许多国家已签署上述公约。
另外，联合国粮食及农业组织、国际原子能机构等国际组织共同发表了《国际电离辐射防护和辐射源安全的基本安全标准》，提出了应急辐射情况下干预水平和行动水平导则，并提出干预水平用可防止的剂量表示等。
(2)建立事故应急组织
建立事故应急组织是为了确保发生事故时，有必要的应急力量保证能迅速有效地反应，有组织、协调不紊地完成应急任务。目前，美国已建立政府、军队和民间多种应急组织。其中，美国政府各部门均有配合核事故应急的义务，由联邦应急管理局负责协调。遍布全美国的应急机构装备有大约50万台辐射探测仪和有数百万个剂量计。
美国国防部负责核武器事故的应急响应工作，主要机构包括美国核事故联合协调中心(JNACC)、放射控制队和阿尔发队。其中，JNACC是美国国防部和能源部的一个联合机构，负责交流核事故信息、协调各应急机构的行动，有官员日夜值班。放射控制队是美军核武器事故应急响应的高级专业技术队。阿尔发队是美军核武器事故应急响应的基层专业队：美军每个核武库(或核材料库)均组建了一个阿尔发队。
(3)制定应急计划及实施程序
核事故发生偶然，危害大，影响面广应急任务重，因此需要事先制定应急计划、预案或实施程序。美国陆军放射研究所发表的核武器事故响应程序中有如下事故前行动要点：一是制定并定期复查事故应急响应计划和应急力量，要经常检查落实相关具体工作；二是如有可能，应定期进行野外的和指挥系统的演习(包括消防、警察等地方应急机构和就近的国防部或能源部专业应急分队在内的演习)，以检验相互支援的安排情况。
(4)进行必要的物资准备
核事故的影响范围因事故严重程度而异，但都根据应急任务需要进行相应的应急物资储备。美军野战手册FM3-15列出了核武器事故应急专业队(阿尔法队和放射控制队)的物资装备，包括辐射探测仪、剂量及保健物理仪器、通信设备、电器维修设备、标记工具、防护用具，个人用品及管理用品等项目。美国能源部事故反应队的专用设备如下：一是武器处置设备，包括便携式X光机、直线加速器、液体喷砂切割器、稳定剂等；二是放射性污染探测与处理设备，包括热点(强污染地点)用的卡车和拖车，车上有测量实验室、个人去污间、防护服、污染场外空气监测站、采样设备、航测系统辐射探测仪等。
(5)进行应急技术培训和演习
对参加核事故应急人员进行相关培训和演习，其目的在于普及核辐射防护及核事故应急基本知识和技术，使之能正确有效地完成任务。美军为核武器事故应急救援人员开设的训练班、学制及课题下表所示。
后期应急响应又称服务响应，其任务是回收核器件，详细进行辐射监测并估计危害，医学应急响应的深入实施，采取去污染和场地修复措施，建立索赔处理机构，完成相应事宜，提供和建立事故文件等。
美国核武器事故响应程序对此阶段的应急活动包括：实地测量环境放射性污染范围：确定并标明放射性污染区：控制公众和应急救援人员，使之免受放射性污染；对已受到放射性污染的人员进行去污处理；配合地方当局制定生物样品检测计划等等。
国外核事故应急行动或作业
国外的核事故应急行动或作业主要包括环境辐射监测及危害估计、污染的控制，人体内放射性污染的监测、医学应急响应、核武器的回收、场地的修复以及公众事务处理等几个方面。
以环境辐射监测及危害估计和核武器的回收为例。前一项工作的主要目的和作用是及时了解事故对环境形成放射性污染的范围和程度，为剂量和危害评估以及防护行动提供科学的决策依据。美国的辐射监测主要由国防部和能源部相关机构完成，如美军放射医学咨询队、陆军放射控制队、联邦应急管理局和环境保护局等。美军的辐射监测工作包括以下内容：地区放射性污染监测、建筑物污染监测，大气污染监测、土壤放射性检测、水体放射性污染检测以及监测结果的记录与评价等。
为了实施后一项工作，美军曾组建多支专门的未爆弹药处置队(EOD)。该队人员均毕业于美海军未爆弹药处置学校。美国能源部曾组成事故响应组，由核武器设计人员和炸药专家组成，能解决核武器部件、碎片和放射性污染物的鉴别、去污、收集、包装和处置等方面的问题，能对EOD队安全处置核武器给予技术援助。美国能源部的航空测量系统，可协助寻找和确定散失的核武器或核部件所在位置。
