Question

地震后，日本的核电厂是怎么泄漏的。

Answer 1

福岛核电站的泄漏分两个阶段。
首先介绍一下福岛核电站的技术：该核电站属于沸水堆堆型，冷却反应堆的水同时是反应堆慢化剂；吸收反应堆释放的热量后转化为蒸汽，直接去推动汽轮发电机组发电；再经过凝汽器凝结后用水泵重新打入反应堆，完成一个循环。也就是说，推动汽轮机的蒸汽因经过反应堆，或多或少会带有一定的放射性。

第一阶段：
当强烈地震发生后，蒸汽管线破裂，产生第一次类似爆炸的情形，也有了第一次探测到放射性的结果（当时并没有探测到放射性铯-137元素，而是其他被“活化”的放射性物质）。

第二阶段：
由于地震破坏了反应堆的（冷却）供水系统，导致反应堆没有足够的冷却，部分燃料暴露在水面之上；过热可能导致燃料包壳破损，使带有比较强烈放射性的裂变产物铯-137和碘-131释放到反应堆压力容器里，并由于高温的影响，部分包壳材料锆与水发生锆水反应，产生大量氢气；由于压力容器压力不断上升，为防止超压，人为释放部分蒸汽，而氢气和放射性裂变产物随蒸汽逸出；氢气与空气中的氧气混合后发生爆炸，炸毁了反应堆厂房的部分结构，铯-137和碘-131亦随之扩散——这就是为什么后来检测到放射性铯元素的原因。
当然，即使没有发生氢气爆炸，反应堆泄压时，铯-137和碘-131也同样会随蒸汽释放到大气，也就是说：并非因为爆炸导致的放射性释放，而是泄压导致放射性释放和爆炸。

所幸的是：直至目前为止，反应堆压力容器还处于完好状态，放射性泄漏仍属于可控的状态（不是那种不可控的释放。前苏联切尔诺贝利核电站事故中的核泄漏就是属于不可控的泄漏）。

可悲的是，目前很多媒体过多地渲染“反应堆爆炸”，甚至部分媒体使用了“核爆炸”的字眼，完全是对事实的歪曲。

可以这么说：商业运行的反应堆使用的核燃料均为“低浓度”核燃料，根本不可能发生类似原子弹的“核爆炸”。如果用烧酒比喻原子弹里的核燃料（可以点燃），核电厂反应堆里的核燃料就是我们日常喝的啤酒，是不可能烧着的——切尔诺贝利核事故也不是核爆炸，是石墨与水反应后产生的一氧化碳和氢气与空气混合后的爆炸。

Answer 2

地震导致冷却剂泄露，反应堆无法散热，于是越烧越热，超过设计的极限就爆炸了，燃料棒融化，放射性物质扩散

Answer 3

核反应堆的一个特点是在停堆后仍需要对堆芯进行冷却，因为核燃料有自衰变余热，虽然比人控裂变产生的热量小的多，但是如果长时间得不到冷却，也会使得堆芯达到上千度的温度，导致核燃料棒融化。

而在反应堆停堆的情况下，余热冷却系统的泵所需的电力就需要从外部输入。一般情况会准备多路外电网输入，同时每台机组一般有2台应急柴油发电机供电，而且同一电厂内的其他机组的应急柴油发电机也可以互相备用。

但在这次强烈地震后，日本福岛第一核电厂的外电网全部瘫痪了，自身的应急柴油发电机在运行一小时后，也因为海啸的袭击而全部丧失，这就导致失去所有外部电源供应，堆芯失去强迫冷却手段。并在反应堆内出现了一定程度的放射性物质泄漏，但放射性物质都控制在密闭的反应堆安全壳内。

目前日本有关方面正在努力恢复电源，移动的柴油发电机已经运到，正在准备连接。并派出了自卫队的核生化武器应对部队，向反应堆内输送了大量的冷却水。

当下面临的急迫问题，是其1号和2号机组安全壳面临超压风险，冷却水变成高压蒸汽后聚集在安全壳内，目前安全壳压力已经达到8.4个大气压，而安全壳的设计值为4个大气压，所以需要向外部大气进行排放，避免安全壳密闭失效，造成真正意义上的核扩散。

释放的蒸汽含有放射性，虽然在排放时会经过过滤，但是还是会带有少量放射性，以防万一，需要对周围10公里范围内的居民进行撤离，当然这也是提前做好应急方案和演练的。

即使在最坏的情况下，福岛核电站的反应堆机组核燃料棒融化，彻底损毁。密闭的反应堆安全壳也能把绝大部分的放射性物质都控制起来。安全壳是坚固的90厘米厚混凝土外墙，里面衬有防辐射金属材料，是核反应堆的最后一道防线，也是最重要的安全保障措施。

切尔诺贝利的核悲剧，在于其老式反应堆没有设计安全壳结构。安全壳结构本可以在爆炸后限制辐射气体排放到大气中，所以，切尔诺贝利核电站就是安全壳结构缺失的最佳反例。

这位核工程师表示，哪怕出现最坏情况，对周围环境和人员也基本没有任何影响。与之类似的美国三里岛核电站事故，对周边的居民辐射量仅相当于一次X光拍片，而对中国大陆的影响也更微乎其微了。

清楚的本次和泄漏原因的流程图：http://news.ifeng.com/world/special/ribendizhen/#junlifenbu

Answer 4

我初步分析这次的核电站爆炸的原因是：因为重要厂用水系统的水泵被淹了，柴油机被水淹，失去厂用电。堆芯失去冷却水，堆芯暴露，温度迅速上升，燃料棒被融化，高温下出现化学反应（锆水反应），产生氢气，压力容器内的压力太高，于是运行人员主动放气到厂房里，让其爆炸。如果直接排到空气里，污染更大，现在至少和氧气中和了。放气过程把放射性物质一起放出来了。可以说目前事故处于可控状态下。现在等待衰变热释放完，就好了，需要2~3天的时间。核电站的设计一般多数是考虑百年一遇的，这次是千年一遇，所以发生了多重事故的叠加，一般在核电站设计中是考虑单一事故的。这次核电站严重事故发生后，对核电业界一定会有影响，使大家更加重视安全问题，但不会使我国的核电行业停滞。