核电厂抗震分析

核电站抗震分析

摘要：核电站抗震一直以来都是从设计、建设到运行时主要考虑的因素之一。拥有足够强度的结构，是发生地震时保证核电站各个设备的完整性，防止放射性物质向厂外泄露的必要条件。不同地区对核电站的抗震级别要求不同，需要根据当地的需求来设计、建造。随着核电发展和研究手段的进步，人类对核电站的抗震领域具有了较为成熟的经验和知识。本文根据日本福岛第一核电站事故，对核电站抗震问题进行简要分析，以及展望第三代反应堆AP1000、EPR在应付地震时的新措施。

关键词：核电站抗震、强度结构、完整性、第三代堆、新措施

核电站正常运行时不失为我们生活中的清洁能源，但核电站又具有很高的社会危险性，与一般工业建筑及民用建筑相比，核电站需具有较高的抗震要求。根据已经形成的国际惯例，核电站设计时要求依据两个地震危险水平进行。即：运行基准地震和安全停车地震。运行基准地震水平是核电站利用期间可能预计到的最大地震；安全停车地震水平是核电站场地内最大的可能性地震。对于核电站中，不管是建筑物及系统、设备及单元，某一元素的损坏都有可能导致核电厂放射性物质向周围环境泄露，对居民的健康和环境构成威胁。因为不同地区的核电站强度要求性能不同，所以要根据当地的实际情况来对核电站强度进行设计、建造，从而防止不必要的浪费。

2011年3月11日，日本附近海域发生了9.0级的地震，随之而来的是地震引起的10m高的海啸。福岛第一核电站的6台机组在地震时都紧急停堆，并启用了应急设备。但是海啸带来的海水将核电站备用的才有发电机给淹没，造成停堆后的堆芯的余热无法排除，引起堆芯的温度升高，堆芯融化，并引起堆芯燃料包壳锆和水蒸气发生反应，产生氢气，在安全壳内发生了爆炸，爆炸炸掀了安全壳的顶部，是防止放射性物质泄露的最后一层保护屏障也破坏了。最终导致了核电厂历史上的仅次于上世纪切尔诺贝利核电站放射性物质外泄的重大事故。

对于此次人类发展核电史的灾难，我们发现面对于这样的大自然灾害，虽说地震级数和海啸浪高是导致福岛第一核电站发生事故的根本因素，但仔细想想，

对于这样的核电事故，只要我们刚开始从设计、建造时考虑到以下所说列举问题，悲剧绝对不是无可避免的。

一是没有充分考虑到核电厂选址和低估了灾难强度。核电站的选址是非常关键的，重要的一点是要尽可能远离地震活动带和易发生地质灾害的地质构造环境；由于日本国土狭窄，本身就处在环太平洋火山带上，地震威胁不容忽视，尽管很多专家和公众曾激烈反对日本建造核电站。但是，出于经济利益的考虑，日本仍然建设了大量核电站。日本早期核电站设计抗震标准为里氏6.5级，在2006年日本修改了核电站抗震标准，将这一标准提高到抗震能力最大为里氏7.0级。但这次9.0级特大地震对抗震能力最大为里氏7.0级安全标准的核电站造成损害也就不足为奇了。

二是核电站的超役工作，设备老化无法抵抗强震的破坏。今年2月7日，东京电力公司完成了对于福岛第一核电站1号机组的分析报告，报告称机组已经服役40年，出现了一系列老化的迹象，包括原子炉压力容器的中性子脆化、压力抑制室出现腐蚀等。但当地并没有关闭该核电站，而是为其制定了长期保守运行也就是再延长使用20年的方案。16日日本专家在分析核电站泄漏事故原因时也认为是设备老化所致。

四是对于地震强度考虑不够，安全备用设施没起作用。核电厂应急救援措施在设计的时候就应该考虑的十分周全，一般会有相当比例的设施和设备就是为了安全而考虑的，也就是我们常说的出现“万一”灾害情况时才可能用到的这些安全备用设备和设施，其中大部分这样的设施和设备直到核电站退役可能都不会使用。但是，这次日本核电站特大地震发生后，首先是外部电网断电，继而发动机组出现故障，阀门又失灵等等，这些原因出现可以说是因为地震级数实在是太大所致，但福岛核电站没有考虑到特大地震和海啸组合造成的危害是专家们的考虑欠缺。

每一次核电事故给我们带来灾难的同时，也给我们人类带了教训和经验，作为缓解世界能源危机的核能源，我们肯定要坚定不移的发展下去，不能因噎废食。这样当地震、海啸等重大灾难来临时，人类有足够的时间去处理所料所不及的事故。

参考文献：