乏燃料火災(zāi)可能會比福島事故更嚴(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�發(fā)的后果可能會比福島事故更嚴(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)：美國核電站儲存的核乏料如果發(fā)生火災(zāi)，將會帶來災(zāi)難性的結(jié)果。

“我們談?wù)摰氖菙?shù)萬億美元的后果。”普林斯頓大學(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)。

一場大火“可能會讓福島核事故的災(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“魔鬼的場景。”幸運(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)心儲存在反應(yīng)堆大廳水池中的乏燃料可能會著火，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)物還會繼續(xù)衰變，產(chǎn)生熱量。目前所有的核電站都會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(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，乏燃料都會密集地儲存在乏燃料水池里，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)�超過新澤西州的面積。但是Von Hippel和Schoeppner認(rèn)為，NRC已極大地低估了如此異常火災(zāi)潛在的規(guī)模及社會損失。

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)的事故場景。

夢靨：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)對大西洋中部地區(qū)造成的災(zāi)難性影響