乏燃料火灾可能会比福岛事故更严重

2017/7/13 9:34:31

上个月底，SCIENCE上相继发了两篇文章，强调要警惕核电站乏燃料火灾，因为其引发的后果可能会比福岛事故更严重，此种事故将为整个核行业敲响警钟。

“让福岛核事故的灾难后果相形失色”的火灾

一项新模拟研究发现：美国核电站储存的核乏料如果发生火灾，将会带来灾难性的结果。

“我们谈论的是数万亿美元的后果。”普林斯顿大学核安全专家Frank von Hippel说，他和该校另一位专家Michael Schoeppner共同进行了这项模拟实验。

一场大火“可能会让福岛核事故的灾难后果相形失色”，华盛顿特区非营利组织、忧思科学家联盟物理学家Edwin Lyman说。

模拟对象：美国桃花谷核电站(来源：Stan Honda)

来自福岛事故的启示

这一模拟是从美国国家科学院、工程院和医学院近日发布的一项报告中得到的启示，该报告旨在回顾2011年日本北部的地震和海啸造成的灾难性结果，其中详述了如果这两种灾难引发福岛第一核电站乏燃料库火灾，则有可能向环境中释放更多放射性物质。日本内阁大臣将之称为“魔鬼的场景。”幸运的是，这一切并未发生。但这个并未发生的灾难为整个核行业敲响了警钟。

福岛事故的放射性迁移情况(来源：bing)

福岛核电站的6个反应堆中，有3个发生了熔化，其释放出的放射性物质污染了下风向的土地。日本随后宣布1100平方公里的土地不再适宜居住，并搬迁了8.8万人。在核反应堆熔化之后，日本官方曾担心储存在反应堆大厅水池中的乏燃料可能会着火，并向日本东部包括东京在内的更广阔土地释放放射性烟羽。

美国NRC极大低估火灾的灾难后果

报告警告称，美国核电站累积的乏燃料也处于非常脆弱的状态。在核燃料从反应堆中移出之后，其中的裂变产物还会继续衰变，产生热量。目前所有的核电站都会在深水池底部就地将这些乏燃料搁置至少4年，使其逐渐冷却。为了使其冷却，报告建议美国核管理委员会(NRC)和核电运营商加强监督乏料池的系统，增加其水位，以防某个设施出现问题。

美国圣奥诺弗雷核电站的乏燃料水池(来源：Science)

在多数美国核电站，乏燃料都会密集地储存在乏燃料水池里，从而增加了失火的风险。NRC曾估计，宾夕法尼亚州桃花谷核电站核乏料池如果发生大火，将要重新安置3.1万平方公里污染土地上的346万人，其污染面积甚至会超过新泽西州的面积。但是Von Hippel和Schoeppner认为，NRC已极大地低估了如此异常火灾潜在的规模及社会损失。

NRC采用的是MACC2程序对起火下的放射性物质的分布和沉积进行分析，Schoeppne和Von Hippel则使用的是HYSPLIT程序，该程序基于整个地区的大气数据，能得到更精细的事故场景。

梦靥：F. Von Hippel 和 M. Schoeppner的模拟结果

在模拟中，来自普林斯顿的二人专注于铯-137，这是一种半衰期为30年的放射性同位素，也是切尔诺贝利和福岛周围不适宜居住的原因。基于NRC预测的满载乏燃料水池火灾导致铯-137释放的平均水平，他们假设在乏燃料水池中有1600 PBq (1 PBq=10^15 Bq) 的铯-137被释放，这大概是福岛核事故铯-137释放量的100倍。他们模拟了2015年每月第一天的铯-137的量。

模拟宾夕法尼亚州桃花谷核电厂乏燃料火灾对大西洋中部地区造成的灾难性影响