日本福岛第一核电站及其事故详解

日本福岛第一核电站及其事故详解福岛第一核电站座落于日本福岛县双叶郡大熊町及双叶町，为东京电力公司的第一座核能发电厂，简称“1F”。共有六个机组运转中，总发电量为4.7兆千瓦，是全世界25个发电量最大的发电场之一。首座机组于1971年开始运转，计划中的第七号机组预计于2013年运转，第八号机组预计于2014年运转。在2011年福岛第一核电厂事故里，核子反应炉发生爆炸，遭受损毁。1960年（昭和35年）11月29日：福岛县对东京电力，表明以提供双叶郡建地为核能发电厂建厂作诱因。1961年（昭和36年）9月19日：大熊町议会议决通过促使核能发电厂建厂之议案。10月22日：双叶町议会议决通过促使核能发电厂建厂之议案。1964年（昭和39年）12月1日：东京电力设置大熊町福岛调查所（65年成立“福岛核能建设准备事务所”、67年成立“福岛核能建设所”）。1966年（昭和41年）1月5日：申请公有水面填埋执照许可。7月1日：提出1号机反应堆设置许可申请。12月1日：取得1号机反应堆设置许可。12月23日：与周边10渔协缔结“渔业权损失补偿协定”。1967年（昭和42年）9月18日：提出2号机反应堆设置许可申请。9月29日：1号机开工。1968年（昭和43年）3月29日：国家许可2号机反应堆设置。1969年（昭和44年）4月4日：福岛县与东京电力之间缔结“核电厂安全确保相关协定”。1970年（昭和45年）1月23日：国家许可3号机反应堆设置。7月4日：1号机核燃料初始装填。11月17日：1号机开始试运转。（翌年5月11日实施记念式典礼）1971年（昭和46年）2月22日：提出5号机反应堆设置许可申请。3月26日：1号机开始营业运转。8月5日：提出4号机反应堆设置许可申请。9月23日：国家许可5号机反应堆设置。12月21日：提出6号机反应堆设置许可申请。1972年（昭和47年）1月13日：国家许可4号机反应堆设置。12月12日：国家许可6号机反应堆设置。1974年（昭和49年）7月18日：2号机开始营业运转。1976年（昭和51年）3月22日：“核电厂周边地域安全确保相关协定”改定为“加上在地4町三者协定”。3月27日：3号机开始营业运转。1978年（昭和53年）4月18日：5号机开始营业运转。10月12日：4号机开始营业运转。1979年（昭和54年）10月24日：6号机开始营业运转。2000年（平成12年）1月7日：向县知事报告3号机实施预定MOX燃料装载任务延期。2001年（平成13年）2月26日：当时福岛县知事佐藤荣佐久对于3号机MOX燃料计划、当面表明许可进行。2002年（平成14年）8月29日：核能安全保安院检查东京电力核能发电厂・公布补修作业处理不适当。10月25日：经济产业省提出东京电力1号机反应堆围阻体泄漏率试验报告书造假。进一步、1号机接受为期1年运转停止处分。2003年（平成15年）4月15日：因有定期检查时段重叠之因素，所以停止东京电力所有的运转中之核电厂反应堆运转。7月10日：当时福岛县知事佐藤荣佐久允许6号机再开始运转。2005年（平成17年）7月30日：1号机再开始运转。2006年（平成18年）12月5日：发生1号机复水器海水出入口温度测定资料报告书被篡改。2007年(平成19年)7月24日：由于2007年新潟县中越冲地震柏崎刈羽核电厂遭到一些事故，日本共产党福岛县委员会、同县议会议员团、为确保核电厂安全性以福岛县连络会之名义连名要求东京电力提出“福岛核电厂10基耐震安全性总检查报告书”。2010年（平成22年）2月16日：福岛县知事2月开例行性县议会，东京电力向福岛县议会申请“福岛第1核电厂3号机MOX燃料实施计划”，议会表明有条件的接受其计划。同知事在去年县议会对这计划也检讨再开“能源政策检讨会”，因推行核燃料再利用为国家方针。亦谈及玄海核电厂使用MOX燃料开始发电等之议题，也谈及接受其计划。9月18日:3号机以MOX燃料发电、开始试运转。10月26日:3号机MOX燃料发电、开始营业运转。2011年(平成23年)3月11日:因2011年日本东北地方太平洋近海地震的影响造成1F所有的涡轮机及反应堆自动停止，之后亦发生紧急用的柴油发电机故障停止运转。随之发生冷却水循环系统异常。为释放围阻体压力也将蒸汽排放到大气中，之后发生氢气爆炸、接着建筑物崩落等事故。详情参照福岛第一核电站事故。核电站机组设备1号机、2号机和6号机反应堆都是由通用电气供应，3号机和5号机反应堆改由东芝供应，4号机的反应堆又换为日立制作所供应。通用电气的机组的建筑设计是由电气联结分享公司主导，其它机组的建筑设计则是由供应商自行负责。鹿岛建设承包完成所有相关建造工程。从2010年9月开始，3号机核燃料开始部分使用混合氧化燃料（总计32盒MOX燃料组件）1号机的沸水反应堆是于1967年7月建造完工。于1971年3月26日开始正式进行工业发电。原本计划于2011年3月26日终止运转。但是，在2011年日本本州岛海域地震事件中，遭受严重损坏。1号机设计能够抵挡尖峰地表加速度为0.18g(1.74m/s2)的地震，其响应谱建立于像1952年克恩县地震一类的地震。在尖峰地表加速度为0.125g(1.22m/s2)长达30秒时间的1978年宫城县地震之后，所有机组又重新经过严格检验，但并没发现反应堆的关键零组件遭受任何损坏。机组反应堆类型开始运转日期总装机容量反应炉厂商建筑设计土木施工燃料、装载量所在地1号机沸水反应堆BWR-31971年3月26日46.0万千瓦通用电气Ebasco鹿岛建设大熊町2号机沸水反应堆BWR-41974年7月18日78.4万千瓦通用电气Ebasco鹿岛建设大熊町3号机沸水反应堆BWR-41976年3月27日78.4万千瓦东芝东芝鹿岛建设MOX燃料大熊町4号机沸水反应堆BWR-41978年10月12日78.4万千瓦日立日立鹿岛建设大熊町5号机沸水反应堆BWR-41978年4月18日78.4万千瓦东芝东芝鹿岛建设双叶町6号机沸水反应堆BWR-51979年10月24日110万千瓦通用电气Ebasco鹿岛建设双叶町7号机（计划阶段）改良型沸水反应堆ABWR预定2013年10月138万千瓦8号机（计划阶段）改良型沸水反应堆ABWR预定2014年10月138万千瓦1976年4月2日，区域内发生火灾，但没有对外公开。然而内部有人向田原总一朗告发，才让外界得知。被举报后一个月，东京电力公司承认了这一事故。1978年11月2日三号机发生日本首次的临界事故，不过该事故直到2007年3月22日才被披露。1990年9月9日，3号机发生国际核事件分级表中的第二级事故。因主蒸汽隔离阀停止针损坏，反应炉压力上升，引发“中子束过量”讯号，导致自动停止。1998年2月22日，4号机于定期检查中，137根控制棒中的34根在50分钟间、全部被拔出25分之1(缺口约15cm)。2011年3月11日，因受东北地方太平洋近海地震影响，核电站当天起停止运作，并多次发生爆炸，并定义为4级核灾变（1号机：3月12日、3号机：14日，2号机及4号机亦于15日传出爆炸声，其中4号机更于15日和16日两次发生火灾），此次事故称为福岛第一核电站事故。2011年3月14日法国核能安全局（ASN）根据1至7的国际分级制，日本发生的核能事故可认定为第5级或第6级，与美国1979年的三哩岛事件相当。2011年3月16日根据日本朝日新闻社的报道，国际原子能总署IAEA已经将此次日本福岛核灾定义为6级核灾变，仅次于当年俄国的切尔诺贝利事件，当时是被列为7级，不过若状况继续恶化，IAEA不排除将福岛核灾级数往上调。目前福岛6座反应堆已岌岌可危。东京电力表示、抢救3号反应堆为最高优先，次为4号反应堆。4号15日上午爆炸，外墙裂出2个8m²破洞，造成置放废燃料棒的储水池曝露于大气中。1号反应堆12日爆炸，堆心有熔毁情况，估计燃料棒70%受损。2号反应堆15日爆炸，堆心亦有熔毁情况，燃料棒30%受损。不过，东京电力表示，2号反应堆温度已趋稳定，堆内压力也已下降。5号及6号反应堆15日出现温度微升，目前正灌水进入这2座反应堆中，以冷却降温。机组反应堆类型温度升降反应堆爆炸与否堆芯融毁与否燃料棒受损%抢救顺序①→⑥备注1号机沸水反应堆BWR-3已降3月12日爆炸有熔毁情况70%(④抢救中)稳定2号机沸水反应堆BWR-4温度已趋稳定3月15日爆炸有熔毁情况30%(⑤抢救中)稳定/堆内压力下降3号机沸水反应堆BWR-4上升中3月14日爆炸有熔毁情况(①抢救中)屋顶受损4号机沸水反应堆BWR-4上升中3月15日上午爆炸有熔毁情况(②抢救中)外墙裂出2个8m²破洞，废燃料棒储水池曝露于大气中5号机沸水反应堆BWR-43月15日出现温度微升否否否(③抢救中)正灌水进入反应堆中，以冷却降温6号机沸水反应堆BWR-53月15日出现温度微升否否否(③抢救中)正灌水进入反应堆中，以冷却降温福岛第一核电厂事故（日语：福島第一原子力発電所事故）是2011年3月11日日本宫城县东方外海发生矩震级规模9.0级大地震后所引起的一次核子事故，福岛第一核电厂因此次地震造成有堆芯熔毁危险的事故。日本内阁官房长官枝野幸男向福岛第一核电站周边10千米内的居民发布紧急避难指示，要求他们紧急疏散，并要求3千米至10千米内居民处于准备状态。他表示：“因为核反应堆无法进行冷却，为以防万一，希望大家紧急避难。”接到指示后，福岛县发出通报，紧急疏散辐射半径20千米范围内的居民，撤离规模为14000人左右。同时此事件也是人类史上第一次在沿海地区发生核电厂意外的事件，其相关的核污染(约当35000颗原子弹)对于整个太平洋及沿岸国家城市的影响仍待观察统计。2011年日本地震的直接影响日本标准时间（JST）2011年3月11日14点46分，日本东北海岸发生9.0级地震。在同一天，反应单元1，2和3号正在运转，4，5和6号早已停机做定期检查。当地震被检测到时，反应单元1，2和3号执行了自动关机程序。在反应堆关机后，发电功能即停止。正常情况下，电站可以利用外部电源驱动冷却和控制系统，但是地震对电网造成大规模破坏。紧急柴油发电机组虽然准确地启动，但是在15点41分突然中止运转，全部供给反应堆的交流电源即告失效。虽然电站已经建有海水保护墙，但是接踵而至的海啸摧毁了保护墙，淹没了地势较低的柴油发电机组。在柴油机组失效后，给控制系统供电的电池只能维持8小时。在13小时内，其它电站运来了电池和移动发电机，但是连接移动发电机到水泵的工作直到3月12日15点4分还在继续。通常情况下，发电机可以接到地下室的电源开关，但是当时地下室已被海啸淹没。概述1975年尚未建成时的福岛第一核电厂鸟瞰图。6号机组正在兴建。在3月11日地震之后，核子工程国际组织（NuclearEngineeringInternational）报告1号机、2号机和3号机都已自动关闭，而4号机、5号机和6号机正在进行维修，并没有开启运转。由于整个灾区停电，场区的用电，特别是做为冷却用途，只能靠发电场本身发电供应。因为主发电设施停止运转，必需依赖紧急柴油发电机供应冷却系统所需要的电力。但是，这些柴油发电机已被先前地震引起的海啸损坏。只运作了一小时，就都先后失去功能。虽然反应堆已自动关闭，内部的核能燃料仍旧需要冷却系统除去衰变热（decayheat）。工程师改使用电池供给反应堆控制与阀门所需要的电力。这些电池只能使用几个小时。日本自卫队正在运送更多的备用发电机和电池到福岛第一核电站。由于冷却系统故障，日本政府已于3月11日宣布进入“核能紧急事态”。历程3月12日，日本经济产业省原子能安全保安院表示，福岛第一核电站正门附近的辐射量是通常的70倍以上，而1号反应堆的中央控制室辐射量已升至通常的1000倍。这是日本首次确认有放射性物质外泄。3月13日，3号机疑似也可能发生部分堆芯熔毁。根据东京电力公司当地时间1pm通讯，发生化学爆炸的1号机注入海水与硼酸，这是为了要冷却与阻止进一步核反应。由于反应堆安全壳的气压过高，3号机