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问题一:
福岛为何“焦头烂额”?
记者:许多读者有一个疑问,那就是既然有那么多预置的安全措施,面对突发事故,福岛核电站为什么最终仍然面临“焦头烂额”的局面?
叶奇蓁:核电站设计的时候,对环境安全还有三项基本要求,第一条,反应堆一旦出现故障的时候,反应堆要停下来。第二,反应堆余热要导出。核电站唯一跟锅炉不一样的地方,就是锅炉停止燃烧就没有能量了,最多红颜色烫手而已,核电站却继续发出一些余热,大概是原功率的6.6%左右,还要把这些能量导出来,继续冷却。第三,把放射性物质包容在安全壳内。如果遵守了这三条原则,即使发生任何事故,也不会对环境发生影响。福岛做到了第一条,但后面两条没有做到,这就是它产生的问题。
我们来回顾一下整个事故的过程。福岛第一核电站有六台机组。1号机组是按照0.18g(g指地面重力加速度)设计的(现在核电站设计是按地面加速度的力度来衡量的,跟常规的地震烈度不一样,按地面加速度就可以比较严格地按照力学原理,来计算建筑物、设备、管路等能不能承受某个地震烈度),其余机组按0.45g或者0.46g设计。3月11日,日本强烈地震引发了海啸。这次9级地震相当于0.52g,超出了设计标准。
地震发生后,福岛第一核电站安全系统正常启动。首先安全停堆,安注系统和应急堆芯冷却系统立即启动,在厂外电源丧失的情况下,应急柴油机也正常启动。也就是说,海啸之前,核电站的运行是正常的。第一是停堆,第二冷却系统启动起来,把余热导出去。
但是,第一核电站海堤设计高程是5.7米,而这次地震引发的海啸在福岛核电站地区是14米,这就使应急柴油机房进水,一小时后停止运行。此时,仪控系统改由蓄电池供电,设计容量只能维持8小时。
13小时以后,移动发电机到达,但是因为配电装置在底层,被水淹了,无法接通,直到3月12日15时还无法接通,改接新电源线给水泵供电,但这个时间已经晚了。超设计的海啸高程导致全厂断电,没有外电源,也没有内部的应急电源,全厂长时间断电,导致堆芯冷却手段长期不可用。第二条安全要求,也就是余热导出,在一小时后就失去了。
由于余热导出冷却失效,造成反应堆温度、压力升高,冷却剂不断丧失,燃料露出来了,原来是水和蒸汽包容的。露出来的燃料温度就很高了,平时水蒸汽的温度大概200多度,没有冷却以后,就到了上千度以上。一千到两千度的情况下,下面还有一部分水,水跟锆起了化学作用,产生了氢气。安全壳外面有个厂房,氢气就跑到厂房顶部集中,当浓度达到10%的时候(一般控制在4%以下),遇到空气中的氧气,就发生了氢爆。12日,1号机组氢爆,14日,3号机组氢爆,15日,2号机组氢爆,这样把厂房就炸开了,使厂房裸露。
有人说已经停堆了,怎么还会出问题呢?因为刚停堆,把堆里的乏燃料卸到水池里,还有余热,刚卸出来有百分之几的余热。地震1小时以后,水同样没有冷却,这个水是敞开的,在一个大气压下,一百多度的水,就造成了蒸发,水位就很快下降。几天以后,每个堆还约有1万千瓦的热量。一万千瓦的热量如果没有冷却的话,一天可以烧开三百吨水,所以他们用直升机向燃料厂房洒水冷却,但效果很小。
问题二:
我国有否相应措施?
记者:针对福岛核电站出现问题的那些环节,我国核电站设计中有相应的安全措施吗?请详细介绍一下。
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