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福島第一核電站附近的取樣船。(圖/NRA)
導致2011年3月11日福島第一核電站事故的因素不止一個。
當日本海岸發生里氏9.0級地震時,福島第一核電站的反應堆自動關閉,以控制核裂變。雖然電線倒塌,但核電站按設計作出反應,地震本身沒有造成任何其他問題。然而,地震引發的海嘯卻造成問題。
“從地震的角度來說,反應堆是堅固的。”原子能機構安全和安保協調辦公室主任Gustavo Caruso說,“但它們很容易受到海嘯巨浪的沖擊。”
當洪水來襲時,為保護核電站免受此類事件影響而建造的“海嘯墻”太低,無法阻止海水進入核電站。水勢洶涌,摧毀了一些建筑物,并進入柴油發電機房,影響到1號、2號和3號機組。福島核電站柴油發電機房建得比日本其他核電站低、離海平面更近。
Caruso說:“盡管作出了種種努力,盡管核電站結構抗震,但海嘯是影響核電站縱深防御設計的主要原因,繞過了幾道安全防線,導致1號、2號和3號機組的堆芯熔化。”
“柴油發電機對于在應急情況下維持電站的電力供應至關重要,”原子能機構核電工程處處長Pal Vincze說,“它們被淹沒了。”
如果柴油發電機受到影響,可以使用特殊電池發電,但這些電池的容量有限,而且,就福島第一核電站而言,一些電池也被淹了。“在日本,他們為使電力系統重新運轉起來進行了一場英勇的戰斗,但這還不夠。”Vincze補充說。
由于儀表和控制系統、電力或冷卻能力失去正常運轉,過熱的燃料融化,下沉到反應堆底部,并破壞了反應堆容器,導致三次熔毀。此外,數據日志和由安全參數操作的重要系統也被淹沒,這意味著操作人員無法監控反應堆內部正在發生的情況。
正如原子能機構關于福島第一核電站事故報告(《報告》)中所說,“導致事故發生的一個主要因素是日本國內普遍認為其核電站非常安全,發生如此規模的事故簡直是不可想象的。這一假設為核電站營運者所接受,并且未受到監管機構或政府的質疑。因此,日本對2011年3月發生的嚴重核事故準備不足。”
這種自滿等于一種“基本假設”,即核電站可以應付任何事情,無論是與技術有關,還是與自然有關。在規劃、設計和建造核電站時,專家們沒有適當考慮以往的海嘯經驗。
“人們相信這些核電站足夠安全,已經做好了面對極端外部事件的充分準備。”Caruso說,“必須指出的是,這種規模的地震和海嘯的結合是極為罕見的,但不幸的是,這就是發生的事情。”
Caruso補充說,這一基本假設,加上操作人員缺乏足夠的事故管理培訓,以及缺乏抵御海嘯的足夠補償措施,導致了這次事故。
福島第一核電站事故暴露了日本監管框架的某些薄弱環節。根據《報告》,職責被分給若干機構,而且權限所在并不總是很清楚。《報告》還指出,原子能機構向監管機構提出的一些安全建議沒有得到落實,一些國際標準也沒有達到。
Caruso總結說,必須指出的是,盡管堆芯損害導致放射性物質釋放到環境中,但沒有產生可歸因于輻射的健康效應,因為“根據劑量數據以及環境和個人監測,公眾成員招致的有效劑量非常低,通常與全球天然本底輻射水平產生的有效劑量范圍相當”。
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福島事故十年后的核電:漫漫長路??(英文)
2021.03Vol. 62-1