日本核电事故分析报告

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1、日本福岛核电站核事故分析报告近几天因日本福岛核电站多个反应堆因地震而出现运转故障，导致部分放射性物质泄漏 蔓延，对日本本土和周边国家形成了较大的影响，就此从时间历程和技术分析2 个方面对上 述事件进行分析。一 事件回顾1.1 地震事件日本最新发生的地震简要信息如下：时间：北京时间3月11日13时46分地点：日本东北部宫城县以东太平洋海域震级：里氏9.0级 震源深度：10公里余震： 11-13日共发生168次5级以上余震 伤亡：截至 3 月 17 日，已造成 5429 人遇难 9594 人失踪核电站事故：日本福岛第一核电站的6 个机组当中，1 号至4号均发生氢气爆炸。5、6 号机组正在进行定期维

2、修。 火山喷发：新燃岳火山 13 日下午喷发。因日本的抗震技术非常发达，日本人民的抗震经验丰富，因此单就地震而言，对日本的 损伤是有限的，最不济危害也局限在日本一国，对周边国家和地区没有太大的影响。目前主 要的问题纠结在福岛核电站的核泄漏问题上面。1.2 福岛核电站核泄漏事故1.2.1 电站简介1福岛核电站(Fukushinia Nuclear Power Plant)位于北纬37度25分14秒，东经141度 2分，地处日本福岛工业区。福岛核电站是目前世界世界最大的核电站，由福岛一站(daiichi)、 福岛二站(daini)组成，共10台机组(一站6台，二站4台)，均为沸水堆。福岛一站1号机

3、组于1967年9月动工，1970年11月并网，1971年 3月投入商业运行， 输出电功率净/毛值为439/460兆瓦，负荷因子为49.9%。2号6号机组分别于1974年7月、 1976年3月、 1978年10月、 1978年4月、 1979年10月投入商业运行，输出总功率分别为 784、 784、 784、 784、 1100兆瓦，负荷因子分别为52.8%、 61.2%、 72.1%、 68.5%和69.7%。 福岛二站 4台机组的输出电功率净/毛值均为1067/1100兆瓦。二站1号机组于1975年11 月开始施工，1981年7月并网，1982年4月投入商业运行，负荷因子为76.1%。2号4

4、 号机组分别于1984年2月、1985年6月、1987年8月投入商业运行,负荷因子分别为79.1、 81.7%和78.9%。其周边地理分布如下图 1 所示：图 1 福岛电站周边地理情况1.2.2 事故背景历史2 福岛第一和第二核电站此前也多次发生事故。其中福岛第一核电站1 9 7 8 年曾经发生临 界事故，但是事故一直被隐瞒至 2007 年才公诸于众。2005年8月里氏7.2级地震导致福岛县两座核电站中存储核废料的水池部分池水外溢。2006年，福岛第一核电站6号机组曾发生放射性物质泄漏事故。 2007年，东京电力公司承认，从1977年起在对下属3家核电站总计199次定期检查中， 这家公司曾篡改

5、数据，隐瞒安全隐患。其中，福岛第一核电站1号机组反应堆主蒸汽管流量 计测得的数据曾在1979年至1998年间先后28次被篡改。2008年6月福岛核电站核反应堆5加仑少量放射性冷却水泄漏。官员称这没有对环境 和人员等造成损害。2011年3月里氏9.0级地震导致福岛县两座核电站反应堆发生故障，其中第一核电站中 一座反应堆震后发生异常导致核蒸汽泄漏。于3月 12日发生小规模爆炸，或因氢气爆炸所 致。1.2.3 最近核事故详细情况2011年 3月12日日本共同社报道， 2011年3月 12日，东京时间下午3时36分左右，东京电力福岛核 电站第一号发电机车间爆炸并伴随着白色烟雾，核反应堆车间和配套车间被

6、爆炸吹开，散落 物体洒落周边。福岛警察厅消息，已经观测到核电站周边辐射强度为1000mSv （核辐射剂量单位）。福 岛警察厅要求核电站周边半径10公里的人员立即撤退至安全地带。 8万人紧急撤离。2011年3月12日晚间，日本NHK电视台报道，福岛第一核电站又发生一次新的爆炸。 爆炸的具体部位和原因尚不清楚。几乎就在发生第二次爆炸的同时，日本政府在记者会上表示，福岛第一核电站当地时间3月 12日下午3时30分左右发生的第一次爆炸是氢气爆炸，并非核爆炸。日本内阁官房长 官枝野幸男称，氢与氧气的混合造成福岛核电站爆炸；爆炸没有损害反应堆容器壳；氢与氧 气的混合造成福岛核电站爆炸；爆炸没有损害反应堆容

7、器壳。枝野幸男还表示，在福岛第一核电站一号机组附近，检测到泄漏放射物质铯，反应堆的 炉芯很可能正在融化，电力公司向压力容器注入海水冷却。2011年 3月14日2011年 3 月 14日，日本东京电力公司福岛第一核电站3 号机组当地时间上午11点过 后发生氢气爆炸。NHK电视台画面显示，现场冒出白烟。日本东京电力公司15 日凌晨发表消息说，该公司技术人员14日夜 21时许在福岛第一 核电站正门附近首次检测到了中子辐射。辐射量目前还不清楚，可能是14 日上午 3号反应 堆氢气爆炸时从燃料中泄漏的。2011年 3月15日晨，日本福岛第一核电站2 号机组发生爆炸，压力控制池受损。据日 本NHK电视台报

8、道，当天风向朝北，风从太平洋吹向日本内陆，估计对日本影响较为严重。 2011年 3月15日当地时间2011年3月15日中午12时（北京时间15日上午11时）左右，日本福岛第一 核电站4 号机组发生爆炸，是类似的氢气爆炸。2011年 3月17日福岛核电站5号 6 号机组冷却失灵，温度均超60度，东京电力公司今天表示，抢救厂 内 3 号反应堆是最高优先，其次是4 号反应堆。2011年 3月18日新华网北京3月19日电3国际原子能机构总干事天野之弥的特别助理安德鲁18日 在维也纳说，日本福岛第一核电站形势依然十分严重，但已相对稳定。此外，包括东京在内 的当地大城市的辐射量也都“不足以对人体健康造成危

9、害”。具体核事故情况如下图2 所示：图 2 反应堆爆炸情况示意图目前日本现在继续向四个反应堆内注水降温，同时不断排出带有放射性污染物的蒸汽 并希望当地始终保持西风，不要刮东风和南风，否则日本首都东京和朝鲜半岛都将遭受污染 福岛第一核电站1号至4号机组的情况都很差，其中1号、2号、3号机组的核泄漏等级已 从4级提高到5级，但情况都已相对稳定。美国分析人士指出，日本福岛核电站目前的状态与1979年美国宾夕法尼亚州三里岛核 电站发生的核泄漏事故情况类似。国际核事故按严重程度分为零至7级。在当时美国三里岛 核事故被定为5 级，当时由于制冷系统出现故障，导致大量放射性物质泄漏，至少15 万居 民被迫撤离

10、。注：以上消息参考自新华社下属新华网、中国气象局、国家环保部等网站。二 事故对周边国家和地区的影响分析2.1 核污染物扩散的条件4核污染物扩散主要有两个条件，一个是空气，核污染物进入空气当中，随着空气的流动 扩散。另外一个条件，因为日本福岛处在海边，可能有一些污染物会进入到海里，随着海流 和海浪向外扩散。但是主要还是通过空气的流动扩散。气象条件对污染物的扩散影响主要是两点，一个是风，风速对它的扩散影响是非常重要 的一个条件。如果核辐射污染物泄漏到空气当中，这个地方的风比较弱，大气比较稳定，这 样它的污染物基本上就不容易扩散，容易积聚在本地，它的扩散能力就比较差一些。但是如 果风速比较大，风速的

11、流动比较快，这样污染物排出来之后会随着风向下游扩散。而且扩散 的速度跟风速是直接成正比的，风速越大，向外输送的距离越远。刚才提到是水平方向随着 风速扩散。空气是三维的，并不是完全按照水平方向走，在大气中就有一些湍流运动，还有 上下空气的流动，这样空气在向外扩散的时候，可能还会有一些上升或者下降，也就是说会 有一些污染物的粒子发生一些沉降，降落到地面。还有一些污染物会随着空气的上升运动， 从原地排放出来之后，基本上离地面比较近，随着它向外扩散的距离越远，它有可能会上升 到比较高的高度，在比较高的高度随着风向外进一步的扩散。这是空气流动的扩散。另外一个影响比较重要的条件是降水。下雨之后，污染物会跟

12、雨水混合在一起，并且随 着雨水降落到地面，也不利于污染物进一步向外扩散。基本上如果出现降雨，污染到降落的 区域。如果雨和风结合在一起，降雨的云系或者降雨的云团随着风向下游移动的时候，也可 能把污染物带到下游一些地方。一个是风，一个是雨，对污染物的扩散都有比较大的影响。 2.2 日本周边气流和洋流分布情况5从扩散途径来说，核辐射污染物质主要通过水体、大气粉尘和生物链几种方式传播。 如果发生严重泄漏，福岛的核辐射物质会通过日本暖流北太平洋暖流、加利福尼亚寒流、北 赤道暖流、日本暖流形成一个闭合的洋流环进行扩散，在洋流环中会先后与千岛寒流、阿拉 斯加暖流、赤道逆流接触，而日本暖流和北太平洋暖流会在北

13、回归线附近形成分支。福岛核污染物如果进一步扩散，整个北回归线附近将会是污染物比较重的区域，而洋 流所经之处势必会受到核辐射物的影响，因此核辐射污染物质除了影响日本，伴随洋流走势， 还可能会影响到美洲地区。对于中国和东南亚地区影响比较大的，应该是日本暖流和千岛寒流交汇处对核辐射污染 物的交换，千岛寒流的直流到达中国东南沿海，经过台湾海峡到南海，再到新加坡，穿过印 度尼西亚与赤道逆流交汇。不过据气象专家分析，核辐射物质经历降雨、降雪，绝大部分会降落在源头地，真正进 入洋流扩散的核辐射物量会非常小，同时洋流运行非常缓慢，在极端情况之下，核辐射物质 才会通过洋流途径扩散到其他地区。风会带动核辐射污染物

14、质在大气中扩散，中国北方处于温带季风性气侯，冬季盛行西北 风，风从大陆吹响海洋，呈西北、东南走向，在中国西北地区大部，内蒙古高原大部，东北 地区大部，华北北部、黄海北部，每年冬季风存在的时间大约是11 下旬到次年的4月，尤 其西北和东北，冬季风甚至延续到4 月底，目前中国仍然处在西伯利亚高压控制之下，风从 大陆吹向海洋，所以核放射性物质不会随季风大规模吹向中国。2.3 近期日本的天气情况及未来可能的核扩散区域6表 1 东京 17 日 -21 日天气预报日期天气状况风向风速气温（oC）17日08时-18日08时多云偏北风4级8118日08时-18日08时多云偏北转西南23级10119日08时-1

15、8日08时多云西南转西北34级12219日08时-20日08时晴西南风34级19920日08时-21日08时小雨偏北风转偏南风23级15921日08时-22日08时大雨偏北风23级156表 2 仙台 17 日 -21 日天气预报日期天气状况风向风速气温（oC）17日08时-18日08时阵雪转多云西北转西南风45级2418日08时-18日08时多云西南风34级5 219日08时-18日08时多云西南转西北23级7019日08时-20日08时多云偏西风34级12220日08时-21日08时小雨西北风转偏南风23级8321日08时-22日08时小雨偏北风23级100表 3 福岛 19 日 -21 日天气预报日期天气状况风向风速气温（oC）19日08时-20日08时晴转多云偏西风23级14320日08时-21日08时小雨西北风转偏南风23级12421日08时-22日08时小到中雨偏北风23级111世界气象组织和国际原子能机构北京区域环境紧急响应中心最新预报结果显示，3 月17 日 08 时至 18 日 08 时，核污染物主要向日本福岛核电站