日本福岛核电厂核泄漏事故及核电安全问题讨论

1、日本福岛核电厂核泄漏事故及日本福岛核电厂核泄漏事故及核电安全问题讨论核电安全问题讨论石文报，苏州热工研究院2011年4月8日2一、利用核能发电的特点一、利用核能发电的特点q核能发电是利用原子核裂变产生的能量转化为电力；常规火电是利用分子化学能；水电是利用力学能量转化为电力。q核能发电的特点持续核裂变反应要可控制；热能密度很高，不能失冷；核裂变产生的放射性物质要包容，不能外泄；反应堆运行一段时间后“停堆”，还要持续导出余热，并防止出现自发临界事故；不断完善纵深防御设计措施，采用先进并成熟的技术保障核安全，还要兼顾经济竞争性。3二、日本福岛核电厂核泄漏事故初步分析二、日本福岛核电厂核泄漏事故初步分

2、析q福岛第一核电厂有6台沸水堆机组（沸水堆示意图见图1）。 其中，1-4号机组已发生核泄漏事故，5、6号机组有事故隐患。4二、日本福岛核电厂核泄漏事故初步分析二、日本福岛核电厂核泄漏事故初步分析q核事故经过 地震前，1#、2#和3#机组运行，4#、5#和6#机组停堆检修。 3月11日 14:46 发生里氏9级地震，1#、2#和3#机组自动停堆。 15:42 海啸造成福岛第一核电厂全厂断电。 16:36 1#、2#机组堆芯无法冷却，3#机组丧失冷却功能。 19:03 日本政府宣布福岛第一核电厂处于应急状态。 21:23 日本政府宣布3km范围内公众撤离。5二、日本福岛核电厂核泄漏事故初步分析二、

3、日本福岛核电厂核泄漏事故初步分析q核事故经过 3月12日 05:44 日本政府宣布10km范围内公众撤离。 15:36 1#机组厂房氢爆，厂房严重破坏。 18:25 日本政府宣布20km范围内公众撤离。 20:20 1#机组压力容器注入海水冷却。 3月13日 13:12 3#机组压力容器注入海水冷却。6二、日本福岛核电厂核泄漏事故初步分析二、日本福岛核电厂核泄漏事故初步分析q核事故经过 3月14日 11:00 3#机组厂房氢爆，厂房严重破坏。 13:25 2#反应堆压力容器冷却功能丧失。 16:34 2#机组压力容器注入海水冷却。 3月15日 06:10 2#机组抑压水池氢爆。 09:38 4

4、#机组乏燃料水池厂房火灾。 11:06 日本政府宣布20-30km范围内的公众自愿撤离。 7二、日本福岛核电厂核泄漏事故初步分析二、日本福岛核电厂核泄漏事故初步分析q核事故经过 3月16日 05:45 4#机组乏燃料贮存厂房氢爆，厂房严重破损。 3月24日 分别恢复外部电源。 3月25日 分别用淡水取代海水向1#、2#和3#机组压力容器注水冷却。8二、日本福岛核电厂核泄漏事故初步分析二、日本福岛核电厂核泄漏事故初步分析q事故分级根据国际原子能机构（IAEA）的国际核事件和放射性事件分级（INES）（2008年版），福岛第一核电厂核泄漏事故定为6级较为客观。日本早些时候自定为4级，轻估了事故的严

5、重性。3月18日，日本修订为5级，事故风险仍然存在。图2给出IAEA事故分级表。9二、日本福岛核电厂核泄漏事故初步分析二、日本福岛核电厂核泄漏事故初步分析10二、日本福岛核电厂核泄漏事故初步分析二、日本福岛核电厂核泄漏事故初步分析q事故分级依据 7级：特大事故：大量放射性物质泄漏，具有大范围健康和环境影响，要求实施所计划的和长期的应对措施，例如，切尔诺贝利事故，反应堆爆炸。11二、日本福岛核电厂核泄漏事故初步分析二、日本福岛核电厂核泄漏事故初步分析q事故分级依据 6级： 重大事故： 放射性物质明显释放，燃料元件熔毁，产生氢爆，多种保护屏障破坏。 5级： 影响范围较大的事故：放射性物质有限释放，

6、大量燃料熔毁。例如，三里岛事故，安全壳屏障没有破坏。12二、日本福岛核电厂核泄漏事故初步分析二、日本福岛核电厂核泄漏事故初步分析q事故原因3月11日的九级地震引发核电厂灾难性事故，使电厂重要构筑物和重要设备系统（包括应急冷却系统）损坏。海啸巨浪造成应急供电（包括应急柴油发电机）失效。13二、日本福岛核电厂核泄漏事故初步分析二、日本福岛核电厂核泄漏事故初步分析q事故原因 反应堆自动停堆，但堆内余热导不出来，使核燃料棒升温。当温度达到1200时，燃料包壳的锆（Zr）合金与水发生化学反应，产生大量氢汽。当燃料棒温度达到1600时，二氧化铀（UO2）陶瓷燃料芯块熔毁，核裂变产物从燃料包壳外泄。释放出来

7、的氢气达到一定浓度（4%），与厂房中的空气结合，会发生氢爆，使福岛第一核电厂1、3号机组反应堆厂房冲顶破坏，2号机组压力容器破损。4号机组乏燃料过热同样造成放射性物质外泄。14三、核事故对厂内外人员及环境影响的三、核事故对厂内外人员及环境影响的初步分析初步分析q厂内职业人员受照：50mSv，核行业人员正常情况下一年中受到的累积剂量的最高值；处理事故，一次不超过150mSv；终身累积剂量，250mSv。q厂外公众受照：1-2mSv，天然放射源（如空气中的氡）一年的累积剂量；1-5mSv，平均每人一年的累积剂量；100mSv，对人体没有危害。15三、核事故对厂内外人员及环境影响的三、核事故对厂内外

8、人员及环境影响的初步分析初步分析q福岛第一核电厂事故对环境影响的初步分析：由于福岛第一核电厂大量燃料熔毁，多种保护屏障失效，堆芯冷却功能失常，放射性物质向空中、地面和海水中扩散，一时难以控制，将持续影响一段时间。 但对我国不会造成影响。16四、我国核电发展概况及核安全四、我国核电发展概况及核安全q我国核电发展起步与世界先进核电国家相差近30年，走的是“引进，消化，吸收，再创新”之路。通过调研比较，一开始就选择了技术先进且成熟的压水堆机组，并且不断进行技术改进，安全可靠性是有保障的。17四、我国核电发展概况及核安全四、我国核电发展概况及核安全18四、我国核电发展概况及核安全四、我国核电发展概况及

9、核安全q核电站选址已有一套选择程序，我们避开地震活动断裂带，还考虑到了地震和洪水的叠加影响。厂址安全性列入了国家安全当局的评审和批准程序。值得指出的是，海啸伴随海上地震发生、在深海中传播造成危害大。 而我国沿海大陆架外延很宽，且通常只有几十米水深，历史上的大海啸到达我国沿海产生的涌浪高度均小于1米。19四、我国核电发展概况及核安全四、我国核电发展概况及核安全q2005年，中央决定采用大亚湾核电站技术加改进型（Gen ），建设一批核电机组。2010年，我国已投运13台机组，总装机容量1080万千瓦，占世界核电总装机容量（3.75亿千瓦）的2.88%，占全国电力总装机容量的1.1%；目前，在建28

10、台机组（Gen ，Gen ），总装机容量3097万千瓦。20四、我国核电发展概况及核安全四、我国核电发展概况及核安全21四、我国核电发展概况及核安全四、我国核电发展概况及核安全q从我国电源结构调整和应对气候变化的要求看，2020年要实现非化石燃料占一次能源消费比重达到15%左右的目标（“十二五”，达到11.4%），继续发展核电是必要的，电力需求和厂址条件是建设核电工程项目的前提。 22四、我国核电发展概况及核安全四、我国核电发展概况及核安全q核电厂的安全水平比一般工业的安全水平高得多。美国核管理委员会有两个“千分之一”的安全目标：核电站紧邻的公众个体成员，因反应堆事故导致即时死亡的平均风险不应超过美国公众受到其他事故导致即时死亡的风险之和的0.1；核电站附近区域中公众群体因核电站运行产生的癌症发病率风险不应超过由其他原因致癌风险之和的0.1。我国也采用了这一安全标准。保障核电安全，除了设计安全水平外，还要考虑建造质量和运行维修水平，三者的结合确保核电安全。23四、我国核电发展概况及核安全四