新能源核能
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日本历史上空前的 地震- 海啸大灾难。
海啸前后对比
福岛核电站岌岌可危
地震发生前：1号、2号、3号机组处于运行状态 4号、5号、6号机组处于停堆检修状态
机组编号
1 2 3 4 5 6
电功率/热功率 （MW）
460/1380 784/2381 784/2381 784/2381 784/2381 1100/3293
紧急调用移动式柴油机，但由于功率较小而冷却不够，堆 芯冷却水蒸发，燃料元件露出水面，温度上升，燃料包壳 （锆）与水反应，生成氢气。氢气的积累导致一系列爆炸 或爆燃。
3月12日，1号机组厂房发生氢气爆炸； 3月14日，3号机组厂房发生更猛烈氢气爆炸； 3月15日，2号机组厂房抑压池发生爆炸； 3月15、16日，4号机组厂房乏燃料水池氢爆燃； 3月16日，5号、6号机组乏燃料水池升温。
●当天下午稍后， 2号机组冒白烟，可能是燃料水池水蒸气， 辐射剂量严重超标 。
●从事故机组冒出的蒸汽中夹带了大量的裂变产物气体I-131等，污染了 周边大气环境，并随大气环流飘到全球各地，但辐射剂量极低。 ●在3月21日采集的核电站附近土壤样品中检测到了由这次核事故释放的 少量钚（约0.58 Bq/kg ），这又是表明了部分核燃料已经严重损毁。 ● 3月下旬，在核电站出海口检测到较强的放射性污染，发现是核电站 事故产生的高放射性污水的渗漏。先后采用了混凝土、吸水高分子化合 物进行堵漏，均不见效，最后采用水玻璃才勉强堵住。 ● 3月27日，在2号机组涡轮机房地下室积水中检测到高放射性的废水， 当时说是正常值的1000万倍，第二天又更正为10万倍，放射性浓度为 1.9×1010 Bq/L。 ●4月4日，日本宣布为了给积存的高放射性的污水转移到储存容器，将 积存的11500吨低放射性污水排入海里，其I-131的浓度为180 Bq/L。
大量放射性释放固体、 少量放射性气体释
气体释放
放
半径30公里撤离 污染面积15万平方公里 事故电站厂房
核电站事故等级
● 日本开始将日本福岛核电站事故定为4级，后上调为5级
● 4月12日，日本宣布日本福岛核电站事故定上调为7级
☞ 7级标准：
I-131 1.0×1016 Bq
☞ 日本原子能安全保安院数据:I-131 3.7×1017 Bq
☞ 日本原子能安全委员会数据:I-131 6.3×1017 Bq
2011年7月1日
机组
1
2
3
4
堆芯-燃料
破损
熔化
压力容器完整性 泄漏
堆芯冷却功能 无
破损 熔化 不明
无
破损 熔化 不明
无
无燃料
安全壳完整性 可能漏 可能漏
厂房
大坏 小坏
乏燃料水池冷却 功能恢复 功能恢复
可能漏 大坏
功能恢复
大坏
补救注水
实现“冷停堆”需要9个月——今年底左右
水冷却措施
● “水棺” ——向1号机组反应堆安全壳注水，以冷却安 全壳内的压力容器 。但不奏效（安全壳漏了）。 ● 冷却水循环——设法架设水循环冷却系统，先净化反应 堆 机房和涡轮机房地下室等地的污染水，然后注入安全壳内和 压力容器内，以实现冷却水循环利用。
☞ 切尔诺贝利核事故： I-131 1.8×1018 Bq
● 在相当长时期内，还将持续释放放射性物质
核事故分类
故事
故障
特大事故 （Major accident） 7
严重事故 （Serious accident） 6
跨厂事故 （Accident with off-site risks）5
厂内事故 （Accident mainly in installation）4
2核能
2.1 福岛核事故 2.2 什么是核能 2.3 核能的开发与利用 2.4 核能的特点 2.5 核能的和平利用
2.1 日本福岛核电站事故
2011 年 3 月 11 日 当 地时间14:46，日本 本州岛附近海域发 生9级特大地震 （ 震 源 深 度 20 公 里），随后引发10 米以上海啸，造成
严重故障 （Serious incident） 3
一般Байду номын сангаас障
（Incident） 2
异常事件
（Anomality） 1
核事故危害
爆炸原因
日本福岛核事故 氢爆
前苏联切尔诺贝利核事 故
美国三哩岛核事故
蒸汽爆炸
无
爆炸点
反应堆厂房顶部
反应堆堆芯
无
堆熔状况
堆芯损坏
堆芯爆炸
堆芯熔化
放射性释放
事故影响范 围
大量放射性气体释放
● 上述爆炸或爆燃，导致放射性物质外泄。 ● 反应堆堆芯和乏燃料水池因失水使燃料急剧升温，出 现部分燃料元件熔毁情况。 ● 3月12日，有人建议注入海水以降低堆芯温度，1号 机组氢爆后，仍未考虑注海水 ● 3月13日，不得不采用注入海水冷却措施，这意味着 反应堆将被报废。
● 3月21日16:30， 福岛第一核电站3号机组冒黑烟所有人员撤 离，可能是位于3号机组东南方的乏燃料水池附近的电缆线等因 高温导致起火。3月23日，仍在冒烟。
始有计划的向外释放，后期被迫释放 • 控制与冷却是最为基本的对策，是前提和基础，包容
只能在前两个对策有效的情况下才可实施。
● 地震发生后，正在运行的1号、2号、3号机组自动停堆 ， 靠备用的柴油发电机供电的应急冷却系统随即启动，维持堆 内燃料元件的水冷却循环。（经受住了9级地震的考验） ● 大约在震后51分钟，海啸淹没并冲毁了应急冷却系统—柴 油机系统。 ● 日本东京大学Kuno先生：当地海啸的历史记录为 5.7 m， 核电站设防为10 m，而本次海啸为14 m
堆型
BWR-3 BWR-4 BWR-4 BWR-4 BWR-4 BWR-5
投入运行时间
1971 1974 1976 1978 1978 1979
事故发展
• 东京3月11日14：46，福岛核电站以东140公里处海底发生9 级地震
• 15：34，海啸到达电站，浪高达14米，摧毁了应急柴油机。 • 23时左右，蓄电池耗尽，汽动泵停运，堆芯丧失所有冷却
功能 • 福岛核事故是在出现超强自然灾害（超设计工况地震、叠
加设计未预期的海啸）以及沸水堆设计安全性不足的情况 下发生的。
事故发展
2 事故发展
事故处置
• 第一安全对策实现：反应堆及时关闭 • 第二安全对策没有实现：首先是全厂断电，后备的蓄
电池容量不足，堆心得不到冷却 • 第三安全对策部分失效：因不能冷却，压力升高，开
海啸前后对比
福岛核电站岌岌可危
地震发生前：1号、2号、3号机组处于运行状态 4号、5号、6号机组处于停堆检修状态
机组编号
1 2 3 4 5 6
电功率/热功率 （MW）
460/1380 784/2381 784/2381 784/2381 784/2381 1100/3293
紧急调用移动式柴油机，但由于功率较小而冷却不够，堆 芯冷却水蒸发，燃料元件露出水面，温度上升，燃料包壳 （锆）与水反应，生成氢气。氢气的积累导致一系列爆炸 或爆燃。
3月12日，1号机组厂房发生氢气爆炸； 3月14日，3号机组厂房发生更猛烈氢气爆炸； 3月15日，2号机组厂房抑压池发生爆炸； 3月15、16日，4号机组厂房乏燃料水池氢爆燃； 3月16日，5号、6号机组乏燃料水池升温。
●当天下午稍后， 2号机组冒白烟，可能是燃料水池水蒸气， 辐射剂量严重超标 。
●从事故机组冒出的蒸汽中夹带了大量的裂变产物气体I-131等，污染了 周边大气环境，并随大气环流飘到全球各地，但辐射剂量极低。 ●在3月21日采集的核电站附近土壤样品中检测到了由这次核事故释放的 少量钚（约0.58 Bq/kg ），这又是表明了部分核燃料已经严重损毁。 ● 3月下旬，在核电站出海口检测到较强的放射性污染，发现是核电站 事故产生的高放射性污水的渗漏。先后采用了混凝土、吸水高分子化合 物进行堵漏，均不见效，最后采用水玻璃才勉强堵住。 ● 3月27日，在2号机组涡轮机房地下室积水中检测到高放射性的废水， 当时说是正常值的1000万倍，第二天又更正为10万倍，放射性浓度为 1.9×1010 Bq/L。 ●4月4日，日本宣布为了给积存的高放射性的污水转移到储存容器，将 积存的11500吨低放射性污水排入海里，其I-131的浓度为180 Bq/L。
大量放射性释放固体、 少量放射性气体释
气体释放
放
半径30公里撤离 污染面积15万平方公里 事故电站厂房
核电站事故等级
● 日本开始将日本福岛核电站事故定为4级，后上调为5级
● 4月12日，日本宣布日本福岛核电站事故定上调为7级
☞ 7级标准：
I-131 1.0×1016 Bq
☞ 日本原子能安全保安院数据:I-131 3.7×1017 Bq
☞ 日本原子能安全委员会数据:I-131 6.3×1017 Bq
2011年7月1日
机组
1
2
3
4
堆芯-燃料
破损
熔化
压力容器完整性 泄漏
堆芯冷却功能 无
破损 熔化 不明
无
破损 熔化 不明
无
无燃料
安全壳完整性 可能漏 可能漏
厂房
大坏 小坏
乏燃料水池冷却 功能恢复 功能恢复
可能漏 大坏
功能恢复
大坏
补救注水
实现“冷停堆”需要9个月——今年底左右
水冷却措施
● “水棺” ——向1号机组反应堆安全壳注水，以冷却安 全壳内的压力容器 。但不奏效（安全壳漏了）。 ● 冷却水循环——设法架设水循环冷却系统，先净化反应 堆 机房和涡轮机房地下室等地的污染水，然后注入安全壳内和 压力容器内，以实现冷却水循环利用。
☞ 切尔诺贝利核事故： I-131 1.8×1018 Bq
● 在相当长时期内，还将持续释放放射性物质
核事故分类
故事
故障
特大事故 （Major accident） 7
严重事故 （Serious accident） 6
跨厂事故 （Accident with off-site risks）5
厂内事故 （Accident mainly in installation）4
2核能
2.1 福岛核事故 2.2 什么是核能 2.3 核能的开发与利用 2.4 核能的特点 2.5 核能的和平利用
2.1 日本福岛核电站事故
2011 年 3 月 11 日 当 地时间14:46，日本 本州岛附近海域发 生9级特大地震 （ 震 源 深 度 20 公 里），随后引发10 米以上海啸，造成
严重故障 （Serious incident） 3
一般Байду номын сангаас障
（Incident） 2
异常事件
（Anomality） 1
核事故危害
爆炸原因
日本福岛核事故 氢爆
前苏联切尔诺贝利核事 故
美国三哩岛核事故
蒸汽爆炸
无
爆炸点
反应堆厂房顶部
反应堆堆芯
无
堆熔状况
堆芯损坏
堆芯爆炸
堆芯熔化
放射性释放
事故影响范 围
大量放射性气体释放
● 上述爆炸或爆燃，导致放射性物质外泄。 ● 反应堆堆芯和乏燃料水池因失水使燃料急剧升温，出 现部分燃料元件熔毁情况。 ● 3月12日，有人建议注入海水以降低堆芯温度，1号 机组氢爆后，仍未考虑注海水 ● 3月13日，不得不采用注入海水冷却措施，这意味着 反应堆将被报废。
● 3月21日16:30， 福岛第一核电站3号机组冒黑烟所有人员撤 离，可能是位于3号机组东南方的乏燃料水池附近的电缆线等因 高温导致起火。3月23日，仍在冒烟。
始有计划的向外释放，后期被迫释放 • 控制与冷却是最为基本的对策，是前提和基础，包容
只能在前两个对策有效的情况下才可实施。
● 地震发生后，正在运行的1号、2号、3号机组自动停堆 ， 靠备用的柴油发电机供电的应急冷却系统随即启动，维持堆 内燃料元件的水冷却循环。（经受住了9级地震的考验） ● 大约在震后51分钟，海啸淹没并冲毁了应急冷却系统—柴 油机系统。 ● 日本东京大学Kuno先生：当地海啸的历史记录为 5.7 m， 核电站设防为10 m，而本次海啸为14 m
堆型
BWR-3 BWR-4 BWR-4 BWR-4 BWR-4 BWR-5
投入运行时间
1971 1974 1976 1978 1978 1979
事故发展
• 东京3月11日14：46，福岛核电站以东140公里处海底发生9 级地震
• 15：34，海啸到达电站，浪高达14米，摧毁了应急柴油机。 • 23时左右，蓄电池耗尽，汽动泵停运，堆芯丧失所有冷却
功能 • 福岛核事故是在出现超强自然灾害（超设计工况地震、叠
加设计未预期的海啸）以及沸水堆设计安全性不足的情况 下发生的。
事故发展
2 事故发展
事故处置
• 第一安全对策实现：反应堆及时关闭 • 第二安全对策没有实现：首先是全厂断电，后备的蓄
电池容量不足，堆心得不到冷却 • 第三安全对策部分失效：因不能冷却，压力升高，开