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楼主: 神秘的贱人

ZT科普贴 从开始的淡定到祈福到害怕到绝望 操蛋日本核爆炸

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新浪微博达人勋

  虽然对这次福岛第一核电厂3个机组连续发生氢气爆炸,尤其是2号机组,还导致最终安全屏障--安全壳损坏,感到有些匪夷所思,但作为同行,还是有感同身受的悲哀。
  
  我们在批评或者评论这次事故时,还是要首先想到这是9.0级地震叠加海啸的外部事件引发的,丧失全部交流电叠加堆芯冷却失效的严重事故。刚才有朋友问,为什么设置了这么多保护措施,还是都被突破,原因就是这次事故面临的内部外部条件确实是很极端的。
  
  我个人还是首先要对如此极端条件下,甚至可能在地震海啸中失去亲人家庭的福岛第一核电厂的同行们,为他们为挽救电厂所做的,和还要继续坚持做的努力,致敬!
  
  要知道,按照目前公布的厂区辐射剂量数据,在这样的环境下工作1小时,如果没有防护,就肯定会损伤健康,甚至有生命危险。
  
  然而,第一电厂还不能完全撤离,因为必须维持1号2号3号机组的堆芯注水冷却,必须保证1号3号机组的安全壳压力不超过设计极限,必须保证1号3号机组不再累积可能发生爆炸的氢气浓度。
  
  2号机组,必须在继续进行压力容器注水的同时,立即开始安全壳注水,如果安全壳破口发生在地面以下,要注水淹没这个破口,以防止安全壳内放射性物质,在没有任何清洗条件的状态下,直接对空气排放。
  
  我个人建议,1号和3号机组,在有余力的情况下,将水泵调集到2号机组,开始向安全壳内注水。最好是能够实现压力容器下封头被水淹没,以防止堆芯传热恶化后,堆芯熔融物损坏压力容器下封头,最终进入安全壳,加重安全壳的损坏程度。
  
  2号机组要评估安全壳内压力影响,必要时实施可控的安全壳通风,降低安全壳内压力,以防止安全壳注水淹没后,从破口处泄漏较多的污染水。
  
  在有条件的时候,应该进行关键泵房密封和去污,改善为堆芯注入海水的坚守人员的工作条件。各处通风空调设备内的放射性水平要严密监测,以免污染扩散,对主控室及其他工作环境造成污染。
  
  2号机组在有条件时,应该考虑建造混凝土永固密封,弥补破损安全壳,以预防安全壳破损对环境,包括大气和地下水系的长期影响。
2011-3-16 00:14:28

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新浪微博达人勋

  

  如果不加任何严重事故管理对策,一个核电厂最严重的事故进展,大约是这样的。
  
  堆芯传热恶化,燃料棒裸露,包壳氧化,包壳变形,控制棒液化,包壳熔化,燃料熔化,熔融池形成,熔融池扩大,熔融池崩塌,熔融池进入压力容器下部,压力容器下部孔道密封破坏,熔融物进入安全壳,压力容器下封头破坏,熔融池进入安全壳,熔融物熔损安全壳钢壳,熔融物与安全壳混凝土作用,安全壳建筑结构损坏。
  
  对环境的最大的损害,大概是这样的场景,燃料熔融后,燃料内部全部裂变产物释放,随蒸汽进入安全壳,在毫无任何措施下,直接向大气排放。熔融的核燃料在损伤安全壳结构后,与安全壳地基土壤接触,可能污染安全壳周围土层。
  
  这是1号2号3号机组在不加任何严重事故管理对策下的最严重的场景。
  
  4号5号6号机组,燃料储存在乏燃料水池中,最坏的情况是,乏燃料水池蒸干,乏燃料池内水中所包含的放射性物质释放到空气中,乏燃料元件包壳破损,燃料包壳气隙内的放射性物质释放到空气中。
2011-3-16 00:15:38

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新浪微博达人勋



  假如发生最严重的事故场景,那就是福岛第一核电厂1-3号机组堆芯完全熔毁,安全壳全部失效,所有裂变产物全部无阻隔释放到环境中,福岛4-6号机组全部乏燃料完全失去冷却,包壳全部破损,那么在这种假设的事故场景下,这将是人类有史以来发生的最严重的核事故,其环境影响可能超过切尔诺贝利核事故,由于日本人口密度较大,国土面积小,这种假设的最严重事故场景,将会造成长期的大量的日本国土被污染,很可能日本东北部地区都将不适合人居,东京等地区也将在一个相当的时间内,限制居住。
  
  这样假想的最严重事故场景下,我国东部沿海地区,也将受到较大的影响,至少在一段时间内,需要进行必要的外照射防护,也就是需要限制室外活动,需要勤洗手洗澡,关闭门窗,外出回来需要更换清洗衣物。
  
  在假想的最严重事故场景下,我国东部沿海地区的生物食物链,水系,土壤,都需要进行放射性水平的长期监测,以防长半衰期放射性元素在食物链内累积,威胁食用安全。
2011-3-16 00:19:47

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新浪微博达人勋

  

  乏燃料储存在乏燃料水池中,只要保持这个水池的必要水位,并且保持至少一路冷却系统使用,就不会对环境造成威胁。
  
  乏燃料池中储存有使用过的燃料,为保证乏燃料次临界,这个水池中使用的是含硼水。
  
  4号机组发生火灾,而且现在福岛第一核电厂的厂区辐射剂量水平相当高,所以4号机组的乏燃料池的水位,和冷却泵的工作情况,不是很清楚。目前大概4号机组的主要风险就在于此。
  
  乏燃料从反应堆中取出后,内部燃料和裂变产物还会进行衰变,放出热量,有一定的衰变功率。如果不能维持长期的水覆盖,以及冷却池水,就可能发生池水沸腾蒸发,燃料裸露,同样也会损坏燃料包壳完整性,将其中的放射性物质释放到空气中。
  
  乏燃料储存中,水池溢出,包壳破损,情况时有发生,如果单一这个事故,影响一般不大,也很容易处理。但是目前4号机组发生火灾,整个第一核电厂厂区放射性水平太高,这个平时很容易处理的事情,也变得复杂起来。
  
2011-3-16 00:20:58

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新浪微博达人勋

  

  核电厂的各种冷却系统,除了最后与环境水源相连的循环水系统是开式系统,其他的都是循环系统,也就是说,水只是用来传递热量的工质,是在热源处被加热,在冷源处被冷却,然后用泵使水在热源冷源之间循环,把热量从热源传递到冷源。
  
  所以一般正常情况下,这些堆芯冷却用水,都是循环的,不需要排放到环境中。这也就是为什么福岛第二核电厂的压力抑制水池的水被加热到了100度。如果水是一次性利用,冷水灌进来,热水排出去,那就不会被加热到这么高的温度了。
  
  在核电厂中,跟燃料接触的水,可能含有放射性物质的水,都是决不允许不加处理就对环境直接排放的。在核电厂周围,设置有多个环境监测点,对空气,水,土壤,生物样品,都会定期进行监测,以防发生放射性泄漏。
  
  这次福岛第一核电厂采用堆芯注入海水,其目的是为了向堆芯补充水,并冷却堆芯。这些海水被加热后,会在隔离冷凝器中被冷却,最后可能在辅助厂房中储存。
  
  沸水堆在正常满功率发电运行时,驱动汽轮机的蒸汽就是直接从堆芯加热产生的,因此沸水堆的汽轮机厂房,以及其主冷凝器都带有一定的低放射性,这些放射性是由于水被堆芯辐射活化后产生的。不过这个放射性半衰期很短,所以这些水会在汽轮机辅助厂房中停留一段时间。沸水堆应该有比较大的储存低放射线水的能力。
  
  目前担心的是福岛第一核电厂的水不够,而不是太多。
2011-3-16 00:22:53

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新浪微博达人勋

  

  4号机组准备用直升机补充含硼水,这个消息目前不知道来源,所以我也不知道具体情况。
  
  核电厂4号5号6号机组处于停堆例行维护期,我不知道地震发生时,反应堆冷却剂回路是不是处于开启状态,安全壳是否及时封闭。
  
  位于乏燃料水池中的乏燃料,在充分冷却和水覆盖的情况下,一般不会发生任何问题。
  
  我估计在目前的福岛第一核电厂内,将合格淡水硼化,然后补充到安全壳顶部的乏燃料池,确实比较困难了。因为很多化学系统可能不可用了,而且火灾造成的建筑物损伤,还不知道到底有多严重。
  
  在这种情况下,为了保证乏燃料水池的冷却,尤其是保持乏燃料水池的深次临界度,用特殊手段,比如用直升机运输膨化水,灌注到乏燃料池,还是比较可行的一种应急方案。
2011-3-16 00:24:18

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新浪微博达人勋

   

  福岛第一核电厂几个机组这几天的具体事故处理状况,东电和日本原子能安全院的报告,都很不详细。
  
  阿攀家的分析,A阶段我比较同意,B阶段说冷却剂系统已经自动达到冷却剂系统卸压阀整定值,这个似乎不太可能。因为随着系统压力升高,沸点升高,系统内产生蒸汽的量就减少了。在衰变热作用下,堆芯隔离冷却器正常运行时,即使压力抑制水池沸腾,系统压力应该也不会触发冷却剂系统高压信号,导致安全阀和卸压阀开启。
  
  从目前的报告看,3个机组都没有发生LOCA,类似三里岛事故的卸压阀不能回座的情况,应该也没有发生。
  
  如果发生LOCA,系统压力会迅速降低,触发系统低压信号,那安注系统就会立即启动。我目前没有看到资料说,3个机组发生过自动触发安注系统启动的报告。因为这样的事件,属于依法必须报告的事件,在日本原子能安全院发布的信息中,这样的事件必须列出。
  
  目前这几个机组,都只看到失去全部交流电,安全壳超压,放射性超标,堆芯水位下降,堆芯隔离冷却系统丧失,安全壳压力抑制水池水温过高,堆芯注水功能丧失,这样一些事件报告。
  
  C阶段的情况,3个机组不太一样,1号和3号机组确实是发生了掀掉屋顶的情况,2号机组发生爆炸的地点目前还不明确,个人估计可能比较位置比较低,所以没掀掉帽子,却炸坏了脚踝。现在看来,掀掉帽子,还算是一种比较好的结果,是一种幸运。
  
  D阶段,既然使用消防系统向压力容器注水,肯定压力容器已经卸压了,所使用的管线,应该也就是低压管线,在沸水堆,可能是余热排除系统和再循环系统。
  
  堆芯水位反复,是在注水过程中可能发生的。一来注水流量的不同,蒸汽产生量不同,二来系统压力可能也会波动。毕竟消防水系统不是设计用来匹配电厂运行的,所以它的注水流量,可能无法维持冷却剂系统压力的稳定。第三,内部产氢,也会影响原有的堆芯流动情况,尤其是堆芯流量分配。第四,后来还发生了氢气爆炸,这个压力波的影响就更剧烈。第五,堆芯裸露后过热,再淹没的过程中可能引发流动不稳定性。
  
  总之,用消防水,或者外部泵,来维持堆芯冷却,确实很难保证堆芯水位稳定覆盖。
  
  我目前看到的资料,表明实施注入海水的,确实有移动泵车,估计这种车是自带燃料的。不清楚注入海水的工作,是不是全部都由移动泵车来完成,还是电厂电力恢复后,部分由电厂原有系统完成,部分由泵车完成。因为注射海水情况比较特殊,电厂原有系统应该都是按照淡水设计的,所以为保证更多系统将来可用于挽救电厂,用移动泵车临时执行注射海水的工作,还是比较正确的。
  
  福岛第一核电厂3个机组最终发展到堆芯损坏,个人认为还是高压安注系统和堆芯隔离冷却系统,没有长时间保持正常运行。如果这两个系统正常运行,那么按照沸水堆设计,压力抑制水池中的水源,冷凝器中的水源,应该足以维持堆芯冷却,直到余热排除系统启动,余热排除系统的余热交换器就可以作为最终热阱了。
  
  但这两个系统为什么没有维持长期正常运行,我个人估计大概是这两个系统都是按照设计基准以内事故设计的,所以没有考虑到堆芯损坏的情况。由于地震影响,可能这3个机组在这两个系统时断时续的运行时,堆芯都出现了部分损坏,出现了产氢,系统蒸汽量振荡等情况,在这种情况下,这两个都是由蒸汽驱动的系统,可能都无法长期稳定运行了。
  
  我个人觉得,要是这两个系统能够有1路是电动,可能在这个事故情况下,在恢复电力以后,能够更加确保堆芯的长期冷却。为了应对失电而做的考虑,却最终在电力恢复时,却由于供汽的不稳定,反而损害了堆芯冷却和补水,真是人算不如天算。

2011-3-16 00:26:43

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新浪微博达人勋

2011-3-16 00:28:28

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我只想知道,对中国沿海地区,比如大连、烟台、青岛和上海的影响有多大。
2011-3-16 01:03:52

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欧阳锋 发表于 2011-3-16 01:03
我只想知道,对中国沿海地区,比如大连、烟台、青岛和上海的影响有多大。 ...

俺家就在烟台 大连旁边  要污染现实上海 哎!!!
2011-3-16 10:35:34

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