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封堆日本避免核灾难的一张牌

2018-10-28 11:49:59

封堆:日本避免核灾难的一张牌

日本核安全机构3月20日说,福岛核电站3号反应堆内部压力再次上升,更多放射性气体可能外泄。这意味着先前向3号反应堆注水的努力并未取得理想效果。日本经济产业省原子能安全保安院18日刚宣布,把日本大地震引发的东京电力福岛核电站1至3号机组的事故等级定为国际核能事件分级表(IN ES)第三位的“5级”。

由于之前日本官方依靠洒水降温方案效果不佳,而目前供电输冷水降温是否能有效实施尚不确定,所以通过混凝土物质封锁反应堆的方案被紧急提出。业内人士分析,封堆有可能成为日本压制核辐射的一张牌,但鉴于切尔诺贝利实施的封堆效果来看,该措施在操作中将有很多难点,日后还会出现不可避免的高昂代价。

封堆是“没有办法的办法”

除了经济上的代价,日本政府如果选择封堆还得承担政治和心理上的风险。

由于人类历史上只有切尔诺贝利事故采取了封堆,所以大多数专家在接受《经济参考报》采访时都提及了这一孤例来参考可能发生的日本福岛核电站封堆。

中国原子能科学研究院研究员夏益华认为封堆是“没有办法的办法”,封堆的代价很大。“首先需要大量的物资和资金,其次在技术上也会存在一定困难,福岛核电站靠近海边,现在内部热量很高,具体损毁情况不清楚。”

图为切尔诺贝利核电站封堆“石棺”。资料照片 环保部核与辐射安全中心总工程师柴国旱表示封堆是一项浩大的工程,花费巨大,需要精心的准备、设计和施工,“不可能在短期内完成,当年切尔诺贝利核电厂花了好几个月的时间才完成。”

也有专家认为除了经济上的代价,日本政府选择封堆还得承担政治和心理上的风险。

“就我看来,封堆还有政治和心理上的影响。如果封堆,就像在广岛和长崎立纪念碑一样。”一位不愿具名的专家表示。

有分析称,如果状况难以改善,坏的打算就是水泥封堆,那不仅意味着时间和金钱的庞大投入,还意味局部地区的弃用。以切尔诺贝利核泄漏事故为例,乌克兰前总统尤先科曾说,为应对切尔诺贝利核泄漏事故带来的后果,截至“封堆”时乌政府在核泄漏事故的善后事务上花费高达150亿美元。预计到2015年,乌政府还将为善后耗资1700亿美元。

据美国核能管理委员会资料显示,1979年美国三里岛核电站事故损失约20亿美元。 就在本月16日,乌政府高级官员还表示,为切尔诺贝利核电站“石棺”加装“钢外套”的工程资金短缺。这项工程预计耗资3.55亿美元。完工后,乌克兰计划在“钢外套”内拆除“石棺”和反应堆、处理残余乏燃料。

国家核应急协调委员会研究员冯毅接受媒体采访时说:“如果封住出问题的四个堆的话,至少是四倍的工程量,而且程度还要复杂,将来长期的维持费用也非常高昂,把这四个堆封上,至少也得一年半载,需要采取庞大的工程措施。在它这个厂址上,可能还有一个比较大的难题是,解决现有构筑物基础部分的渗漏问题。如果真的对核电站的1到4号机进行封堆,这肯定是日本政府做出的一个比较重大的决定,至少座核电厂4个机组肯定是报废了,而且将来封完堆以后还要在适当的位置要进行长期的余热排出,并实施一整套工程和监护措施。”

据白俄罗斯和乌克兰官方粗略计算,1986年切尔诺贝利核电站事故对受灾地区造成损失额超过4000亿美元。 曾付出大量人员的生命代价

50万人的悲惨故事令人鼻酸,而他们冒死搭建的“石棺”现在也仅能疲软地阻止着辐射泄漏,其围墙结构也开始逐渐破败。

更为严重的是,大量操作人员的生命付出也是切尔诺贝利事故封堆的高昂代价。

资料显示,1986年在切尔诺贝利核电站进行封堆的相关50万人员的心脏、胃部、肝肾以及神经系统全部出现疾病,其中超过一半的人已经死亡,另外20万人因辐射而严重伤残且余生将饱受病痛折磨。这些现象被专家称为“切尔诺贝利症候群”。

当时,政府动员这批人搭建“石棺”将反应炉封闭,不过这些工作人员全然都不知道辐射的危险,在缺乏防护的情况下,无辜地受污染死去。对于前苏联政府而言,核能工业代表国力与经济的兴衰,因此在切尔诺贝利反应炉爆炸后,官方立即将资讯封锁,就连核电厂附近的居民也不了解事态的严重性,而在不明就里的情况下被送离家园。接下来,政府运用人海战术,动员工作人员清理辐射残渣、消防员灭火,他们中的很多人只穿着一件20公斤重的铅衣,穿梭在高浓度辐射的环境中;在这批参与救援任务人员中,不少人在任务结束后数周,就因吸收大剂量辐射而去世。

事后,苏联官方承认有近4000人因辐射引发的癌症或白血病死亡,但绿色和平组织估计实际人数远远大于该数字。其余存活者至今仍深受其后遗症所苦。50万人的悲惨故事令人鼻酸,而他们冒死搭建的“石棺”现在也仅能疲软地阻止着辐射泄漏,其围墙结构也开始逐渐破败。有专家预测,若新的安全防护工事“方舟”迟迟无法动工,切尔诺贝利地区将再度面临核幅射危机。

一位不愿透露姓名的核电专家告诉《经济参考报》,不光是核事故发生后封堆要付出巨大代价,若要保障核电安全,核电站的成本造价也需要考量。“与火电等发电形式不同,核电的燃料成本远低于煤炭之于火力发电的成本,但建设核电站的一个更大成本在于安全费用。从此次日本大地震海啸导致的核电设备受损事故看,前期即使多一些投入来保证安全系数提高也是很有必要的。”

2011年日本福岛核电站事故损失待定。损失金额可能高达数千亿美元。 贸然封堆有风险

福岛核电站的反应堆外设有多个保护层,向反应堆倾倒大量混凝土或其他材料可能破坏反应堆压力容器,反而致使更多放射物质泄漏。

也许,日本考虑的手段是以沙及混凝土埋葬这座有40年历史的核电厂,以免辐射外泄,酿成巨灾。待数百年后放射性物质衰变,再测量无放射性时再将其拆除。对此,业界人士用切尔诺贝利事故时的封堆经验来分析日本此次的注意事项。

分析人士称,与切尔诺贝利事故相比,本次事故的程度远远没有达到切尔诺贝利事故的程度。而且从事后来看,切尔诺贝利事故采取了封堆的做法,却和如今日本选择封堆的前提情况大为不同。首先切尔诺贝利是石墨水堆,和日本这个堆差异很大,它很不安全。而且事故的诱发因素是人为的错误操作,把很多安全措施人为解除了,所以造成风险。而这次是外部事件、外部灾害造成的。那次发生了蒸发临界,导致大量的蒸汽爆炸,它的反应堆没有安全壳,直接把建筑物抛到高空,因而造成大量的放射性污染。

在这种情况下没办法,只好采取了用空中向下洒一些特殊物质的方法压制大规模放射性物质的释放。包括碳化硼,它吸收中子,还有其他各种过滤器的吸附材料,包括利用铅的屏蔽作用,还有各种混凝土水泥。大约有10万吨左右做了巨型石棺材,牢牢把反应堆罩在里面,并根据控制辐射效果变化,叠加混凝土涂层。

西安交通大学核能与热能工程研究所专家贾斗南认为实施安全封堆要具备两个条件,做好以后才能实现目标。他对《经济参考报》说:“,地基有较强保护能力。当混凝土罩住废弃反应堆以后,周围是要有坚固地基的,必须确保核电厂下方的密闭性,以防核物质从下面跑冒滴漏,通过地下渗漏,仍会污染。一般来说,建造核电厂时都会建造钢筋混凝土地基,日本的核电厂应该有这个硬件条件。”

“第二,当下很多机组仍处于高温状态,这个状态不适宜封堆,必须要考虑余热问题。封堆是在确定反应堆基本废弃的情况下才可操作,降温现在是各种办法的瓶颈,但也不可高温情况下封堆。”

他还提醒道:“采用封堆手段确实是不得已而为之的一步,得等到人为努力完全对核反应失控。目前来看,虽然事故发生已经接近十天了,日本抢修人员还在不断努力,如果情况有所好转,是不太会动用这个手段的。而且现在抢修按成本来说,比日后封堆也要划算得多。”

一些专家认为,贸然封堆有风险。美国俄亥俄州方济会大学核工程师亚历克斯·希赫说,福岛核电站的状况与切尔诺贝利核电站不同。为防止放射物质泄漏,核电站的反应堆外设有多个保护层,向反应堆倾倒大量混凝土或其他材料可能破坏反应堆压力容器,反而致使更多放射物质泄漏。

希赫曾在切尔诺贝利居住,长期研究切尔诺贝利核电站事故。“直升机从高处向下倾倒数以吨计的材料会造成一些破坏,”他说,“这也许是个糟糕的主意……我希望他们三思。”

封还是不封?这是个问题?

冷却工作不“给力”

由于核事故的逐步升级,甚至在全球范围引起争议,有专家质疑日本在事故发生到现在的阶段仍没有把环境和生命放在首位。

复旦大学一位不愿意具名的核电专家告诉《经济参考报》,日本对本次核事故,采取的措施表面上很积极,但没有一步到位,“总是等出了问题才想办法,出了更严重的问题,再想进一步的办法。在面对核事故时,我一直质疑日本政府将环境安全、百姓安全放在首位,还是考虑将反应堆保存下来放在首位。”

对于目前日媒称恢复供电,情况出现好转的说法,他表示无法确知这种趋势是暂时,还是会继续恶化。东京电力公司3月18日说,已经从外面替福岛核能发电厂接上输配电缆,同时证实可以正常供电。但到20日时,该电缆仍未通电。

日本媒体的信息滞后和真实性也被人质疑,该位专家称:“对于日本媒体的相关报道,国内不少专家都已经开始质疑。美国准备派防化部队、俄罗斯派飞机侦察,我对日本的行为感到疑惑,无法判断情况到底好转还是恶化。日方表示实在不行了才采取封堆,什么是‘实在不行了’?如果情况恶化到已经产生大量辐射了,那就根本来不及封堆了!”

日本东京电力公司工程师3月18日承认,用沙子和混凝土将福岛核电站填埋可能是防止核泄漏灾难的办法。这也是东京电力公司首次承认封堆可作为一个选择。此法曾用于1986年切尔诺贝利核电站事故。东京电力公司的一名官员在发布会上表示:“用混凝土将反应堆封起来不是不可能,但我们当前的重点是先尝试将其冷却。”

之前已有专家提议,应仿效苏联应对切尔诺贝利核电站事故的做法,用混凝土封存整个机组。美国纽约市立大学城市学院物理学教授加来道雄支持封堆方案。他在主持一档电视节目时说,封存反应堆和乏燃料棒水池需要数天甚至数周筹备,日本方面应该立即着手准备。

封堆方案被提及并有很大实施可能性源于其他降温方案的“不给力”:之前用直升机洒水的降温行动成效甚微,恢复后的电源能否有效运作输送冷水也存不确定性。

日本核机构发言人H idehikoN ishiyam a表示,当前尚不清楚用直升机洒水冷却反应堆到底有多大作用。俄罗斯核能专家帕萨金(G ennadyPshakin)也对喷水降温效果产生质疑。他说:“谁能凭借从直升飞机洒水的方式来扑灭如此的大火?何况现在还不清楚水洒到了那里。”3月19日夜,东京消防部门向核电站3号反应堆注水,持续超过13小时,注水量超过2000吨,高于3号反应堆乏燃料池蓄水量。内阁官房长官枝野幸男一度表态,注水作业显现效果,3号机组状况相对趋稳。但日本原子能安全保安院官员西山英彦(音译)20日说,3号反应堆内部压力再次升高,这意味着先前向3号反应堆注水的努力并未取得理想效果。

输电降温的前景“不乐观”

相关专家劝议,当前通过输电实现降温才是,但能否恢复供电系统也存在极大不确定性。

美国核能专家分析日本核灾指出,直接有效的方法莫过于尽快恢复核电厂供电。美国华盛顿核能政策组织“核能学会”发言人考夫曼说,抢修并恢复供电系统,以电力运转抽取海水降温,是的解决之道。麻省理工学院核子科学教授葛雷也认为,恢复电力是稳定核电厂情势的必要条件。“只有电力恢复,才能持续注水降温,让燃料棒重新被水包覆,降低辐射外泄值,那时我们才能真的说情况已获得控制”。对此,北京大学物理学院教授、中国核物理学会副理事长叶沿林也表示,要等到核反应堆完全冷却之后再评估封堆的可能性,目前的首要任务仍是降低温度。

然而通电启动冷却设备降温的前景却不乐观。日本技术人员3月19日凌晨为核电站接入一条电缆,期望当天晚些时候与反应堆冷却系统连接,20日恢复供电,重启冷却系统。不过,这家公司20日说,由于外围喷水作业影响电缆连接进程,当天难以恢复冷却系统供电。但一名原子能安全保安院发言人说,工程人员仍在努力,希望尽可能恢复核电站电力供应。另外,一些日本官员警告,冷却系统可能已在地震和海啸中损坏,即便电力恢复,系统也可能无法正常运行。

此前东京电力公司18日还曾乐观预计说,已经从外面替福岛核能发电厂接上输配电缆,同时证实可以正常供电。东电在声明中说:“东电已经从外面将输配电缆连上发电厂的插座,并证实可以正常供电。”

东京电力传到纽约的声明说:“计划抢先供电2号机,接着是1号、3号及4号机,因为预料2号机受损较小。”东京电力说,下一步在检查供电与其他设备是否运作正常后,将尝试修复受损的部分,优先项目是输送冷却水到反应炉的设备,个将尝试启动2号反应炉的冷却设备,如果成功,再进行到1、3及4号机。这些设备包括海水注入系统、备用液体控制系统及控制棒驱动系统。

虽然还不知道这条电缆是否足以重启冷却系统设备,给过热的核子燃料棒降温,至少是迈出步。如果成功,将是个转折点。

据美联社援引日本有关部门消息说,通电理应可以重启冷却系统使用的泵,但这些泵的状况还无法得到确认。路透社的文章也分析道,“输水管道可能在地震或随后的爆炸中受损,所以即使输电成功,输水管道也未必还可以正常使用并奏效降温。何况,人们目前依旧担忧着可能出现的下一场电力短缺和爆炸。”所以封堆方案目前来看确实是日本方面正在认真考虑的一个选项。

目前情况看“没到封堆这一步”

当然,也有多位接受本报采访的核电专家在被问及福岛核电站是否需要采用封堆措施时表现谨慎。

接受《经济参考报》采访的一位专家认为,如果日本方面公布的数据都是真实的,那就还没有到必须封堆的地步,“现在报告,3、4号池和昨天情况一样,水位很低,4号还有氢气产生。情况没有好转,两个原因,一个是注水量不够,水池蒸发量少,我怀疑有可能3、4号池漏了。2号池,尽管恢复供电,但冷却系统没有恢复,因为很多开关是坏的。但好在几个反应堆的炉心温度已经下降了,不太可能发生熔堆的事故了。”

中国原子能科学研究院研究员夏益华也认为“从目前的情况看来还没有到封堆这一地步”。环保部核与辐射安全中心研究员陈晓秋告诉,就目前情况而言,没有必要封堆。“现在情况比较好,各个反应堆和废料池都比较稳定,废料池据说已经注进水了。”

环保部核与辐射安全中心总工程师柴国旱比较旗帜鲜明地认为目前日本福岛核电厂目前没有封堆的必要。他告诉《经济参考报》,福岛核电厂1,2,3号机组堆芯目前至少维持有一道放射性物质释放屏障的完整性,而乏池内的余热水平较低,只要目前的消防车注水有效,可以避免3,4号机组乏池状态进一步恶化。“目前重要的是恢复供电及恢复各冷却系统功能;建立长期有效的余热排出手段,把电厂带到安全状态,避免放射性物质的进一步释放。”他同时表示,封堆方式将不利于事故的后续调查研究,也不利于经验反馈。( 闫磊 施智梁 实习生 赵东东)

关键词:

日本核事故

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