核事故启示
2020-03-03 18:14:03 来源：范文大全收藏下载本文
核事故的启示
1957年10月10日，英格兰西北部的温德斯凯尔（现改名塞拉菲尔德）核电站的一座反应堆起火，释放出放射性云雾。核电站附近的农场产品被禁售一个月，数十人因遭受核辐射而罹患癌症死亡[1]。
1979年3月28日，美国宾夕法尼亚州三里岛核电站制冷系统出现故障，致使核反应堆部分熔化，最终造成美国最严重的一次核泄漏事故，至少15万居民被迫撤离[2]。
1986年4月26日，乌克兰切尔诺贝利核电站4号反应堆发生爆炸，造成30人当场死亡，8吨多强辐射物泄漏。此次核泄漏事故使电站周围6万多平方公里土地受到直接污染，320多万人受到核辐射侵害，造成人类和平利用核能史上最大一次灾难[3]。
1993年4月6日，俄罗斯西伯利亚托姆斯克市附近的托姆斯克化工厂的一个装满放射性溶液的容器发生爆炸，释放出大量的放射性气体，泄漏的放射性物质污染面积达1 000公顷，并引起大火，附近的几个村庄被迫整体迁移[4]。
1999年9月30日，日本茨城县东海村一家核燃料制造厂发生核物质泄漏事故，造成两名工人死亡，数十人遭到不同程度辐射，附近居民被疏散避难。
2004年8月9日，日本关西电力公司位于东京以西约350公里处的反应堆发生涡轮机房内蒸气泄漏事故，导致4人死亡、7人受伤。
2011年3月12日，受11日强烈地震影响，日本福岛县的福岛第一核电站发生放射性物质泄漏。核泄漏事故等级为5级。这是日本迄今最为严重的核泄漏事故[5]。
核电站发生核泄漏事故，是指核反应堆里的放射性物质外泄，造成环境污染并使公众受到辐射危害。核泄漏对人员的影响表现为核辐射，也叫做放射性物质。放射性物质以波或微粒形式发射出的一种能量就叫核辐射，核爆炸和核事故都有核辐射[6]。它有α、β、γ三种辐射形式。α辐射只要用一张纸就能挡住，但吸入体内危害大；β辐射是高速电子，皮肤沾上后烧伤明显；γ辐射和X射线相似，能穿透人体和建筑物，危害距离远。宇宙、自然界能产生放射性的物质不少，但危害都不太大，只有核爆炸或核电站事故泄漏的放射性物质才能大范围地对人员造成伤亡。放射性物质可通过呼吸吸入，皮肤伤口及消化道吸收进入体内，引起内辐射，γ辐射可穿透一定距离被机体吸收，使人员受到外照射伤害。内外照射形成放射病的症状有：疲劳、头昏、失眠、皮肤发红、溃疡、出血、脱发、白血病、呕吐、腹泻等。有时还会增加癌症、畸变、遗传性病变发生率，影响几代人的健康[7]。一般讲，身体接受的辐射能量越多，其放射病症状越严重，致癌、致畸风险越大。
核能利用的主要形式是发电，核能几乎等同于核电。自然界或人工生产的一些重原子核碰到一个中子会裂变成几个轻原子核。裂变释放大量的能量，与煤炭燃烧释放的化学能相比，裂变元素释放的能量大约是同等质量煤炭的三百万倍。裂变时要放出更多的中子，从而引起更多的裂变，这就是链式反应。核反应堆中，有些中子会被吸收，不参与裂变反应。为了让核反应堆持续稳定运行，在裂变产生的第二代中子中，需要正好有一个中子引发裂变，而多出来的中子要被吸收掉。多余的中子可以用控制棒吸收。但持续调节控制棒很难保证安全，现在的反应堆都设计为负功率因子，也就是当反应堆功率超过设计功率上升时，因为水中气泡增多、密度下降等因素会导致慢中子数下降，从而裂变功率下降，也就是说，即使不用控制棒，反应堆也不会超过设计功率运行。控制棒可以用来调降功率或者停堆[8]。从这个角度来说，核反应堆是非常安全的。核能的主要优点体现在它的能量密度很高，需要的燃料少，一个机组每年大概只需要几十吨核燃料。在正常工作的情况下，除了排出一些废热，对环境影响微乎其微。废热也可以用来供热。与化石能源相比，不排出二氧化碳，不污染环境，没有海量燃料运输要求，燃料储量几乎无限。与风能、太阳能等新能源相比，它紧凑、可靠、可在任何时侯出力，能够保障能源安全，运行成本低。核能的缺点包括：建设成本高、周期长；危险，一旦出问题，后果非常严重；系统太复杂；设计寿命到期，拆除费用高昂；能生产核武器原料，意味着谁都能做原子弹；乏燃料（用过的核燃料）、核废料问题还没有解决；等等[9]。核能虽然建设和拆除的成本高，但总的成本并不比化石能源高，如果化石能源要收碳税的话，核能的成本更低。
核能的主要反对声音来自它的危险性。那么它的危险性究竟体现在哪些方面，能不能解决呢？我们先来看一下核电站为什么危险：
第一，核电厂是一个非常复杂的系统。为了保证安全，核电厂设计了很多冗余，又很复杂的控制系统。系统越复杂，越容易出问题。系统复杂了，操作人员很难掌握所有系统。出现异常，不能保证所有的处置都是正确的。
第二，核电厂需要持续不断地强制散热。同燃煤电厂一样，核燃料裂变释放的能量用来把水烧开，产生水蒸气发电。这里大约只有三分之一的能量转换为电能，其余三分之二的能量作为废热释放到环境中。一台发电100万千瓦的核电机组，废热功率约200万千瓦，如果用海水冷却，为了不影响环境，假定进出水温差为10度，则每天需要400万吨海水，每秒近50 吨。重核裂变后产生的轻核基本都是不稳定的，要衰变。反应堆运行一段时间后，大概6.5%的功率是由衰变热提供。对于 100万千瓦电的机组，热功率是 300万千瓦，衰变热功率约20万千瓦。这意味着即使完全停堆，反应堆还有20万千瓦的热需要排除到环境中。这是很大的一个热功率，如果散热失效，核燃料将融毁，导致不可控的核泄漏。由于大部分裂变产物寿命很短，从几十秒到几十分钟不等，衰变热衰减很快。实际上，停堆 10分钟后，衰变热功率就会从刚停堆的 6.5%降到 2%左右，1 小时后1.5%，一天后0.4%，一周后0.2%，对于100万千瓦电功率机组，一周后的热功率为6千千瓦，仍然需要强制散热[10]。换句话来说，核电机组永远需要强制散热，否则就会有熔堆核泄漏的危险。
第三，熔堆后，燃料还在不断放出大量的热和放射线，完全没有办法接近处理，只能依靠以前的设计将燃料分散冷却。这种设计是不可能预先做实验验证的。失去冷却后，控制棒会比燃料棒先熔化，燃料还能产生一定程度的链式反应，从而加大放热。但是熔堆后因为中子慢化不充分，燃料中中子浓度低，不可能再临界或核爆。几十吨温度非常高，密度非常大的核燃料如果聚集在一起，完全无法处理，它会不断熔化、汽化它下面的任何东西，不可阻挡地往地下走，直到自然稀释到一定程度。大量放射性物质会进入大气和地下水。
第四，核反应堆装料量大，如果加上随堆堆放的乏燃料，一个堆可以有数百吨高放射物质，其中放射性裂变产物有数百千克。作为对比，一颗原子弹只产生一两千克放射性裂变产物。因此，一个失控的反应堆对环境的危害远远超过一颗原子弹。杀死一个人的辐射剂量，折合成能量只需要不到一千焦耳（几天之内），而一百千克放射性裂变产物中蕴含的放射能是这一剂量的近一万亿倍。当然，实际危害不可能那么大，更实际的计算可以看乏燃料的衰变热。乏燃料从反应堆取出一年后，每吨产生 10千瓦衰变热，也就是每秒10千焦耳，过 10 年后衰减到 1 千瓦。也就是说，每吨乏燃料取出后一年到十年间，每秒释放的放射能可以杀死几个人。全世界每年产生数万吨乏燃料[11]。
现在世界上核电大国的排序是：美国、法国、日本和俄罗斯，中国排到第10 位[12]。 世界上出现的大型核事故，最早是美国三哩岛核事故，其次是前苏联切尔诺贝利核事故，以及近年的日本福岛核危机。虽然美国、前苏联和日本发生了核危机，但是他们还是真正的核大国、核强国，是核电安全记录的创造者和保持者，我们不应当耻笑他们，应当从他们的核危机中汲取教训，把我们的核电安全工作做得更好。
（1）要认真汲取教训，不要核恐慌。
（2）在确保安全基础上高效发展核电，搞好核电布局。 （3）努力培养合格的核电人才是核电安全的根本保证。
（4）要给核电站以宽松的运行条件，使核电站有充分的维护、检修时间。 （5）寻找核电安全的薄弱环节，抓好极端情况下的应急体系建设。 （6）要努力掌握核电的核心技术，加快研究第四代核电。
参考文献
[1]核安全问题之思考［J］．视野， 2011，4: 26-28．
[2] 核电站应急防护措施[J].核电之窗, 2011, 10：217 .[3] 吴冕.核能：福祉与灾难[J].特别关注，2011,8（242）：49.[4] 杨进.切尔诺贝利悲剧的重新审视[J].理工学报，2011,21（13）：57-60.[5] 朱成章.从日本福岛核危机中汲取教训[J].专 稿, 2011, 25：83.[6] 柴之芳.从日本福岛核事故说起[J].科学文化评论,2011,8（5）:8-16 [7] 苗永梅.核能的科学利用[J].硅谷,43-45 [8] 雷奕安.核安全与核能社会[J].现代物理知识, 2010, 11：31-41.[9] 王芳, 鲍鸥.苏联对“切尔诺贝利事故”应急处理的启示[J].工程研究——跨学科视野中的工程, 2011, 3（1）：85-217.
[10] 邹树梁,邹旸.日本福岛第一核电站核事故对中国核电发展的影响与启示[J].南华大学学报, 2011, 12（2）：1-3 .
[11] 张力.日本福岛核电站事故对安全科学的启示[J].中国安全科学学报, 2011,21（4）：56-59 .
[12] 左凤荣.切尔诺贝利事故的原因与教训[J].理论视野, 2011, 4: 31~ 33
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