3月11日,日本仙台海岸附近发生9.0级地震,导致附近的福岛第一核电站断电。在随后的几个小时和几天里,该电站的六个反应堆中的三个发生了堆芯熔毁,引发了一系列的爆炸和火灾。六个月后,在稳定该电站方面取得了哪些进展?还有哪些工作尚未完成?
目前现场情况如何?
每天都有 2,500-3,000 名工人在现场工作。许多人正在清理爆炸散落的放射性碎片。其他人则在安装和操作去污放射性水的系统。还有一些人在 1 号机组反应堆上搭建防护罩,以防止熔毁造成的进一步污染扩散到环境中。类似的覆盖物可能会在也发生熔毁的 2 号和 3 号机组上安装(见视频)。
反应堆是否稳定?
不完全稳定,但比六个月前稳定得多。地震发生后,当时运行的三个反应堆关闭,但它们的铀燃料继续衰变并释放热量。在紧急情况下保持燃料冷却的系统停止工作,事故发生后的最初几个小时内,燃料变得非常热,很可能发生了熔化。熔化被认为在反应堆底部造成了一团乱麻,并释放出氢气,最终点燃,导致爆炸。
3 月下旬,1 号机组反应堆内部的温度超过 400 °C。现在已经降至 90 °C 左右,2 号和 3 号机组的温度也徘徊在 100 °C 左右。注入反应堆堆芯的冷却水正在被加热至沸点,因此工人必须不断地补充它。
最终——可能到今年年底——反应堆堆芯的温度将降至 100 °C 以下,并且不再需要主动冷却。只有到那时,才能认为反应堆已经稳定。
堆芯外的辐射情况如何?
爆炸散落的放射性碎片是该电站工人面临的最大危险。在某些区域,放射性垃圾的辐射强度足以在几分钟内杀死靠近它的人,必须使用遥控车辆进行清理。此外,放射性水仍在从电站泄漏。已建立一个系统来净化水,并将其重新注入反应堆堆芯进行冷却。
放射性污染,主要以铯-137的形式,已经扩散到电站之外,当地政府必须进行清理。一些地方已经开始这项工作(请参阅福岛的影响仍然模糊不清)。
这场危机将带来什么社会影响? 现在说可能为时过早。新的数据表明,必须在电站附近设立永久禁区,就像 1986 年发生核事故的乌克兰切尔诺贝利核电站周围的禁区一样(请参阅 直接比较福岛和切尔诺贝利)。政治后果仍在发展之中;8 月底,日本首相菅直人因政府处理核危机的批评而辞职。
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现在会发生什么?
短期内,工人将继续冷却反应堆并尽可能多地清理污染。但从长远来看,他们必须实际从反应堆堆芯中取出铀,并将其运离海岸,因为它会对环境和健康构成重大风险。
这将带来前所未有的挑战。据信,反应堆内的放射性燃料已经完全熔化,其中一些或全部可能已经从容纳燃料的不锈钢压力容器中泄漏到反应堆下方的混凝土外壳中。辐射将在未来几十年内保持足够的强度以杀死生物,因此工人将不得不找到一种远程清理和取出燃料的方法。
鉴于反应堆附近的当前辐射水平,工人可能需要数年时间才能首次了解内部发生了什么。
本文经《自然》杂志许可转载。该文章于2011年9月7日首次发表。