世界科技

世界科技
您的位置是:首页 > 文章精选 > 环境

环境

发布时间:2012-04-17

日本福岛核电站事故已经一周年了,善后进行得如何?今后将如何继续开展?回顾和展望事故处理及污染清除工作对于未来核安全具有借鉴意义。
2011年3月11日发生的东日本大地震引发了福岛第一核电站事故。一年后,发生事故的4个核反应堆还在持续产生热量,注水冷却作业还在继续。
在2011年末至2012年初的这段时间里,核反应堆退役和污染清除的工程计划表相继出炉。关于今后的工程项目,本文将从原子能和放射性物质的视角来解说,大量的人力物力和时间投入还是必须的。

*本文中所引用的数据均来自2012年2月上旬之前的公开发布信息。


电能一般是通过驱动发电机产生的,核电站发电自然也不例外。核反应堆中的核裂变链式反应过程将释放巨大的热能,核电站首先利用这个热量将水加热成高温高压水蒸气,再利用产生的水蒸气来推动与发电机相连的汽轮机旋转,从而达到驱动发电机发电。通过汽轮机的水蒸气会经过冷凝器,其中布满了流淌着常温海水的管道。经过与海水热交换后的水蒸气会变回液态水并被再次送回到核反应堆内进行循环使用。水,在核电站发电中起着两个至关重要作用,一是产生发电动力的水蒸气,另一个是冷却核燃料,是水确保了发生核裂变链式反应的核燃料处于一定的温度范围之内。所以,在这样的核能发电方式中,循环水是必须的。
核能发电的方式有很多种。上面的原理图为“沸水型轻水反应堆”(BWR),简称“沸水堆”,福岛第一核电站中发生重大事故的核反应堆就是这种沸水堆。
2011年12月21日,在福岛核电站事故发生9个月后,旨在拆除核反应堆的“核反应堆退役”工程计划正式发布。此项计划预计需要40年时间,包括去除核燃料、建筑物放射性物质的污染清除与拆除等工作。
2012年1月26日,日本环境省发布了关于放射性物质污染区域的污染清除(去污)作业工程表。
关于食品中放射性物质含量的法定值,2012年4月做出重新修订,修订的研讨正在进行中。
要使事故完全在掌控之中,并完成附近区域的污染清除工作,今后还需要投入大量的人力物力和时间。从现在起,我们将一起关注核电站以及附近地区,了解那里将要发生的一切。先让我们一起回顾一下之前发生过的事情,再来看看事故发生1年后的现状以及今后的计划。

核反应堆退役,路在何方?
核能发电中水是必不可少的
核能发电就是将放射性物质在发生链式反应时所释放的热能转化成电能的过程。
在这个转化过程中,水发挥着媒介的作用。水,首先吸收链式反应所释放出的热能变成水蒸气,然后推动与发电机相连的汽轮机旋转来发电。同时,水也起到了“冷却剂”的作用,吸收链式反应所释放出的热能,确保核燃料处于一定的温度范围之内。
使用完的核燃料也称乏燃料,在被取出后还会继续产生“衰变热量”。虽然衰变热量相对于发电时所产生的热量来讲微乎其微,但是如果放置不管很快就会导致燃料棒熔融,所以,乏燃料需要在乏燃料池中长期放置,而且乏燃料池也需要配备冷却循环系统。
因此,在运行的核电站中,循环水是必不可少的。当然,支持水循环的电力供应也是必须的。

福岛第一核电站现状
2011年3月11日,当大地震以及剧烈的海啸发生后,福岛第一核电站失去了为核燃料送水的外部电力供应系统。核燃料置于压力容器内,而且压力容器外还有一层起防护作用的安全壳。失去紧急备用电源的1~3号机组中,核反应堆因为衰变热量都发生了“堆芯熔融”。熔化脱落的燃料棒(燃料残骸)致使压力容器损坏,并且有部分已经积留在安全壳的底部。
自从核电站事故发生以来,一直在采用各种各样的方法给燃料残骸降温,注水冷却就是其中的一种方法。目前,核反应堆中的水温表显示温度已经处于100℃以下。但是,因为安全壳破损,含有放射性物质的水(污染水)一直在向外泄漏,并且目前还不能确定安全壳的破损处。现在采取的措施就是通过抽取汽轮机厂房地下的积水,在去除大部分溶解的放射性物质后,再次送回反应堆内来给燃料残骸降温。通过这种循环的方式来减少污染水泄漏和水的使用量。从另一方面讲,处理污染水的设施现在一直在持续产生放射性废弃物。
虽然像事故刚发生后那样的巨量放射性物质泄漏事件再度发生的可能性已经很小,但是问题却堆积如山。至于今后事故的善后处理将如何开展,让我们一起来看看核反应堆的退役工程计划表。

为什么发生事故后的核反应堆退役如此费时


附件: