我国自主开发的华龙一号核电站正式进行并网发电,为我国核电发展向更安全的方向发展奠定了良好的基础。
一提到核电站,很多朋友就想到了切尔诺贝利核电站 事故和福岛核电站的事故。今天我们一起来了解一下两起核事故是怎么回事,再简单认识一下第三代核电站。一、切尔诺贝利核事故和福岛核事故
先说说切尔诺贝利核事故吧。1986年4月26日那场恐怖的核事故,被评价为史上最惨烈的核事故。事故发生后,由于苏联当局没有意识到事故的危害性,将近60万人在几乎没有防护的情况下参与救援,造成大量救援人员受到了严重的辐射伤害,有134人患上了急性辐射病,其中28人医治无效死亡。同时,由于苏联严密封锁消息,邻国没有及时采取必要的防护措施,无意间扩大了受害的面积。大量相关群众患上了白血病、甲状腺癌或其他癌症。据权威机构2006年统计,这场事故累计造成大约9000人死亡,虽然这些人的死亡是否完全归结为核辐射还有很大的争论,但事故本身的伤害还是巨大的。此外,这场事故还造成35万居民被迫迁出受辐射污染的家园。
2011年3月11日,日本东北部太平洋海域发生9级地震,福岛核电站发生核泄漏,造成15万人被迫离开家园,当地的土壤、水、食物被辐射污染。另外,事故造成1.5万人遭受较大剂量的核辐射,发现18人患上了甲状腺癌。按照核事故危害等级划分,福岛核事故被定义为7级,跟切尔诺贝利核事故一样是最高等级,美国的三哩岛核事故等级是5级。但是从数字上看福岛核电站的受害情况远远比不上切尔诺贝利核事故。
二、切尔诺贝利核事故和广岛原子弹爆炸
另外,也有人喜欢把切尔诺贝利核事故和广岛原子弹爆炸进行比较。广岛原子弹爆炸后短时间就开始重建,现在已经建成一百多万人口的旅游城市。切尔诺贝利也是旅游目的地,但却是没有人烟的核事故遗址,申请去旅游的人需要做好充足的防护措施才能进去。因此,很多人认为切尔诺贝利核事故的危害更大。其实不仅是灾后恢复的程度,就从核燃料的数量上来说,切尔诺贝利核电站也远远高于广岛上空爆炸的小男孩。小男孩总共安装核燃料64公斤左右,而切尔诺贝利核电站四号机组内的核燃料大概有180吨,也就是18万公斤,相差将近三千倍。切尔诺贝利核事故喷出了8吨的强辐射物质,在周围产生的辐射污染是广岛原子弹的100倍。所以大家认为切尔诺贝利危害更大也无可厚非。
但是,若从死亡人数上来看,切尔诺贝利远远不如广岛原子弹爆炸惨烈。据文献记载,广岛原子弹爆炸瞬间造成7.1万人死亡,6.8万人受伤,后来又有大量人口死于辐射造成的癌症,很多怀孕的母亲因辐射而流产,很多婴幼儿发育畸形。截止1945年底,死于这次核攻击的统计人数达到了8万人。截止1990年,日本政府公布的40年累计死亡数字是201990人。切尔诺贝利核事故,虽然造成了大量居民迁移,但当地的动植物并没有迁移,据统计,核事故发生后,当地的大型动物并没有像人们预测的那样,出现大规模减少,也没有出现大量动物变异的现象。由于没有人为干扰,切尔诺贝利地区反而成了动物的天堂。可见切尔诺贝利核事故,并不像原子弹爆炸那样惨烈。
三、核电站不会发生核爆炸
为什么数字和传说相差这么多呢?相信很多朋友都明白其中的道理,原子弹爆炸,造成死亡的主要原因不是辐射,而是爆炸本身。据报道,广岛原子弹爆炸威力大概是1.5万吨TNT当量,可以造成大量居民因爆炸而瞬间死亡。切尔诺贝利和福岛的核电站也都发生了爆炸,但都不是核爆炸。切尔诺贝利是水蒸气压力过大发生的管道爆炸,伴随着高温石墨和水的化学反应产生的气体爆炸,爆炸当量大概是100-300吨TNT当量,周围群众几乎没有因爆炸而伤亡。福岛核电站是氢气爆炸,只是把安全壳炸坏了,几乎没有造成人员伤亡。
其实,切尔诺贝利核电站和福岛核电站永远都不会发生核爆炸,否则180吨核燃料发生爆炸会是什么样的后果,可想而知。之所以说它们不会爆炸,因为发生核裂变的主要是235U,238U不会发生核裂变,造原子弹的核燃料一般235U比例达到90%以上,但核电站的核燃料235U只需要达到0.7%以上就可以,一般不会超过5%。这样的核燃料,从理论上来说是不会发生核爆炸的。
有人用白酒和啤酒来打比方,白酒和啤酒里都有酒精,高度的白酒可以着火,但是啤酒却不太可能着火。所以核电站从燃料选择上就注定了不会发生核爆炸。但是,只要发生核泄漏,就会对环境和生物造成影响。原子弹爆炸和核电站泄漏都会带来放射性物质对环境的污染,这种污染可以带来长时间的危害,单从核污染来说,切尔诺贝利核泄漏和福岛核泄漏确实比原子弹的核污染严重多了,所以切尔诺贝利长时间没有人居住。看到这里,如果您觉得长见识了,就帮我点个关注吧!
再说说累计死亡率,累计死亡病例,广岛也远高于切尔诺贝利,主要原因是广岛核爆发生在1945年,当时的医疗水平有限,病人得不到及时有效的救治。同时,当时医务人员不太了解放射性对人体的伤害,救治方法并不得当。切尔诺贝利核事故发生在1986年,人们对放射性危害的认知明显提高了,大多数人员都能得到更及时和更专业的救治。福岛核泄漏发生在2011年,人们的应对手段和医疗手段更加先进了,所以死亡率非常低。
四、核电站泄漏的原因
如果说福岛核泄露事故发生还有天灾的成分,切尔诺贝利核事故则完全是安全设计和人为失误造成的,当然福岛核事故发展为最高等级也跟安全设计和人为因素有很大的关系。由于前期,人们对核电站安全的认知不足,从设计上和人为操作上都有很大的疏漏。这两次核事故加上三哩岛核事故,三次核事故给核电站安全提出了迫切的要求。人们重新剖析各种类型的核电站中潜在的安全隐患,通过设计改进,最大程度地减少核安全事故的发生。
比如,切尔诺贝利核电站没有可靠的安全壳,没有守住核事故的最后一道防线,造成大范围的核泄漏,后期几乎所有的核电站都设置了结实的安全壳,减少核泄漏风险,苏联前期建设的同类型的核电站也都增加了可靠的安全壳。第三代核电站,如华龙一号,甚至设置了双层的安全壳,进一步减少了核泄漏的风险。只要安全壳不被破坏,即使发生意外,核物质也不会泄漏到环境中,从而不会造成环境污染。
福岛核电站虽然有安全壳,但是由于水在高温下与锆等金属发生反应产生了氢气,氢气与空气混合被引爆,爆炸的威力造成了安全壳损伤,从而造成了核泄漏。第三代核电站,专门增加了消除氢气的设备,让容器内不会因为积累氢气而产生爆炸的风险。
两次核事故,都发生了反应堆高温熔化的现象。其原因就是反应堆关闭不够及时积累了大量的热量,就算能够关闭,反应也会持续一段时间,再加上放射性物质就算不裂变也会不断产生热量,造成了热量在反应堆的积累,同时又得不到及时的冷却,温度超过了核燃料和容器的熔点自然就会熔化了,一些物质甚至还会气化。正常情况下,会有水泵带来循环水不断把反应堆的热量带走,给反应堆降温防止堆芯熔化。但第二代核电站水泵都是使用交流电,一旦电网断电,就得尽快启动柴油发电机供电。
这两家问题都出在柴油发电机没有及时启动上,切尔诺贝利核电站当时就是为了验证反应堆能否在停电的情况下不出问题的,所以没有启动备用发电,反应堆失控后很快就发生了爆炸,再想启动就已经来不及了。福岛核电站,设计方案可以抗8级地震引发的5米多的海浪,但却遇到了9级地震和14米的海浪,海浪直接把柴油发电机给泡了水,无法发电了。反应堆得不到冷却,就会发生熔堆的现象,再加上水在高温下的化学反应产生氢气,带来了氢气爆炸,把安全壳炸裂,辐射物质喷射到了环境里,从而产生了污染。
本来东京电力如果及时求救,政府派军舰过来供电,也是可以化险为夷的,但他们没有及时求救。另外,如果早点灌注海水的话,也是可以避免熔堆现象发生的,但他们担心海水腐蚀设备造成电站无法重新启用,损失太大,也没有做。后来发生了核泄漏以后,无法控制了,才决定灌注海水,虽然防止了更严重事故的发生,但已经出现了无法挽回的核泄漏事故。
五、第三代核电站
第三代核电站,直接使用非能动冷却系统,不再依赖使用交流电的水泵。所谓非能动,就是不用外界电力,借助地球引力就可以把反应堆关掉,同样通过地球引力把冷却水持续不断地喷淋到反应容器,及时给设备和反应堆降温,最大程度地避免堆芯熔化事故的发生。比如我国的三代核电站,至少可以维持4-7天不发生意外风险。如果能维持4-7天不发生堆芯熔化和爆炸的风险,就可以及时采取必要的救援措施,进行后续的补水冷却,确保反应堆安全冷却,且不会造成核电站损伤。此外,三代核电站还设计了很多措施和设备,最大程度减少不可控因素造成无法挽救的后果。
做事情不能因噎废食,失败是成功之母。很多事故都促进了后期安全措施的产生。比如早期煤矿的瓦斯爆炸几乎是无解的,矿工的生命一直命悬一线,直到科学家发明了安全矿灯,工人才可以在矿井中点灯照明而不担心爆炸。居里夫人,用她的生命告诉世人,放射线是会导致白血病的,后来的人才发明了辐射防护服,现在在核辐射环境下工作的人必须配备防辐射服,比如医院的放射科医生都是穿着铅服的。
切尔诺贝利核事故发生后,全世界范围内对核电站进行了安全评估和改进,基本排除了已知的安全隐患。比如虽然切尔诺贝利四号机组发生了严重的核事故被毁,但其余的三个核反应堆通过改进继续为当地提供了14年的电力。福岛核事故发生以后,全世界核电站建设步伐都暂停了一段时间,以评估新建核电站怎样应对类似事件的发生。目前来说,第三代核电站经过评估,完全可以应对前面已经发生的三起核电站事故的情况。更加安全、更加经济的第四代核电站也在加紧研发过程中。
安全无小事,希望所有核工作者们打起十二分的精神,确保一丝不苟地对待核设施,不要再发生第四次震惊世界的核事故。我们要用最安全的方式,利用好核能这个前途无限的能源,为人类造福!切不可再出现任何一次核泄漏事故,给人类生存环境带来新的威胁了!
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