福岛灾难会终结美国核能复兴吗?

日本核紧急事件的全面影响将取决于其恶化的程度

东京电力公司的员工周一准备向受损的福岛第一核电站的第三个反应堆注入海水,以防止或阻止其燃料组件熔毁。此前数小时,该核电站的另一个反应堆建筑在第二次泄漏的氢气爆炸中被震动。该核电站位于日本东北海岸。

专家称,向该核电站三个受损反应堆注入海水和中子吸收硼是该行业前所未有的绝望举动。这相当于牺牲反应堆,以维持反应堆及其外壳混凝土安全壳的结构完整性,并防止潜在的失控的大规模放射性物质释放。在周五的 8.9 级地震之前,福岛第一核电站的其他三个反应堆已关闭进行计划内的维护,并未受到此次危机的影响。

前能源部官员罗伯特·阿尔瓦雷斯在周六的新闻发布会上表示:“我会将此举形容为孤注一掷,但如果他们成功,海洋中有足够的水,而且如果他们有能力以必要的速度和必要的速度泵入这些水……那么他们就可以稳定反应堆。”


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然而,目前尚不清楚稳定需要多长时间,或者定期从反应堆容器中释放气体以缓解压力是否会对核电站周围地区构成长期的放射性污染威胁。

周一,当冷却系统失效时,反应堆堆芯受损产生氢气,这是造成该核电站 3 号机组建筑爆炸的原因。3 号机组建筑是一个钢和混凝土结构,构成了反应堆的外部安全壳。当局表示,爆炸造成 11 人受伤,但显然没有损坏反应堆和主要混凝土安全壳。

内阁官房长官枝野幸男说:“没有发生大规模的放射性泄漏。”

在这三天里,为了缓解反应堆结构内的气体压力,核电站机组有计划地进行了被描述为小规模的放射性物质释放。日本官员稳步推进了对核电站周围地区的疏散,截至周日,据报道已有近 20 万人离开了该地区,这加剧了数万名因海啸破坏而被迫逃离家园的人的巨大个人创伤。

当局称,在发生一系列系统故障导致反应堆燃料组件的顶部没有冷却水保护后,周六下令向 1 号机组注入海水。虽然三个运转的反应堆因地震而关闭,但燃料棒继续散发热量。

由备用发电机故障引发
在正常运行中,热量通过将水泵入容器中而去除,从而产生驱动发电涡轮机的蒸汽。该核电站的外部电源和备用电源的丧失阻止了冷却系统的正常运行。

周一,计划对 2 号机组进行同样的紧急注水,此前工作人员检测到其反应堆内部压力积聚,这证明其燃料组件也已暴露出来。

日本官员说,地震发生后,该核电站失去了外部电源,海啸导致大型备用柴油发电机无法运行。第三道防线电池供电显然无法维持冷却水的流动。

“纵深防御”是核工业的口号,这是一种针对关键部件的备用策略,并在需要时对备用部件进行备份。但是,防御未能考虑到海啸大规模洪水的影响。

日本政府和工业界官员最初淡化了威胁。美国核能研究所分发了日本电力公司联合会的一份评估报告,称 1 号机组反应堆堆芯仍有足够的水进行冷却,“没有核燃料暴露的危险”。

事实上,燃料单元的顶部暴露并过热,导致蒸汽与锆燃料棒外壳发生反应,从而形成氢气。反应堆周围是一个钟形的混凝土结构,即主安全壳,旨在防止从反应堆泄漏的辐射到达核电站外的空气中。

据熟悉日本反应堆的美国专家称,随着氢气继续形成,主安全壳中的泄压阀可能已打开,从而使气体逸出主安全壳,并聚集在围绕主安全壳的次级安全壳建筑中。

氢气爆炸加剧
美国忧思科学家联盟的戴维·洛克鲍姆说,在通用电气 Mark 1 反应堆设计中,次级安全壳结构(一个大型工厂式外部建筑)旨在容纳少量从反应堆及其主安全壳中逸出的气体。但是,氢气在周六聚集在 1 号机组的顶部。某些东西点燃了它,爆炸在当地时间下午 3:36 炸毁了 1 号机组上方的金属屋顶,这一场景在全球新闻报道和社交媒体上广为传播。据信,同样的反应导致了周一 3 号机组的第二次爆炸。

官员报告说,在这两种情况下,混凝土主安全壳都没有损坏。然而,没有关于次级安全壳顶部金属罐发生的情况的报告,这些金属罐中包含乏燃料棒,这些乏燃料棒继续散发热量,并且必须通过循环水冷却,洛克鲍姆说。

“其中一个挑战是爆炸炸飞了屋顶。如果它掉入(乏燃料)池中,可能会损坏燃料,”或损害池中的水循环。“这就是正在发生的担忧,”洛克鲍姆周日说。

周六晚上 8 点左右,在日本,内阁官房长官枝野宣布已做出高级别决定,向 1 号机组注入海水。“我们已决定用海水填充反应堆容器。经济产业大臣海江田已指示我们这样做。通过这样做,我们将使用硼酸来防止临界,”据路透社报道,他说。

枝野说,该操作最初将花费 5 到 10 个小时,大约需要 10 天才能完成该过程。关于如何将海水输送到反应堆设施的具体细节在周日尚不清楚,而且还不清楚工作人员是否已成功将其放入反应堆容器以及周围的主安全壳中。

周日,福岛第一核电站 3 号机组也需要采取同样的紧急措施。东京电力公司(Tepco)表示,在反应堆关闭后,它无法重启向反应堆堆芯供应冷却剂的反应堆高压注水系统。据世界核能新闻报道,东京电力公司随后向日本政府通报了该核电站的第二次紧急事件。

日本核能和工业安全署 (NISA) 在周六晚些时候报告说,测量 3 号反应堆内部水位的一个仪表似乎出现故障。它报告说,燃料组件的顶部被水淹没,因此容易发生故障。

据新闻报道,日本原子能产业论坛 (JAIF) 表示:“(读数)是否真实尚不清楚。” 其他读数与仪表信息相矛盾,表明燃料棒的威胁并不严重。随后下令引入海水。

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