乏燃料火災可能會比福島事故更嚴重

2017/7/13 9:34:31

上個月底，SCIENCE上相繼發(fā)了兩篇文章，強調要警惕核電站乏燃料火災，因為其引發(fā)的后果可能會比福島事故更嚴重，此種事故將為整個核行業(yè)敲響警鐘。

“讓福島核事故的災難后果相形失色”的火災

一項新模擬研究發(fā)現(xiàn)：美國核電站儲存的核乏料如果發(fā)生火災，將會帶來災難性的結果。

“我們談論的是數(shù)萬億美元的后果。”普林斯頓大學核安全專家Frank von Hippel說，他和該校另一位專家Michael Schoeppner共同進行了這項模擬實驗。

一場大火“可能會讓福島核事故的災難后果相形失色”，華盛頓特區(qū)非營利組織、憂思科學家聯(lián)盟物理學家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院、工程院和醫(yī)學院近日發(fā)布的一項報告中得到的啟示，該報告旨在回顧2011年日本北部的地震和海嘯造成的災難性結果，其中詳述了如果這兩種災難引發(fā)福島第一核電站乏燃料庫火災，則有可能向環(huán)境中釋放更多放射性物質。日本內閣大臣將之稱為“魔鬼的場景。”幸運的是，這一切并未發(fā)生。但這個并未發(fā)生的災難為整個核行業(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個反應堆中，有3個發(fā)生了熔化，其釋放出的放射性物質污染了下風向的土地。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。在核反應堆熔化之后，日本官方曾擔心儲存在反應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的更廣闊土地釋放放射性煙羽。

美國NRC極大低估火災的災難后果

報告警告稱，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，報告建議美國核管理委員會(NRC)和核電運營商加強監(jiān)督乏料池的系統(tǒng)，增加其水位，以防某個設施出現(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險。NRC曾估計，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，其污染面積甚至會超過新澤西州的面積。但是Von Hippel和Schoeppner認為，NRC已極大地低估了如此異常火災潛在的規(guī)模及社會損失。

NRC采用的是MACC2程序對起火下的放射性物質的分布和沉積進行分析，Schoeppne和Von Hippel則使用的是HYSPLIT程序，該程序基于整個地區(qū)的大氣數(shù)據(jù)，能得到更精細的事故場景。

夢靨：F. Von Hippel 和 M. Schoeppner的模擬結果

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預測的滿載乏燃料水池火災導致銫-137釋放的平均水平，他們假設在乏燃料水池中有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對大西洋中部地區(qū)造成的災難性影響