關(guān)于福島發(fā)生的一切,至少又一個事實已經(jīng)清楚,就是后來反應(yīng)堆內(nèi)部溫度、氣壓的雙雙升高,最初始的原因就是地震引起電力外部供應(yīng)中斷,同時作為備用的柴油發(fā)電機也出現(xiàn)故障,最終導(dǎo)致冷卻泵無法向反應(yīng)堆內(nèi)部注水。
可見,供電是這個過程中的關(guān)鍵。但令人疑惑的是,對于核電站這樣一個對安全防范要求極高的系統(tǒng),往往在設(shè)計之初就需要考慮到所有能夠想象得到的最壞情況來予以防范,尤其在最重要的電力環(huán)節(jié),“電站停電”勢必會作為一種被高度關(guān)注的可能性來制定對策。
然而,地震來臨后,福島第一核電站7臺機組的應(yīng)急柴油機無一例外失效。應(yīng)急過程中柴油發(fā)電機不能正常啟動,這在日本尚屬首例。福島的這次“創(chuàng)紀錄”,不由不讓人心生問號。
第一個可供解釋的原因,是“地震+海嘯”這樣的極端災(zāi)害對福島核電站造成的雙重打擊,先是地震破壞核電站主電力供應(yīng)線路,然后地震引發(fā)的海嘯又沖走了柴油發(fā)電機組。
美國圣迪亞國家實驗室物理學(xué)家肯勒斯·伯杰倫對此稱,這兩種幾乎不可能同時發(fā)生的情況同時發(fā)生,在專業(yè)術(shù)語上被稱作“全廠斷電”。由于發(fā)生的幾率極低,此前幾乎從來沒有人會想過這種狀況。但這次卻在福島發(fā)生了。
另一個原因則涉及到福島核電站整體采用的設(shè)計。建成于40年前的福島核電站是日本的第一批核電機組,采用的還是二代核電技術(shù)。二代核電技術(shù)與三代核電技術(shù)相比,一個重要區(qū)別就在于二代核電技術(shù)采用的是“能動”安全系統(tǒng),而三代核電技術(shù)如AP1000,則采用了“非能動”安全系統(tǒng)。
簡要地說,就是三代核電技術(shù)在遭遇緊急情況時,不需要用電,僅靠地球引力、物質(zhì)重力等自然現(xiàn)象就可以驅(qū)動核電廠的安全系統(tǒng),從而冷卻反應(yīng)堆堆芯,帶走堆芯余熱,并對安全殼外部實施噴淋,進而使核電站恢復(fù)到安全狀態(tài)。
相比必須通過電力維持冷卻泵運轉(zhuǎn)來為核電機組反應(yīng)堆降溫的第二代核電技術(shù),AP1000的這種非能動設(shè)計在遭遇類似福島這樣極端事件時,就優(yōu)勢盡現(xiàn)了。
再回過頭來看福島,根據(jù)麻省理工學(xué)院的Josef Oehmen 博士分析,福島核電站在地震后,關(guān)于電力方面發(fā)生的一切大致如下:在地震發(fā)生后的一小時內(nèi)一切情況是平穩(wěn)的。為緊急情況而準備的多組柴油發(fā)電機中的一組啟動,為冷卻泵提供了所需的電力。然后海嘯來了,比核電站設(shè)計時所預(yù)料的規(guī)模要更巨大的海嘯,摧毀了所有的柴油發(fā)電機組。
當柴油發(fā)電機組被沖走后,反應(yīng)堆操作員將反應(yīng)堆切換到使用緊急電池。這些電池被設(shè)計為備用方案的備用方案,用于提供給冷卻系統(tǒng)8個小時所需的電力,并且也確實完成了任務(wù)。
但是,在這8個小時內(nèi),需要為反應(yīng)堆找到另外一種供電措施。最后通過卡車運來了移動式柴油發(fā)電機。整個事件從這一刻起開始變得糟糕,因為運來的柴油發(fā)電機因為接口不兼容而無法連接到電站。所以當電池耗盡后,余熱就無法再被帶走。隨后的“核心熔毀”以及一系列爆炸事件就此發(fā)生。
“這給我們的警示之一,就是至少今后的備用柴油發(fā)電機要放到高一點、更安全的位置上。”復(fù)旦大學(xué)核科學(xué)與技術(shù)系教授袁竹書告訴《第一財經(jīng)日報》。另外,雖然中國目前普遍已經(jīng)使用二代改進型核電技術(shù),其風(fēng)險防范能力要優(yōu)于福島的二代核電技術(shù)。但經(jīng)過此次福島事件,勢必將引起業(yè)界對三代核電技術(shù)的重新衡量。
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