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行業(yè)新聞

乏燃料火災(zāi)可能會(huì)比福島事故更嚴(yán)重

2017/7/13 9:34:31

上個(gè)月底,SCIENCE上相繼發(fā)了兩篇文章,強(qiáng)調(diào)要警惕核電站乏燃料火災(zāi),因?yàn)槠湟l(fā)的后果可能會(huì)比福島事故更嚴(yán)重,此種事故將為整個(gè)核行業(yè)敲響警鐘。

“讓福島核事故的災(zāi)難后果相形失色”的火災(zāi)

一項(xiàng)新模擬研究發(fā)現(xiàn):美國核電站儲(chǔ)存的核乏料如果發(fā)生火災(zāi),將會(huì)帶來災(zāi)難性的結(jié)果。

“我們談?wù)摰氖菙?shù)萬億美元的后果!逼樟炙诡D大學(xué)核安全專家Frank von Hippel說,他和該校另一位專家Michael Schoeppner共同進(jìn)行了這項(xiàng)模擬實(shí)驗(yàn)。

一場(chǎng)大火“可能會(huì)讓福島核事故的災(zāi)難后果相形失色”,華盛頓特區(qū)非營利組織、憂思科學(xué)家聯(lián)盟物理學(xué)家Edwin Lyman說。


模擬對(duì)象:美國桃花谷核電站(來源:Stan Honda)

來自福島事故的啟示

這一模擬是從美國國家科學(xué)院、工程院和醫(yī)學(xué)院近日發(fā)布的一項(xiàng)報(bào)告中得到的啟示,該報(bào)告旨在回顧2011年日本北部的地震和海嘯造成的災(zāi)難性結(jié)果,其中詳述了如果這兩種災(zāi)難引發(fā)福島第一核電站乏燃料庫火災(zāi),則有可能向環(huán)境中釋放更多放射性物質(zhì)。日本內(nèi)閣大臣將之稱為“魔鬼的場(chǎng)景!毙疫\(yùn)的是,這一切并未發(fā)生。但這個(gè)并未發(fā)生的災(zāi)難為整個(gè)核行業(yè)敲響了警鐘。


福島事故的放射性遷移情況(來源:bing)

福島核電站的6個(gè)反應(yīng)堆中,有3個(gè)發(fā)生了熔化,其釋放出的放射性物質(zhì)污染了下風(fēng)向的土地。日本隨后宣布1100平方公里的土地不再適宜居住,并搬遷了8.8萬人。在核反應(yīng)堆熔化之后,日本官方曾擔(dān)心儲(chǔ)存在反應(yīng)堆大廳水池中的乏燃料可能會(huì)著火,并向日本東部包括東京在內(nèi)的更廣闊土地釋放放射性煙羽。

美國NRC極大低估火災(zāi)的災(zāi)難后果

報(bào)告警告稱,美國核電站累積的乏燃料也處于非常脆弱的狀態(tài)。在核燃料從反應(yīng)堆中移出之后,其中的裂變產(chǎn)物還會(huì)繼續(xù)衰變,產(chǎn)生熱量。目前所有的核電站都會(huì)在深水池底部就地將這些乏燃料擱置至少4年,使其逐漸冷卻。為了使其冷卻,報(bào)告建議美國核管理委員會(huì)(NRC)和核電運(yùn)營商加強(qiáng)監(jiān)督乏料池的系統(tǒng),增加其水位,以防某個(gè)設(shè)施出現(xiàn)問題。


美國圣奧諾弗雷核電站的乏燃料水池(來源:Science)

在多數(shù)美國核電站,乏燃料都會(huì)密集地儲(chǔ)存在乏燃料水池里,從而增加了失火的風(fēng)險(xiǎn)。NRC曾估計(jì),賓夕法尼亞州桃花谷核電站核乏料池如果發(fā)生大火,將要重新安置3.1萬平方公里污染土地上的346萬人,其污染面積甚至?xí)^新澤西州的面積。但是Von Hippel和Schoeppner認(rèn)為,NRC已極大地低估了如此異;馂(zāi)潛在的規(guī)模及社會(huì)損失。

NRC采用的是MACC2程序?qū)ζ鸹鹣碌姆派湫晕镔|(zhì)的分布和沉積進(jìn)行分析,Schoeppne和Von Hippel則使用的是HYSPLIT程序,該程序基于整個(gè)地區(qū)的大氣數(shù)據(jù),能得到更精細(xì)的事故場(chǎng)景。

夢(mèng)靨:F. Von Hippel 和 M. Schoeppner的模擬結(jié)果

在模擬中,來自普林斯頓的二人專注于銫-137,這是一種半衰期為30年的放射性同位素,也是切爾諾貝利和福島周圍不適宜居住的原因。基于NRC預(yù)測(cè)的滿載乏燃料水池火災(zāi)導(dǎo)致銫-137釋放的平均水平,他們假設(shè)在乏燃料水池中有1600 PBq (1 PBq=10^15 Bq) 的銫-137被釋放,這大概是福島核事故銫-137釋放量的100倍。他們模擬了2015年每月第一天的銫-137的量。


模擬賓夕法尼亞州桃花谷核電廠乏燃料火災(zāi)對(duì)大西洋中部地區(qū)造成的災(zāi)難性影響

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