日本核事故后的核安全问题

1、中国社会科学院美国研究所中国社会科学院美国研究所“美国军控政策与地区安全形势美国军控政策与地区安全形势”研讨会研讨会日本核电站危机之后的日本核电站危机之后的核能及核安全核能及核安全顾忠茂.中国原子能科学研究院(2011/07/07)提提 要要 日本福岛核电站事故回顾日本福岛核电站事故回顾 日本福岛核电站事故后果推测日本福岛核电站事故后果推测 日本福岛核电站事故教训日本福岛核电站事故教训 福岛核事故对世界核能发展的影响福岛核事故对世界核能发展的影响 福岛核事故之后的核安全问题福岛核事故之后的核安全问题 3月月24日，应邀赴新华社就日本日，应邀赴新华社就日本 福岛核危机进行座谈，本报告在福岛核危机

2、进行座谈，本报告在 此基础上略作补充。此基础上略作补充。 日本福岛核电站事故回顾日本福岛核电站事故回顾 日本福岛核电站事故回顾日本福岛核电站事故回顾 2011年年3月月11日当地时间日当地时间14:46，日本本州岛附近海域发生，日本本州岛附近海域发生9级级 特大地震（震源深度特大地震（震源深度20公里），随后引发公里），随后引发10米以上海啸，造成米以上海啸，造成 日本历史上空前的地震日本历史上空前的地震- 海啸大灾难。海啸大灾难。 地震前地震前 地震后地震后日本福岛核电站事故回顾日本福岛核电站事故回顾 2011年年3月月11日当地时间日当地时间14:46，日本本州岛附近海域发生，日本本州岛附

3、近海域发生9级级 特大地震，随后引发特大地震，随后引发10米以上海啸，造成日本历史上空前的地震米以上海啸，造成日本历史上空前的地震- 海啸大灾难。海啸大灾难。 地震前地震前 地震地震-海啸后海啸后日本福岛核电站事故回顾日本福岛核电站事故回顾 地震前地震前 地震后地震后From “International Herald Tribune, March 12, 2011”日本福岛核电站事故回顾日本福岛核电站事故回顾 福岛第一核电站：福岛第一核电站：6个核电机组个核电机组 地震发生前：地震发生前：1号、号、2号、号、3号机组处于运行状态号机组处于运行状态 4号、号、5号、号、6号机组处于停堆检修状态

4、号机组处于停堆检修状态日本福岛核电站事故回顾日本福岛核电站事故回顾 福岛第一核电站：福岛第一核电站：6个核电机组个核电机组 日本福岛核电站事故回顾日本福岛核电站事故回顾 福岛第一核电站：福岛第一核电站：6个核电机组个核电机组 日本福岛核电站事故回顾日本福岛核电站事故回顾 福岛第一核电站：福岛第一核电站：6个核电机组个核电机组 日本福岛核电站事故回顾日本福岛核电站事故回顾 福岛第一核电站：福岛第一核电站：6个核电机组个核电机组 日本福岛核电站事故回顾日本福岛核电站事故回顾 福岛第一核电站：福岛第一核电站：6个核电机组个核电机组 日本福岛核电站事故回顾日本福岛核电站事故回顾 福岛第一核电站：福岛第

5、一核电站：6个核电机组个核电机组 日本福岛核电站事故回顾日本福岛核电站事故回顾 地震发生后，正在运行的地震发生后，正在运行的1号、号、2号、号、3号机组自动号机组自动 停堆停堆 ，靠备用的柴油发电机供电的应急冷却系统，靠备用的柴油发电机供电的应急冷却系统 随即启动，维持堆内燃料元件的水冷却循环。随即启动，维持堆内燃料元件的水冷却循环。 （经受住了（经受住了9级地震的考验）级地震的考验） 大约在震后大约在震后51分钟，海啸淹没并冲毁了应急分钟，海啸淹没并冲毁了应急冷却冷却 系统系统柴油机系统。柴油机系统。 日本东京大学日本东京大学Kuno先生：当地海啸的历史记录为先生：当地海啸的历史记录为 5.

6、7 m，核电站设防为，核电站设防为10 m，而本次海啸为，而本次海啸为14 m。 日本福岛核电站事故回顾日本福岛核电站事故回顾 紧急调用移动式柴油机，但由于功率较小而冷却紧急调用移动式柴油机，但由于功率较小而冷却 不够，堆芯冷却水蒸发，燃料元件露出水面，温度不够，堆芯冷却水蒸发，燃料元件露出水面，温度 上升，燃料包壳（锆）与水反应，生成氢气。氢气上升，燃料包壳（锆）与水反应，生成氢气。氢气 的积累导致一系列爆炸或爆燃。的积累导致一系列爆炸或爆燃。日本福岛核电站事故回顾日本福岛核电站事故回顾 3月月12日，日，1号机组厂房发生氢气爆炸；号机组厂房发生氢气爆炸； 3月月14日，日，3号机组厂房发生

7、更猛烈氢气爆炸；号机组厂房发生更猛烈氢气爆炸； 3月月15日，日，2号机组厂房抑压池发生爆炸；号机组厂房抑压池发生爆炸； 3月月15、16日，日，4号机组厂房乏燃料水池氢爆燃；号机组厂房乏燃料水池氢爆燃； 3月月16日，日，5号、号、6号机组乏燃料水池升温。号机组乏燃料水池升温。 日本福岛核电站事故回顾日本福岛核电站事故回顾 上述爆炸或爆燃，导致放射性物质外泄上述爆炸或爆燃，导致放射性物质外泄。 反应堆堆芯和乏燃料水池因失水使燃料急剧升温，反应堆堆芯和乏燃料水池因失水使燃料急剧升温， 出现部分燃料元件熔毁情况。出现部分燃料元件熔毁情况。 3月月12日，有人建议注入海水以降低堆芯温度日，有人建议

8、注入海水以降低堆芯温度 1号机组氢爆后，仍未考虑注海水号机组氢爆后，仍未考虑注海水 3月月13日，不得不采用注入日，不得不采用注入海水海水冷却措施，这冷却措施，这 意味着反应堆将被意味着反应堆将被报废报废。日本福岛核电站事故回顾日本福岛核电站事故回顾 3月月21日日16:30， 福岛第一核电站福岛第一核电站3号机组冒黑烟号机组冒黑烟 所有人员撤离，可能是位于所有人员撤离，可能是位于3号机组东南方的乏燃料号机组东南方的乏燃料 水池附近的电缆线等因高温导致起火。水池附近的电缆线等因高温导致起火。 3月月23日，仍在冒烟。日，仍在冒烟。 当天下午稍后，当天下午稍后， 2号机组冒白烟，可能是燃料水池水

9、蒸气号机组冒白烟，可能是燃料水池水蒸气. 辐射剂量严重超标辐射剂量严重超标 。 日本福岛核电站事故回顾日本福岛核电站事故回顾 从事故机组冒出的蒸汽中夹带了大量的裂变产物气体从事故机组冒出的蒸汽中夹带了大量的裂变产物气体I-131等，污染了等，污染了 周边大气环境，并随大气环流飘到全球各地，但辐射剂量极低。周边大气环境，并随大气环流飘到全球各地，但辐射剂量极低。 在在3月月21日采集的核电站附近土壤样品中检测到了由这次核事故释放的日采集的核电站附近土壤样品中检测到了由这次核事故释放的 少量钚（约少量钚（约0.58 Bq/kg ），这又是表明了部分核燃料已经严重损毁。），这又是表明了部分核燃料已经

10、严重损毁。 3月下旬，在核电站出海口检测到较强的放射性污染，发现是核电站事月下旬，在核电站出海口检测到较强的放射性污染，发现是核电站事 故产生的高放射性污水的渗漏。先后采用了混凝土、吸水高分子化合物故产生的高放射性污水的渗漏。先后采用了混凝土、吸水高分子化合物 进行堵漏，均不见效，最后采用水玻璃才勉强堵住。进行堵漏，均不见效，最后采用水玻璃才勉强堵住。 3月月27日，在日，在2号机组涡轮机房地下室积水中检测到高放射性的废水，号机组涡轮机房地下室积水中检测到高放射性的废水， 当时说是正常值的当时说是正常值的1000万倍，第二天又更正为万倍，第二天又更正为10万倍，放射性浓度为万倍，放射性浓度为

11、1.91010 Bq/L。 4月月4日，日本宣布为了给积存的高放射性的污水转移到储存容器，将积日，日本宣布为了给积存的高放射性的污水转移到储存容器，将积 存的存的11500吨低放射性污水排入海里，其吨低放射性污水排入海里，其I-131的浓度为的浓度为180 Bq/L。 日本福岛核电站事故回顾日本福岛核电站事故回顾7月月1日状况（日状况（JAIF提供）提供） 机组机组1234堆芯堆芯-燃料燃料破损破损熔化熔化破损破损熔化熔化破损破损熔化熔化无燃料无燃料压力容器完整性压力容器完整性泄漏泄漏不明不明不明不明堆芯冷却功能堆芯冷却功能无无无无无无安全壳完整性安全壳完整性可能漏可能漏可能漏可能漏可能漏可能

12、漏厂房厂房大坏大坏小坏小坏大坏大坏大坏大坏乏燃料水池冷却乏燃料水池冷却功能恢复功能恢复功能恢复功能恢复功能恢复功能恢复补救注水补救注水日本福岛核电站事故回顾日本福岛核电站事故回顾 实现实现“冷停堆冷停堆”需要需要9 9个个月月今年底左右今年底左右 水冷却措施水冷却措施 “水棺水棺” 向向1号机组反应堆安全壳注水，以冷却安全壳号机组反应堆安全壳注水，以冷却安全壳 内的压力容器内的压力容器 。但不奏效（安全壳漏了）。但不奏效（安全壳漏了）。 冷却水循环冷却水循环设法架设水循环冷却系统，先净化反应堆设法架设水循环冷却系统，先净化反应堆 机房和涡轮机房地下室等地的污染水，然后注入安全壳内机房和涡轮机房

13、地下室等地的污染水，然后注入安全壳内 和压力容器内，以实现冷却水循环利用。和压力容器内，以实现冷却水循环利用。 日本福岛核电站事故日本福岛核电站事故后果推测后果推测日本福岛核电站事故后果推测日本福岛核电站事故后果推测 核电站事故等级核电站事故等级日本福岛核电站事故后果推测日本福岛核电站事故后果推测核电站事故等级核电站事故等级 日本福岛核电站事故后果推测日本福岛核电站事故后果推测核电站事故等级核电站事故等级 日本开始将日本开始将日本福岛核电站事故定为日本福岛核电站事故定为4级级，后上调为，后上调为5级级 但我们认为，但我们认为，日本福岛核电站事故比美国三里岛核事故日本福岛核电站事故比美国三里岛核

14、事故 严重得多，肯定应超过严重得多，肯定应超过5级级 4月月12日，日本宣布日，日本宣布日本福岛核电站事故定上调为日本福岛核电站事故定上调为7级级 7级标级标准：准： I-131释释放放总总量量为为 1016 Bq 日本原子能安全保安院日本原子能安全保安院数数据：据： I-131释放总量为释放总量为 3.71017 Bq 日本原子能安全委员会数据：日本原子能安全委员会数据：I-131释放总量为释放总量为 6. 31017 Bq 切尔切尔诺贝诺贝利核事故：利核事故： I-131释放总量为释放总量为 1. 81018 Bq 在相当长时期内，还将持续释放放射性物质在相当长时期内，还将持续释放放射性物

15、质日本福岛核电站事故后果推测日本福岛核电站事故后果推测 核电站事故后目前的基本状态核电站事故后目前的基本状态 反应堆达到反应堆达到“冷停堆冷停堆”的可控状态至少还需的可控状态至少还需6个月；个月； 堆芯燃料棒大量熔毁并落至压力容器底部，烧穿容器，导致堆芯燃料棒大量熔毁并落至压力容器底部，烧穿容器，导致 安全壳损坏（反应堆机房地下室发现深安全壳损坏（反应堆机房地下室发现深4米以上的积水）；米以上的积水）； 放射性物质大量释放到厂区、周边地区，造成该地区土壤、放射性物质大量释放到厂区、周边地区，造成该地区土壤、 水系、空气及附近海域较长时间的放射性污染水系、空气及附近海域较长时间的放射性污染 日本

16、福岛核电站事故后果推测日本福岛核电站事故后果推测 核电站事故后的处理处置任务将极其艰巨而漫长核电站事故后的处理处置任务将极其艰巨而漫长 反应堆水冷却措施（至少还需要反应堆水冷却措施（至少还需要 6个月个月） “ “水棺水棺” 向向1 1号机组反应堆安全壳注水，以冷却号机组反应堆安全壳注水，以冷却 安全壳内的压力容器安全壳内的压力容器 。但不奏效（安全壳漏了）。但不奏效（安全壳漏了）。 冷却水循环冷却水循环设法架设水循环冷却系统，先净化反应堆设法架设水循环冷却系统，先净化反应堆 机房和涡轮机房地下室等地的污染水，然后注入安全壳内机房和涡轮机房地下室等地的污染水，然后注入安全壳内 和压力容器内，以

17、实现冷却水循环利用。和压力容器内，以实现冷却水循环利用。 在堆芯和乏燃料水池中燃料均已破损的情况下，今后核电站在堆芯和乏燃料水池中燃料均已破损的情况下，今后核电站 的退役将面临一系列挑战性困难，尤其是破损燃料的取出和的退役将面临一系列挑战性困难，尤其是破损燃料的取出和 外运的很大（外运的很大（可能在可能在10年之内无法实施年之内无法实施）。）。 事故处理过程中产生的大量放射性污染废水处理任务艰巨。事故处理过程中产生的大量放射性污染废水处理任务艰巨。 厂区及周边地区污染土壤、水系及附近海域的环境整治与厂区及周边地区污染土壤、水系及附近海域的环境整治与 恢复需要较长时间。恢复需要较长时间。 事故处

18、理仍在进行之中，其后果尚难准确预测。事故处理仍在进行之中，其后果尚难准确预测。日本福岛核电站事故教训日本福岛核电站事故教训 日本福岛核电站事故教训日本福岛核电站事故教训严重外部事件重叠严重外部事件重叠 9级大地震级大地震 福岛第一核电站基本经受住了福岛第一核电站基本经受住了 地震发生后，正在运行的地震发生后，正在运行的1号、号、2号、号、3号机组自动停堆号机组自动停堆 备用的柴油发电机供电的应急冷却系统随即启动备用的柴油发电机供电的应急冷却系统随即启动 14米米海啸海啸 淹没并冲毁了应急冷却系统，导致地震淹没并冲毁了应急冷却系统，导致地震-海啸海啸-核事故核事故 连环灾难连环灾难 日本福岛核电

19、站事故教训日本福岛核电站事故教训 日本应急处理的问题日本应急处理的问题 日本日本政府方面政府方面 缺乏应对突发事件的果断决策，而是缺乏应对突发事件的果断决策，而是“放手放手”让东京电力让东京电力 公司去处理公司去处理 东京电力公司方面东京电力公司方面 在处理核事故初期在处理核事故初期心存侥幸心存侥幸 在堆芯急在堆芯急剧剧升升温温而而发发生生1 1号号机机组厂组厂房爆炸后，仍心存房爆炸后，仍心存 侥侥幸，企幸，企图图保全核保全核电电机机组组，而，而迟迟迟迟不采不采纳纳灌注海水灌注海水 降降温温的建的建议议（一旦灌注海水，反（一旦灌注海水，反应应堆堆将报废将报废）。）。 企企业业利益社利益社会责会

20、责任任 直到地震直到地震2 2天之后才天之后才开开始灌注海水，已始灌注海水，已经错过经错过了事故了事故处处理理 的最佳的最佳时时机，机，失去了最失去了最关键关键的的头头几几个个小小时时。 日本福岛核电站事故教训日本福岛核电站事故教训 暴露出设计方面的问题暴露出设计方面的问题 日本日本核核电电站站设计设计抗震方面做得好，抗震方面做得好，但抵御海啸能力不足。但抵御海啸能力不足。 据东京大学教授介绍，该处海啸历史记录为据东京大学教授介绍，该处海啸历史记录为5.7米，设防米，设防 为为10米，但这次海啸为米，但这次海啸为14米。米。 应急柴油发电机的位置低于反应堆，且集中在一起，致使应急柴油发电机的位

21、置低于反应堆，且集中在一起，致使 海啸海啸淹没并冲毁了全部应急冷却系统。淹没并冲毁了全部应急冷却系统。 福岛核事故福岛核事故对世界核能发展的影响对世界核能发展的影响福岛核事故对世界核能发展的影响福岛核事故对世界核能发展的影响福岛核事故对全球核能发展造成巨大冲击福岛核事故对全球核能发展造成巨大冲击 福岛核事故对世界核能发展的影响福岛核事故对世界核能发展的影响 福福岛岛核事故核事故没没有改有改变变全球全球对对核能需求的基本事核能需求的基本事实实 福岛核事故对世界核能发展的影响福岛核事故对世界核能发展的影响 福岛核事故对世界核能发展的影响福岛核事故对世界核能发展的影响 福岛核事故对世界核能发展的影响

22、福岛核事故对世界核能发展的影响 福岛核事故对世界核能发展的影响福岛核事故对世界核能发展的影响 中中国国的矛盾更突出的矛盾更突出减减排排压压力很大力很大福岛核事故对世界核能发展的影响福岛核事故对世界核能发展的影响 福岛核事故对世界核能发展的影响福岛核事故对世界核能发展的影响福福岛岛核事故后世界各核事故后世界各国国核能政策核能政策动动向向 继续发继续发展核能的主要展核能的主要国国家家 法法国国、俄、俄罗罗斯、美斯、美国国、韩国韩国、日本、印度、中、日本、印度、中国国 逐步放弃核能的逐步放弃核能的国国家（原核家（原核电规电规模不大，模不大，绿绿党很强）党很强） 德德国国、意大利、瑞士、瑞典、意大利、

23、瑞士、瑞典 已已决决定定发发展核能展核能国国家家 阿阿联联酋、越南、酋、越南、约约旦、土耳其、旦、土耳其、马来马来西西亚亚等等 有有兴兴趣趣发发展核能展核能国国家家会会有所有所犹犹豫豫 一些一些东东南南亚亚和中和中东国东国家家 全球核能全球核能复兴复兴的的趋势趋势不不会会因此而改因此而改变变！福岛核事故之后的核安全问题福岛核事故之后的核安全问题福岛核事故之后的核安全问题福岛核事故之后的核安全问题福岛核事故之后的核安全问题福岛核事故之后的核安全问题福岛核事故再一次造成福岛核事故再一次造成“谈核色变谈核色变”的恐慌的恐慌 核电仍然是安全系数最高的能源之一核电仍然是安全系数最高的能源之一 我国死于矿

24、难事故我国死于矿难事故 3000人人/年年 我国死于道路交通事故人数我国死于道路交通事故人数 67 7 万人万人/ /年年 电厂类型电厂类型单位发电量死亡人数单位发电量死亡人数 （相对值）（相对值） 核电核电 1 火电火电 40 水电水电 100福岛核事故之后的核安全问题福岛核事故之后的核安全问题 技术层面技术层面 厂址选择厂址选择要充分考虑严重外部事件叠加效应要充分考虑严重外部事件叠加效应 核电设计核电设计 确保在全确保在全厂断电厂断电情情况况下，下，应应急急发电发电系系统统的可靠性的可靠性 充分利用堆芯燃料衰充分利用堆芯燃料衰变变余余热热蒸汽，作蒸汽，作为应为应急冷却系急冷却系统统的的 动

25、动力源力源 非能非能动动安全安全设计设计（采用重力、温差和膨胀等自然力来驱采用重力、温差和膨胀等自然力来驱 动应急冷却安全系统），开发第三代、第四代核电技术动应急冷却安全系统），开发第三代、第四代核电技术 。 费效比费效比安全成本问题，不可能有安全成本问题，不可能有100%的安全！的安全！福岛核事故之后的核安全问题福岛核事故之后的核安全问题 管理层面管理层面 完善核安全法规体系完善核安全法规体系 建立建立强有力的国家级应急体制和负责机构强有力的国家级应急体制和负责机构 确保核监管独立性、权威性、专业性确保核监管独立性、权威性、专业性 理顺核工业、核科技管理体系理顺核工业、核科技管理体系 要治标，更要治本！要治标，更要治本！ 公众参与和监督、公众科普教育公众参与和监督、公众科普教育福岛核事故之后的核安全问题福岛核事故之后的核安全问题 国际合作国际合作 重大核事故的处理超出一国能力，造成的环境污染超越国界重大核事故的处理超出一国能