核电事故之三——福岛核事故
2011年3月12日，日本原子能安全保安院宣布，受11日地震影响，福岛第一核电站放射性物质泄漏。一个月后，福岛核事故被评定为特大事故。2021年4月13日，日本政府正式决定将福岛第一核电站处理过的核污染水排海，并于2023年8月24日正式启动排海。
福岛核事故是怎么回事？其发生是必然的吗？
福岛核事故是怎么回事？
福岛核电站位于日本福岛工业区，是当时世界上最大的在役核电站，由福岛第一核电站和第二核电站组成，共有10台机组（一站6台，二站4台），第一核电站的6台机组建于1967-1973年间。
2011年3月11日，日本东部太平洋海域发生里氏9.0级地震，继发海啸，导致福岛核电站受损，第一核电站1-4号机组放射性物质泄漏。根据国际核事件分级表(INES)，该事故最终被国际原子能机构评定为核事故最高级，即特大事故（7级），与切尔诺贝利核事故同级。回顾事故的整个过程，可以发现福岛核事故是在自然灾害的基础上，叠加反应堆的先天不足和管理层的不作为共同导致的。
反应堆有何先天不足？
众所周知，日本是一个资源匮乏而工业发达的国家。核电因具备清洁、安全、高效等优点，备受日本政府推崇。日本于上世纪70年代开始大规模兴建核电站。沸水堆核电站因结构简单、建造周期短、造价低，便于维护等优点，成为日本政府的首选，尤其是美国的“MARK-1型反应堆”。
福岛第一核电站发生核泄漏的1-4号机组都是“MARK-1型反应堆”。这个堆型最大的缺点就是“安全壳自由容积不足”。嗯，就是“房子有点小”！并且，反应堆厂房内缺少必要的消氢装置。说明它不但小，还“不透气”！这也是氢气在1、3和4号机组反应堆厂房内先后发生爆炸，导致放射性物质大规模释放的原因之一。
日本政府之前没有意识到反应堆的先天不足吗？
No！
如果说1979的三哩岛事故只是让人们意识到反应堆的“防弹衣”-安全壳的重要性，那么1986年的切尔诺贝利事故则是让人们深刻认识到没有“防弹衣”的沸水堆一旦发生核泄漏是多么可怕！
早在上世纪70年代美国核安全当局就注意到了反应堆安全壳容积太小的隐患，为此要求美国所有MARK-1型安全壳改进排气卸压系统。切尔诺贝利事故后，美国对本国采用MARK-1型安全壳设计的沸水堆进行了一系列的安全改造，例如添加备用柴油机和移动式水泵，添加更多的备用电池等。而福岛核电站所属的东京电力公司的补救措施，就是在反应堆厂房外围加上了一层稍微厚一点的钢筋混凝土。所以，福岛核电站反应堆的“防弹衣”是存在缺陷的。
超强的地震和海啸是事故的主要原因吗？
是的，但其中也有管理层的不作为。
日本是一个地震频发的国家，地震带来的次生灾害是海啸。日本专家们在规划、设计和建造核电站时，忽视了对极端自然事件的考虑。福岛第一核电站所在地区历史上发生过波幅超过10米的海啸。但在1967年福岛核电站开始建设时，为便于核电站建造时的材料运输和运行阶段取水，将原来海拔35米的高地铲至10米。此外，据悉在事故发生前，就有研究机构分析过，福岛核电站附近海域的海啸波有可能达到15米，但是东京电力公司无视了相关建议和警告，没有对5.5m的防波堤进行加高处理。
超强地震造成了福岛第一核电站运行中的1-3号机组自动停堆，场外电源被毁（直到9天后才恢复），应急柴油机、蓄电池等供电设备启动；大约40分钟后，一场高度超过13米的海啸波，轻松越过了防波堤，应急供电设备因主要布置在厂房的一层和地下室而被快速淹没，导致全厂断电，1-3号机组反应堆冷却中断。这是后续堆芯熔化的关键。
由于反应堆余热和衰变热无法排出，堆芯产生的热量不断累加，大量的氢气产生并扩散，反应堆温度、压力不断升高。最终，发生堆芯融毁、氢气爆炸和放射性物质泄露，并导致了12年后海洋环境的灾难。
核污染水为什么会源源不断的产生？
由于堆内熔毁的堆芯不断释放出衰变热，为遏制事故的进一步恶化，事故后东京电力公司先后向反应堆芯、安全壳乃至反应堆整个建筑内注入海水冷却。其后，虽然3号和4号机组的乏燃料棒被成功取出，1号和2号机组堆芯内熔化的核燃料至今依然在不停地发生反应产生衰变热，十余年来，东京电力福岛第一核电站持续对其进行注水冷却。这些核燃料接触水后，持续产生含高浓度放射性物质的水，与流入厂房内的地下水、雨水混合成为核污染水。专家预计，1号和2号机组堆芯内的核燃料可能还要再持续反应30年，也就意味着这30年核污染水将源源不断地产生。而所有的核污染水排空预计将花费30到40年的时间。
福岛第一核电站事故导致全球核能发展放缓，在事故发生后的几天内，德国立即关闭了约半数核电站（最后几台机组也在23年3月完成了退役）。但同时也应看到，无论是三哩岛核事故、切尔诺贝利核事故还是福岛第一核电站事故，在导致核电灾难的同时，都促使国际社会作出协调一致的反应，使核安全和安全文化有了重大改善，促进了核电系统的升级，使核电一步步向安全性更好、故障率更低且功率更大、寿命更长发展。
经过80多年的技术积累和发展，我们有理由相信核能将迎来和平高效利用的光明未来。
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