東京電力公司的員工週一準備向受損的福島第一核電站的第三個反應堆注入海水,以防止或阻止其燃料元件熔燬。此前數小時,該核電站的另一個反應堆建築在第二次洩漏的氫氣爆炸中被震動。該核電站位於日本東北海岸。
專家稱,向該核電站三個受損反應堆注入海水和中子吸收硼是該行業前所未有的絕望舉動。這相當於犧牲反應堆,以維持反應堆及其外殼混凝土安全殼的結構完整性,並防止潛在的失控的大規模放射性物質釋放。在週五的 8.9 級地震之前,福島第一核電站的其他三個反應堆已關閉進行計劃內的維護,並未受到此次危機的影響。
前能源部官員羅伯特·阿爾瓦雷斯在週六的新聞釋出會上表示:“我會將此舉形容為孤注一擲,但如果他們成功,海洋中有足夠的水,而且如果他們有能力以必要的速度和必要的速度泵入這些水……那麼他們就可以穩定反應堆。”
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然而,目前尚不清楚穩定需要多長時間,或者定期從反應堆容器中釋放氣體以緩解壓力是否會對核電站周圍地區構成長期的放射性汙染威脅。
週一,當冷卻系統失效時,反應堆堆芯受損產生氫氣,這是造成該核電站 3 號機組建築爆炸的原因。3 號機組建築是一個鋼和混凝土結構,構成了反應堆的外部安全殼。當局表示,爆炸造成 11 人受傷,但顯然沒有損壞反應堆和主要混凝土安全殼。
內閣官房長官枝野幸男說:“沒有發生大規模的放射性洩漏。”
在這三天裡,為了緩解反應堆結構內的氣體壓力,核電站機組有計劃地進行了被描述為小規模的放射性物質釋放。日本官員穩步推進了對核電站周圍地區的疏散,截至週日,據報道已有近 20 萬人離開了該地區,這加劇了數萬名因海嘯破壞而被迫逃離家園的人的巨大個人創傷。
當局稱,在發生一系列系統故障導致反應堆燃料元件的頂部沒有冷卻水保護後,週六下令向 1 號機組注入海水。雖然三個運轉的反應堆因地震而關閉,但燃料棒繼續散發熱量。
由備用發電機故障引發
在正常執行中,熱量透過將水泵入容器中而去除,從而產生驅動發電渦輪機的蒸汽。該核電站的外部電源和備用電源的喪失阻止了冷卻系統的正常執行。
週一,計劃對 2 號機組進行同樣的緊急注水,此前工作人員檢測到其反應堆內部壓力積聚,這證明其燃料元件也已暴露出來。
日本官員說,地震發生後,該核電站失去了外部電源,海嘯導致大型備用柴油發電機無法執行。第三道防線電池供電顯然無法維持冷卻水的流動。
“縱深防禦”是核工業的口號,這是一種針對關鍵部件的備用策略,並在需要時對備用部件進行備份。但是,防禦未能考慮到海嘯大規模洪水的影響。
日本政府和工業界官員最初淡化了威脅。美國核能研究所分發了日本電力公司聯合會的一份評估報告,稱 1 號機組反應堆堆芯仍有足夠的水進行冷卻,“沒有核燃料暴露的危險”。
事實上,燃料單元的頂部暴露並過熱,導致蒸汽與鋯燃料棒外殼發生反應,從而形成氫氣。反應堆周圍是一個鐘形的混凝土結構,即主安全殼,旨在防止從反應堆洩漏的輻射到達核電站外的空氣中。
據熟悉日本反應堆的美國專家稱,隨著氫氣繼續形成,主安全殼中的洩壓閥可能已開啟,從而使氣體逸出主安全殼,並聚集在圍繞主安全殼的次級安全殼建築中。
氫氣爆炸加劇
美國憂思科學家聯盟的戴維·洛克鮑姆說,在通用電氣 Mark 1 反應堆設計中,次級安全殼結構(一個大型工廠式外部建築)旨在容納少量從反應堆及其主安全殼中逸出的氣體。但是,氫氣在週六聚集在 1 號機組的頂部。某些東西點燃了它,爆炸在當地時間下午 3:36 炸燬了 1 號機組上方的金屬屋頂,這一場景在全球新聞報道和社交媒體上廣為傳播。據信,同樣的反應導致了週一 3 號機組的第二次爆炸。
官員報告說,在這兩種情況下,混凝土主安全殼都沒有損壞。然而,沒有關於次級安全殼頂部金屬罐發生的情況的報告,這些金屬罐中包含乏燃料棒,這些乏燃料棒繼續散發熱量,並且必須透過迴圈水冷卻,洛克鮑姆說。
“其中一個挑戰是爆炸炸飛了屋頂。如果它掉入(乏燃料)池中,可能會損壞燃料,”或損害池中的水迴圈。“這就是正在發生的擔憂,”洛克鮑姆週日說。
週六晚上 8 點左右,在日本,內閣官房長官枝野宣佈已做出高級別決定,向 1 號機組注入海水。“我們已決定用海水填充反應堆容器。經濟產業大臣海江田已指示我們這樣做。透過這樣做,我們將使用硼酸來防止臨界,”據路透社報道,他說。
枝野說,該操作最初將花費 5 到 10 個小時,大約需要 10 天才能完成該過程。關於如何將海水輸送到反應堆設施的具體細節在週日尚不清楚,而且還不清楚工作人員是否已成功將其放入反應堆容器以及周圍的主安全殼中。
週日,福島第一核電站 3 號機組也需要採取同樣的緊急措施。東京電力公司(Tepco)表示,在反應堆關閉後,它無法重啟向反應堆堆芯供應冷卻劑的反應堆高壓注水系統。據世界核能新聞報道,東京電力公司隨後向日本政府通報了該核電站的第二次緊急事件。
日本核能和工業安全署 (NISA) 在週六晚些時候報告說,測量 3 號反應堆內部水位的一個儀表似乎出現故障。它報告說,燃料元件的頂部被水淹沒,因此容易發生故障。
據新聞報道,日本原子能產業論壇 (JAIF) 表示:“(讀數)是否真實尚不清楚。” 其他讀數與儀表資訊相矛盾,表明燃料棒的威脅並不嚴重。隨後下令引入海水。
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