福岛核电站事故简介

福岛核电站事故简介 福岛核电站简介 福岛核电站Fukushinia Nuclear Power Plant 福岛核电站位于日本福岛工业区。由福岛一站、福岛二站组成。共10台机组(一站6台，二站4台)，均为沸水堆。总输出功率净,毛值为8814,9096兆瓦。福岛核电站(北纬37度25分14秒，东经141度2分)。 世界最大的核电站。位于日本福岛工业区。由福岛一站、福岛二站组成。共10台机组(一站6台，二站4台)，均为沸水堆。总输出功率净,毛值为8814,9096兆瓦，两站总容量超过原世界最大核电站加拿大布鲁斯核电站(6786,7226兆瓦)。 福岛一站1号机组于1967年9月动工，1970年11月并网，1971年3月投入商业运行，输出电功率净,毛值为439/460兆瓦,负荷因子为49.9,。2号,6号机组分别于1974年7月、1976年3月、1978年10月、1978年4月、1979年10月投入商业运行。负荷因子分别为52.8,、61.2,、72.1,、68.5,和69.7,。福岛二站4台机组的输出电功率净,毛值均为1067/1100兆瓦。 二站1号机组于1975年11月开始施工，1981年7月并网，1982年4月投入商业运行，负荷因子为76.1,。2号,4号机组分别于1984年2月、1985年6月、1987年8月投入商业运行,负荷因子分别为79.1,、81.7,和78.9,。 事故历史 福岛第一和第二核电站此前也多次发生事故。其中福岛第一核电站,,,,年曾经发生临界事故，但是事故一直被隐瞒至,,,,年才公诸于众。 2005年8月里氏7.2级地震导致福岛县两座核电站中存储核废料的池子中部分池水外溢。 2006年，福岛第一核电站,号机组曾发生放射性物质泄漏事故。 2007年，东京电力公司承认，从1977年起在对下属,家核电站总计199次定期检查中，这家公司曾篡改数据，隐瞒安全隐患。其中，福岛第一核电站,号机组反应堆主蒸汽管流量计测得的数据曾在1979年至1998年间先后28次被篡改。 2008年6月福岛核电站核反应堆5加仑少量放射性冷却水泄漏。官员称这没有对环境和人员等造成损害。 2011年3月里氏9.0级地震导致福岛县两座核电站反应堆发生故障，其中第一核电站福岛核电站中一座反应堆震后发生异常导致核蒸汽泄漏。于3月12日发生小规模爆炸，或因氢气爆炸所致。有业内人士表示，福岛核电站是一个技术上现在已经没人用的单层循环沸水堆，冷却水直接引入海水，安全性本来就没什么太大指望。沸水产生的蒸汽用来直接推动汽轮，不象压水堆那样有蒸汽发生器隔离。万一发生故障，蒸汽里就带有辐射性物质。对于日本这一个地震频繁的地区，使用这样的结构非常不合理。[1]3月14日发生爆炸。 福岛核电站 - 使用MOX燃料 日本福岛县政府于2011年2月16日召开会议，政府长官YuheiSato表达了 他的观点，接受东京电力公司(TEPCO)所属的福岛-1-3核电厂(NPP)使用混合氧化物燃料(MOX)发电的申请。 TEPCO起初在1998年获得了在福岛-1-3核电厂使用MOX的初步 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 。但是在2002年由于该厂发生篡改记录的事件后，该 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 却被终止了。 根据近期政府的表态，该计划将在停滞了十年后重新启动。 地震影响放射性物质泄漏 原子能安全和保安院在一份声明中说，受,,日大地震影响而自动停止运转的东京电力公司福岛第一核电站，,号机组中央控制室的放射线水平已达到正常数值的,,,,倍。而最新公报说，这一核电站大门附近的放射线量继续上升，,,日上午,时,,分已经达到正常水平的,,倍以上。 这是日本有关部门首次确认有核电站的放射性物质泄漏到外部。日本福岛县东京电力公司所属第一和第二核电站周边的双叶町、大熊町、富冈町的全部居民,,日上午开始到划定的危险区域之外避难，总计约两万人。 为了防止安放核反应堆的容器内气压升高，导致容器无法承受压力而破损，原子能安全和保安院已下令东京电力公司将福岛第一核电站的,号和,号机组反应堆容器内的蒸汽释放到外部。 东京电力公司准备在福岛第一核电站的,座反应堆中，首先释放事态最为严重的,号机组的蒸汽。而,号和,号机组，如果冷却反应堆的功能无法尽快恢复，也将采取同样措施。 东京电力公司指出，福岛第一核电站,号机组的反应堆容器内的蒸汽，将通过一个巨大水池，再从排气筒释放出去。过水的时候，放射性物质将在一定程度上被降低，同时工作人员将一直在排气筒的出口观测放射性物质的数量。 此外，福岛第二核电站已经丧失冷却功能，东京电力公司已经开始释放福岛第二核电站,号和,号机组反应堆容器内的蒸汽，以减少容器压力，防止更大破损。该公司还准备将核电站内另外两座反应堆的蒸汽释放到外部。 这是日本首次采取核电站打开阀门向外释放蒸汽的紧急避险措施。尽管这一举措也有可能导致放射性物质泄漏到外部环境，但这样可以避免容器破损导致核电站失去封闭机能。 日本经济产业大臣海江田万里表示，根据事前评估，即使释放出放射性物质，也将是微量的。保安院指出，由于政府已经决定扩大避难地区，并且风向是吹向大海的，因此能够确保居民安全。 [2]未影响台湾 台湾原子能事务主管部门负责人谢得志,,日表示，日本福岛核电站,,日发生放射性物质泄漏，台湾未受到影响。 谢得志表示，由于福岛境内风向是由西向东吹往太平洋方向，而不是吹往台湾方向，因此台湾不会受到放射性物质影响。全台,,个辐射监测中心的数据目前都正常。 日本东北部福岛第一核电站1号机组冒出白烟 据悉，台湾当局将继续加强环境辐射侦测，严密监控环境辐射变化情形，确保民众安全。当天，台湾当局召开“重大灾害因应作为研讨会”，研究如何应对日本地震海啸事件。台当局领导人马英九在会上表示，面临日本地震带来的复合 式灾难，台当局必须重新检视重大灾害防救机制，做好准备。 马英九说，日本发生有史以来最大的地震，带来海啸、火灾与核电厂意外事故，形成复合式的灾害，造成的冲击与影响非常重大。台湾也处于环太平洋地震带，必须提高警觉。 他表示，面对这种复合式的灾难，必须重新检讨台湾在防灾救灾方面的准备是否足够，并密切关注大地震对日本经济的影响以及是否会对台湾产生连锁影响。 [3]人员疏散 日本里氏9.0级强震造成该国两座核电站的5个机组停转，日本政府为此已宣布“核能紧急事态”，并于12日首次确认福岛核电站出现泄漏，大批居民被疏散。 据共同社报道，日本经济产业省原子能安全保安院12日表示，因地震而自动停止运行的东京电力公司福岛第一核电站正门附近的辐射量升至正常值8倍以上，1号反应堆的中央控制室辐射量是正常值的1000倍。为防止核反应堆容纳器内的气压上升导致破损，保安院下令东京电力公司释放反应堆容纳器的蒸气。 日本首相菅直人12日上午也对福岛第二核电站发布了“核能紧急事态宣言”。菅直人下令，12日凌晨5时44分起，建议居民疏散避难的范围从第一核电站半径3公里以内扩至10公里。福岛县政府12日也要求以第二核电站为中心半径3公里之内的居民疏散。 最新消息称，该县疏散避难者已达10万人。日本经济产业相海江田万里强调:“从事前评估来看，(即便有泄漏)也只是微量。”保安院方面表示，从避难区域扩大的情况和风向等因素来看，能够保障居民安全。 据悉，美国空军已紧急派遣飞机向日本运送用于核电站的冷却剂。国际原子能机构此前表示，核电站关闭后，核燃料需要持续冷却。[4] 来源: 文字:KPWANG 时间:2011-03-1709:01:08 事故序列 1、反应堆立即紧急停堆whenearthquakefirsthit。自动供电系统启动 2、所有外部电源tothestation全部丧失，when海啸冲毁了供电线路 3、柴油发电机启动，提供后备电力,用来支持后备冷却系统，后备冷却系统开始工作。 4、在海啸一小时后，柴油发电机停止工作，据报道，是柴油用尽 5、隔离冷凝器(AnIsolationcondenser)被启用，用来导出衰变热(此时早已停堆，但还有1%功率的衰变热需导出，参看相关背景知识) 6、反应堆堆芯备用冷却泵(RCIC)被启用，which用来排除反应堆中的蒸汽，然而，电池供应控制阀门失去DC电源在使用很长时间后 7、DC电源在8小时后耗尽 8、此后，反应堆进入了完全断电时间(没有任何电力供应) 9、数小时候，一回路水流失，堆芯degradation发生，包壳的zr和围栏失效，(注:主要是高温zr水反应) 10、移动柴油机运抵反应堆 、AC电力系统恢复，备用压力容器泵启用，注入新的冷却剂水给一回路 11 12、由于堆芯温度很高，注入水后压力骤然升高 13、Drywellcontainment排除反应堆 14、由Zr氧化物和水产生的氢气排除反应堆厂房(注:怀疑应是反应堆安全壳) 15、反应堆厂房内的氢气发生爆炸 16、包容系统(安全壳)和RPV(反应堆压力容器)报道称依然完整 17、开始注入海水倒RPV 18、放射性物质泄漏 福岛第一核电站事故 2011年日本地震的直接影响参见:2011年日本东北地方太平洋近海地震 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 在3月11日地震之后，核子工程国际组织(Nuclear Engineering International)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。[5]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。[6]只运作了一小时，就都先后失去功能。[7]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(decay heat)。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。[8]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。[9]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”。[10] 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[11]。 3月13日，3号机貌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号机已经排气。之后，为了要吸取中子，又灌入含有的硼酸的水[12]。虽然核反应堆安全壳内的气压很高，2号机的水位也比正常低，由于冷却系统仍旧能够将水注入，水位相当稳定[12]。同日 日本核能研究开发机构宣布，依照国际核事件分级表，将福岛事故分级为第四级核事故[13]。政府官员谈到堆芯熔毁的可能之后，大约170,000–200,000名居民已被疏散至安全地区[14][15]。而法国则认为问题比日本官方宣称的更严重，是第六级事故[16]。 3月14日上午11点01分，3号机也因同样问题而导致氢气爆炸，相关单位随后发出通报，附近方圆20千米内600多位居民全部室内避难[17]。 3月15日清晨6时10分，2号机组反应堆的控制压力池损坏，而引发爆炸，而4号机组发生氢气爆炸导致了火灾，相关单位随后要求厂房半径20千米范围内所有人撤离，30千米内范围内的人留在家中，并将此区空域发布为无限期区域禁飞令[18][19]。 3月16日，福岛第一核电站内处理危机的工作人员全部撤离现场，实行暂时的避难[20]。 3月17日，在早上自卫队直升机对乏燃料池3和4降水。在下午据报道4号机组乏燃料池满水和无燃料棒暴露。工程已经开始对六个福岛第一核电厂机组提供外部电力来源[21]。 3月18日，日本核安全局经济部表示福岛第一核电厂事故以国际核事故七级制中的第四级提升至第五级[22](1、2、3号机为五级，4号机为三级。[23])。 根据从要求东京都知事石原慎太郎，约03:00 JST东京消防厅出动三十辆消防车139消防人员和训练有素的救援队伍。这些措施包括消防车用22米的水塔，所有单位将参加日本自卫队的消防设备已部署。JDF预期利用 TFD的设备以解决低水被证实存在于第4号机组，也新关注第3号机组[24]。 反应堆状况(181 2 3 4 5 6 [25]日10:00) 输出功率 (兆460 784 784 784 784 1100 瓦) 反应堆类型 BWR-3 BWR-4 BWR-4 BWR-4 BWR-4 BWR-5 无工作 ANF 无工作(计无工作(计地震时状态 工作中 工作中 工作中 没有燃料装划中检修) 划中检修) 载 燃料棒 受损 受损 受损 正常 正常 正常 怀疑受怀疑没有压力容器 正常 正常 正常 正常 损 受损 核心冷却系统 无法工无法工无法工作 不需要 不需要 不需要 1 (/RHR) 作 作 核心冷却系统 无法工无法工无法工作 不需要 不需要 不需要 2 (/MUWC) 作 作 严重受轻微受反应堆厂房 严重受损 严重受损 正常 正常 损 损 燃料露燃料露压力容器水位 燃料露出 安全 安全 安全 出 出 压力容器的压稳定 未知 稳定 安全 安全 安全 力 围阻体压力 未知 低 低 安全 安全 安全 向燃料棒注入进行中 进行中 进行中 不需要 不需要 不需要 海水 向围阻体注入进行中 考虑中 进行中 不需要 不需要 不需要 海水 暂时停暂时停释放压力 暂时停止 不需要 不需要 不需要 止 止 核心温度 过高 过高 过高 温度上升中 温度上升中 温度上升中 水位过考虑注(无数水位过低，准乏燃料 低，注水温度上升中 温度上升中 水 据) 备注水中 中 环境影响 646.2 微希沃特/小时 17日 11:10 (发电厂周边) 紧急撤离半径 20 km(20 - 30 km 内关闭门窗防止辐射) [26][27][28]国际核事件分等级5由日本核工业安全局评估(反应核容器已受损);[29][30][31]级等级6(由法国核能局和芬兰核能局评估) ; 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 问题 设计问题在1960年代，通用电气(GE)开始生产Mark 1沸水反应炉，Mark 1使用了建造容易，较小、较廉价的设计结构[32]。 前GE工程师布瑞丹鲍(Dale Bridenbaugh)提到，“Mark 1尚无法承受重大意外中可能面临的负担”，35年前他因担心核子反应炉的安全设计问题而提出辞呈。布瑞丹鲍表示:“当时，我不认为各家电力公司审慎重视这个问题。我觉得，在完成 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 之前，有一部分核电厂应该关闭，但通用电气公司和各家电力公司都不想这么做，我只好离开”[33]。 在诸多瑕疵当中，Mark 1围阻容量小的设计最为人诟病，就像福岛第1核电厂现正经历的状况，这种设计经不起爆炸，以及氢气膨胀的冲击[32]。 1980年后期，通用电气自1957年以来的内部文件曝光，内容指称Mark 1未经足够测试、存有影响安全的设计瑕疵，导致数家公共事业体、发电厂经营者曾打算对通用电气提告。期间，美国核电厂已针对所有Mark 1进行改造，增加了排气系统，以便在过热的状况下尚能降压[32]。 通用电气说法GE Hitachi Nuclear Energy 发言人 Michael Tetuan 表示:“‘BWR Mark 1’反应堆是业内的老黄牛，拥有40多年得到验证的安全可靠记录，从来没有哪一个‘Mark 1’密封系统出现过破裂”[34]。 General Electric Hitachi 核能工程师 James Klapproth表示，福岛核电厂已经设有排气系统协助释放压力[32]。 其他观点1972年，美国原子能委员会(Atomic Energy Commission)安全检查官Stephen H. Hanauer发现，Mark 1存在难以接受的安全疑虑，同时建议Mark1停产[32]。同年底，接掌核子管理委员会(Nuclear Regulatory Commission，前身是原子能委员会)的Jeseph Hendrie表示，禁止Mark 1的建议值得考虑。由于当时Mark 1在核能发电产业和监管官员之间的接受度颇高，Hendrie认为如果此时下达禁止令，核能发电的时代也会跟着宣告结束[32]。 1980年间，核子管理委员会官员Harold Denton曾断言，一旦发生事故造成燃料棒过热、甚至熔化后，Mark 1反应炉爆炸的概率高达90%[32]。 1号机组 1至5号机使用的典型沸水反应堆马克1号围阻体剖视图。 DW:干井，WW:湿井，SF:乏燃料池。 湿井在围阻体底部形成一个环形槽。中间蓝色与粉红色部分是压力槽。 冷却系统故障 于3月11日16点36分，日本政府宣布进入“核能紧急事态”(日本法关于处理核子紧急准备之特别措施第15条)，这是因为“1号机组和2号机组紧急堆芯冷却系统，无法确定反应堆的冷却水注入功能”。稍后，由于1号机组的反应堆水位监测功能恢复正常，警戒状态得以解除，但是在17点07分又重回警戒状态。[35] 3月12日清早，东京电力公司报告，汽轮机房的辐射强度正在升高。[36]公司开始考虑排放压强大增的热气进入大气层，由于这动作会造成辐射外泄，必须审慎处理[37]。内阁官房长官枝野幸男稍后发言，辐射外泄量很小，而且陆风会将辐射物质吹向大海。[38]在2点整，安全壳内部气压报告为600 kPa ，超过正常状况200 kPa[7]。在5点30分，1号反应堆内部压强是“设计容量”的2.1倍。[39]，或840 kPa[40]。安全壳内部越来越高的温度会引起压强的增高，而冷却水泵和促使热气通过热交换器的风扇都必须依赖可靠的电源[41]。假若压强过高，则必需将热气外释。借着水蒸气的蒸发，反应堆也可以冷却。但失去的冷却水必须补足。反应堆内的水应该只具有微量辐射性，但这假定核燃料并未遭受损坏。 在7点整，东京电力公司发表新闻稿，可移动探测车对于放射线物质(碘等等)的测量显示，与正常值相比，辐射强度正在增加，另外一个探测中心也显示出辐射强度高于正常值。[4]在核电站大门测量到的伽马射线剂量率或等效剂量率从4点整的69 nanogray/hour (nGy/h) (等效于0.069微希沃特每小时)，在40分钟内，跳到866 nGy/h(等效于0.866微希沃特每小时)，后来更在10点30分达到高峰值385.5 微希沃特每小时。[42]在13点30分，1号机组附近探测到放射性铯-137和碘-131[43]这意味着堆芯已经暴露于空气，从而发生部分堆芯熔毁或核燃料棒护套损毁。[44]NHK网站报告，冷却水位降低过度，造成核燃料棒部分暴露。[45]东京电力公司表示，厂区边界的辐射值已超过安全标准。[46] 反应堆建筑物爆炸 视觉化技术制成的数据图，显示出爆炸前后的1号机。3月12日15点36分，1号机发生爆炸。四名员工因此受伤，都已被送往医院治疗，幸无大碍。反应堆建筑物的屋顶及外墙的上半部分被炸毁，只剩下不锈钢梁架[47][48]。屋顶与外墙是设计用来保护内部设备不至受到恶劣气候影响，并不能够抵挡爆炸所产生的高压力，也不能用为反应堆的安全壳。在每个机组的建筑物内部，“干井”与“湿井”这两个厚度超过2米的强力钢筋混凝土结构紧密地包住反应堆“压力槽”，形成“围阻体”[40][49]。 专家很快就毫无异议地断定这爆炸是氢气爆炸[50][51][52]。由于水位降低，曝露出来的核燃料氧化铀温度过热，燃料棒护套的锆锡合金[53]与蒸气发生氧化反应而产生氢气。[54]安全设备应该在排气的同时点燃氢气，避免发生爆炸。但可能是因为断电而无法运作，这系统也失去功能。这些氢气泄漏出来，集中于建筑物上方的“更换燃料台”附近。这是整个建筑物最单薄的地方，是由金属皮建成的屋顶与墙壁，也是爆炸炸掉的部分。 政府官员表示，反应堆的安全壳仍旧无损，并没有发生大规模放射性物质外泄[40][50]，虽然在爆炸事件后，辐射强度已明显地增加[55]。ABC新闻报告，根据福岛县政府，核电站的每小时辐射剂量率已达1,015 微希沃特[56]。有两位核能专家独立地指出切尔诺贝利核电站与福岛第一核电站之间设计与运作状况的差异，其中一位认为切尔诺贝利核能电厂事故应该不会再次发生[57][58]。 改用海水冷却 3月12日20点05分，按照“核能管控法”和首相菅直人的指示，日本政府命令使用海水于1号机，尽力冷却反应堆可能会熔毁的堆芯[59]。在21点整，东京电力公司发表，已经在20点20分开始将海水注入于反应堆，准备稍后用硼酸为中子吸收剂注入于反应堆，希望这动作可以促使避免发生“临界事故”[60]。将反应堆的堆芯注满海水大约需5至10小时，之后需要10天时间来完成整个过程[50]。在23点整，东京电力公司发表，由于在22点15分又发生地震[61]，暂时停止注入海水，稍后，又重新启动[40]。由于注入海水这动作会使得反应堆被不纯净的水污染，这反应堆可能会遭遇退役命运，因为净化反应堆并不划算[62]。 核子与工业安全局报告，在3月13日11点55分，开始通过灭火系统将海水注入围阻体。在3月14日1点10分，由于所有储水池内的海水都已罄尽，只好暂时停止注入海水。同样地，3号机海水注入工作也暂时停止。在3点20分，又恢复水源供应。在3月14日5点整核电站附近的辐射剂量率测量大约为0.038微希沃特每小时，在15点整，降为0.035微希沃特每小时[63]。 2号机组 日本新闻网报道，日本福岛第一核电站的2号反应堆在14日深夜因为冷却水蒸发导致4米高的核燃料棒完全暴露出水面，核燃料棒处于无法冷却的状态。 报道称，虽然核能专家采取了“注入海水”的紧急 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ，并使得反应堆内的水位一度上升至3.1米，但在23时20分许，水位又出现急剧下降，整个核燃料棒再度出现“裸露”的问题。东京电力公司承认，这一反应堆的核燃料棒的堆芯因为高温可能已经熔解。 为了重新注入海水实施冷却，15日凌晨0时2分许，核能专家打开了反应堆容器，让容器内的蒸汽外泄。0时30分许，第一核电站正门附近检测出了3200微希沃特的高浓度辐射剂量。 东京电力公司称，如果核燃料棒持续无法冷却，当温度达到2000度的话，核燃料棒护套就会在高温中熔解，导致核泄漏，或许将造成本次大地震中最严重的次生灾害。 3月15日上午6点10分，2号机传出爆炸声[64]。中午10点，确定2号机组出现中子辐射，初步判断为压力容器发生破裂，放射性物质出现泄漏。日本首相菅直人发表电视讲话，宣称核电站情况不容乐观，进一步要求扩大避难区面积。 冷却系统故障 东京电力公司发表，在3月14日13点25分，2号机的冷却功能已经停止[65]。稍后，时事通信社报道，冷却水水位正在降低，2号机的4米长核燃料棒已经完全暴露约140分钟之久，很可能会发生堆芯熔毁[66][67]。时事通信社又报道，在20点07分，核燃料棒仍旧有3.7米暴露在外，不能排除堆芯熔毁的可能性[68]。 共同通讯社报告，工作人员成功地将海水注入反应堆，覆盖了核燃料棒下半段。但是，上半段仍旧暴露在外，技术人员不能排除核燃料棒已经熔毁的可能。[66][69]。在21点37分，东京电力公司报告，在核电站大门测量到的最高辐射剂量率3130微希沃特每小时。暴露在这辐射强度下20分钟等于非核能工作人员“年摄入限度”[66]。在22点35分，辐射剂量率降低至326微希沃特每小时[70]。 大约在23点整，4米长的燃料棒又第二次完全暴露[66]。东京电力公司发表，3号机的氢气爆炸可能引起2号机冷却系统发生故障，因为用来冷却2号机的五个水泵之中，在3号机爆炸之后，有四个水泵失去功能，剩下的一个水泵也短暂的停止工作[71]。由于压力槽的一个气流流量计不小心被关掉，造成压力槽内部的压强升高，阻止海水注入，造成燃料棒完全暴露。为了要补充海水，必须先开启一个气阀，降低压力槽内部的压强[66][72]。在3月15日4点11分，气阀开启成功，又可以将海水注入反应堆[73]。 3月18日，东电公司指出，核电站在地震后处于停电状态，应急发电机也因海啸而出现故障无法使用，1号机组到3号机组的核反应堆等无法冷却，如要恢复冷却功能，必须先修复外来电源，该公司在3月17日之前，已铺设了向2号机组输电用的新的电缆，并在3月18日进行发电站内部进行接续作业。这项作业首先在设备损坏程度较轻的2号机组进行，并希望18日晚上就能恢复输电以启动冷却装置。[74] 反应炉建筑物爆炸 3月15日6点10分，2号机传出爆炸声。这爆炸可能损坏了压力槽下方的抑压系统。辐射级位(965.5微希沃特每小时)已超过法定限度(500微希沃特每小时)[75]。核电厂内800名工作人员中，不必要人员都开始撤离[76]，只留下50人员敢死队，称为福岛50，继续这艰险的冷却工作[77]。在爆炸之前辐射等效剂量率大约为73微希沃特每小时，在爆炸两个小时之后，等效剂量率很快就跳高至8217微希沃特每小时[78][79]。爆炸发生3小时之后，继续飘高至11900微希沃特每小时。稍加比较，普通人一年吸收的等效剂量只有1000微希沃特，所以，在那里一小时等于普通人12年所吸收的辐射剂量[78]。 稍后，内阁官房长官枝野幸男承认在压力槽下方的抑压池已在爆炸中损坏，造成压强降低。东京电力公司强调压力槽并没有破裂，因为辐射级位并没有跳高[80]。 在3月15日举行的一个新闻发表会里，国际原子能机构的执行长天野之弥表示，2号机的反应炉可能已遭受损坏。他估计损坏小于5%[81]。3月16日早晨，核子与工业安全局报告，所有燃料棒中，大约有33%已遭受损坏[82]。 3号机组 与其它五个机组不同，3号机使用由氧化铀与氧化钚混合制成的一种燃料，称为混合氧化燃料。由于钚元素对于反应炉的中子效应与外释于环境会造成的致癌效应，假设发生任何事故，3号机更具有危险性[75]。3号机与4号机的控制中心共用同一个办公室[83]。 3月14日上午11点01分，3号机也因同样问题而导致氢气爆炸，造成7人受伤、11人下落不明，但核装置保护设施尚未受损。相关单位随后发出通报，附近方圆20千米内600多位居民全部室内避难。 3月16日上午，有消息传出4号机因过热冒出白烟，白烟很可能是含有辐射的水蒸气，但其后证实3号机组因“耗乏燃料池”无法冷却，水分蒸发成水蒸气，从而形成了白烟并并发生火警，辐射水平一度急升，全部工作人员要撤离，其后辐射水平稍为回落。内阁官房长官枝野幸男表示，3号机组的安全壳部份可能受损，放射性物质可能随蒸气向外扩散，正计划向核电厂注入硼酸，减低核裂变速度。 同日下午，日本仙台市内霞目驻地的陆上自卫队第1直升机团曾尝试用直升机吊运大型盛水容器，将水注入3号机组内以作降温[84]，但未能成功。[85] 3月17日上午9点48分，9点52分，10点00分，三架航空自卫队CH-47直升机分别实施了三次人工降水(每架飞机载水7.5吨)。[86]可是成效不彰，根据距离3号机组外约100米的仪器显示，于日本时间17日早上9时40分的辐射量数据为每小时3782微希，而投水后于10时20分则为每小时3752微希，显示辐射量并未出现明显变化。[87]为此，日本自卫队拟动用11辆配备超高水压功能的特殊消防车，从反应堆外部建筑30米的喷水地点开始，向200米外的海岸连成一线，用水管连接消防车，并从海里抽取海水冷却机组，估计每分钟将可以喷射6吨海水。[88]下午7点，警视厅机动队11名人员(年纪在25-41岁间)赶来向3号堆放了四吨水但未放准位置。 3月18日，当局再次向受损的3号机组注水降温，但防卫省表示，自卫队直升机不会参与，并无解释原因。经过陆空两路的灌水工作，核电厂周围的辐射水平在当天轻微回落，并在远处可见水蒸气从反应堆厂房升起。[89]内阁官房长官枝野幸男在当天上午表示，虽然海水已经被注入到核废料冷却池，但难以估计有多少海水成功注入。[90] 冷却系统故障 3月13日清早，核子与工业安全局的官员在新闻发布会报告，3号机的紧急冷却系统已失去功能，资深工程师正在埋头苦思、脑力激荡，试着寻找冷却反应炉的可行之道，防止堆芯熔毁[91]。5点38分，由于失去电力，无法将冷却液注入反应炉。工作人员努力修复电源，降低气压[92]。混合氧化燃料棒一度曾经有3米暴露在外，没有被冷却液遮掩[93] 7点30分，东京电力公司开始准备外释放射性蒸气，认为外释的辐射剂量相当小，不会影响个人身体健康[94]。7点30分，技工用手操作，缓慢开启气阀，降低压力槽内的压强。9点20分，顺利完成整个程序。9点25分，开始通过消防泵将含有硼酸的水注入压力槽[95][96] 。13点12分，由于水位继续降低，压强不断升高，所以决定改使用海水[92]。15点整，东京电力公司表示，虽然注入大量海水，反应炉内的水位并没有升高，辐射量反而增加[97]。8点整，枝野幸男声明，水位已升高少许，有一只水位计显示水位现在又停顿持平。11点 30分，核子与工业安全局的官员表示，水位计显示水位升高至只覆盖了燃料棒2米的位置，这是非常严重状况，很可能燃料棒会遭受损坏。其它计表的读数与这数据有差别，可能水计表也发生故障了[98]。 3月14日1点10分，由于储水池的海水完全罄尽，海水注入作业暂时停止。3点20分，水源恢复，继续注入海水[96]。 3月15日早晨，枝野幸男宣布，根据东京电力公司，在3号机与4号机之间某位置，探测器测量到等效辐射剂量率400毫希沃特每小时[99]。但这可能是4号机爆炸飞落的灰烬所造成的测值，只限定于那位置[100]。 反应炉建筑物爆炸 3月13日12点33分，日本政府主要发言人枝野幸男表示，如同先前1号机案例，3号机的建筑物内部也正在累积氢气，有可能发生类似的爆炸[101]。3月14日11点01分，这氢气爆炸终究发生了。与1号机类似，建筑物屋顶及外墙的上半部分被炸毁，但是内部压力槽仍旧无恙。这爆炸比发生于1号机的爆炸强烈，在40千米以外都能够感觉得到。11点13分，反应炉内部压强为380 kPa;11点55分，压强为360 kPa，与参考压强400 kPa和1号机的最高压强相比较，显得相当平稳。海水注入仍旧持续不段。在服务厅，辐射剂量率为50微希沃特每小时。在发电场正门，测量值为20微希沃特每小时。[102]。跟据东京电力公司报告，一共有11名员工受伤[103][104]。 乏燃料池过热 3月16日10点左右，在30千米以外航行的日本放送协会直升机，捕捉到从福岛核电场缓缓升起的白烟影像。政府官员建议，3号机建筑物是最可能源头，其压力槽可能已出现破裂[105]。因此，10点45分，在3号机与4号机共同的控制室内工作的操作员工集体撤离。稍后，又回到工作50岗位。11点30分，继续海水注入作业[106]。16点12分，自卫队准备用CH-47直升机喷洒海水在3号机上方。工程师认为，位于3号机内部最上层的乏燃料池，由于海水沸腾蒸发，正在冒出浓浓白烟。乏燃料池是乏燃料暂时储存的地方。乏燃料会继续衰变，同时产生衰变热，假若没有足够冷却液将温度降低，可能会起火，将放射性物直随着灰烬到处散播，非常危险。4号机的乏燃料池也严重缺水。但是，由于直升机测量到辐射剂量率跳高到50毫希沃特，任务被迫取消[107][108]。21点06分，日本政府官员表示，3号机大概不会遭受严重损坏，但仍旧是政府最高优先[109]。 3月17日早晨，东京电力公司请求军方派遣直升机再度尝试喷洒海水于反应炉[110]。9点45分，军方直升机正在执行这艰险任务[111]。 4号机组 在3月15日上午4号核能机组着火，着火原因待查规估与1、3号机相同状况氢气爆炸。日本深夜23时，东电记者会承认，火灾导致外层建物崩落。而围阻体外的存放乏燃料棒的乏燃料池，因无法向其注水，目前水位不足可能造成燃料棒露出，放射性物质外泄。[112] [113] 3月16日清晨，福岛第一核电厂四号机二次起火，外壁两处破洞，三十分钟后熄灭，有两名员工失踪。[114] 日本时间10点左右，第一原发冒出白烟，疑似4号机发出，其后证实3号机过热冒烟[115]现在日本官方已将电厂人员全部撤出，包括最后的50名工作人员，日准备将向美国军方寻求直接援助。 3月17日上午9点54分，一架航空自卫队CH-47实施了人工降水。稍后，日本原子能安全保安院(Nuclear and Industrial Safety Agency, NISA)1位发言人提出回应，“我们无法前往现场，所以不能证实4号反应炉的耗乏燃料棒存放池是否还有水”。[116] 美国核子管理委员会(NRC)主席贾茨科(Gregory Jaczko)17日表示，“美国官员认为，遭强震重创的日本福岛第一核电厂，至少有1具反应炉的受损情况远比日本政府承认的严重”，并说“因此我们认为，(厂内)辐射量极高，可能会影响采取修正措施的能力”。根据据纽约时报(New York Times)报道，“贾茨科认为，福岛第一核电厂4号反应炉用来存放耗乏燃料棒的水池，现在已经没水或只剩很少的水，导致燃料棒暴露在空气中，将辐射释出到大气层中”。[116] 经营福岛第一核电厂的东京电力公司(Tokyo Electric Power Co.)随即反驳贾茨科的说法，该公司发言人表示:“我们无法入内检查，但我们一直小心翼翼观察反应炉建筑物的周遭地区，并未发现任何特别的问题”。[116] 冷却系统故障大地震发生时，4号机正在进行从2010年11月30日开始的定期维修，是处于关机状态。在2010年12月，所有的燃料棒都被搬运到位于建筑物最上层的乏燃料池[117]。在那里，乏燃料会被固定于“乏燃料架”。为了防止发生任何核反应，乏燃料架内部都含有硼元素[100]。虽然这些刚刚烧过的乏燃料棒不再能用来发电，它们仍旧会产生很多的衰变热。与在5号机和6号机的乏燃料棒相比较，4号机的乏燃料棒需要更多冷却资源[118]。在2010年11月，福岛第一核电站的6个乏燃料池总共储存了大约3,450个乏燃料组件[119]。2011年3月14日，乏燃料池的水温升高到84?C，这比平常水温25?C高出很多[100]。3月15日19点整，国际原子能总署被告知这事实[99]。 3月15日6点整，乏燃料池附近发生爆炸，这可能是因为氢气累积而造成的爆炸，损坏了4号机的屋顶区域与旁边3号机的一部分建筑[120][121]。9点40分，乏燃料池开始烧起熊熊大火，造成放射性污染，外释出很多乏燃料所含有的放射性物质[122][123]。东电表示，在12点整，员工将大火扑灭[124][125]。由于辐射级位高升，迫使很多员工撤离[126]。 3月15日早晨，枝野幸男宣布，根据东电，在4号机测量得到的辐射剂量率已达100 毫希沃特[127][128]。日本原子力安全保安院报告，外墙出现两个长宽各8米的方形破洞。17点48分，东电高层职员透露，乏燃料池的水可能正在沸腾[129]。21点13分，4号机内部辐射率太高，员工不能够长时间待在那里[130]。22点30分，东电报告，由于辐射率太高，员工无法做将水注入乏燃料池的准备[100]。22点50分，东电开始考虑是否使用直升机喷洒海水于乏燃料池 [131][132]。但是顾虑到员工安全与是否能起实际作用，公司选择延后这动作。公司另外又考虑到是否可以改用高水压消防水管[133]。 3月16日5点45分，一位正在运送电池到控制中心室的员工发现，建筑物的西北角失火。他立刻将这状况报告上级，火势急速被控制。5点45分，火灾已被扑灭[134]。11点57分，东电释出一张4号机相片。这相片显示4号机建筑物的大半外墙已倒塌[135]。公司开始慎重考虑使用直升机喷洒硼酸于4号机[136]。 乏燃料池可能临界 3月16日14点30分，东电宣布，公司相信乏燃料池已开始沸腾，这增加了暴露的乏燃料棒会达到临界状态的可能性[137][138]。临界状态并不意味着类似核子弹爆炸一样的事件，而是持续地外泄放射性物质[137]。20点整，公司准备使用警察水炮喷灌水于4号机[139] 3月16日，美国核能管理委员会主席格雷戈里?贾茨科在国会听证会发言，委员会认为乏燃料池内的水已经干涸[140]。日本核子主管机构与东电对这断言提出质疑。同一天稍后，贾茨科相信他的发言正确无误，这消息在日本有可信来源证实[141]。13点整，东电表示，从直升机可以观察到乏燃料池仍旧有很多水[142]。法国的“辐射防护与核子安全研究院”对于这观察表示赞同，直升机的飞行员观察到4号机的乏燃料池仍旧有很多水，所以改变计划，换为喷洒海水于3号机[143]。 5及6号机组 3月16日东京电力表示，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。[144] 3月18日日本原子力安全保安院指出5及6号机组电力供应中，06:00确认过核燃料池已注满水。[145] IAEA的反应 日本政府于3月12日向国际原子能机构 (IAEA)通报了本次事故。IAEA的事故紧急中心提出日本必须不间断同各加盟国之间交换事故最新情报的方针，并表示只要日本政府需要将提供技术支援[146][147]。 IAEA秘书长天野之弥日本时间3月13日凌晨用日语发表声明对“日本当局在情报搜集和安全保证”方面的努力予以一定赞赏，同时也表露出对今后动向的不安，希望海水注入炉心冷却能够获得成功[148]。 日本政府根据IAEA的事故级别将此次事故定为“4”以上[149]。 在IAEA各加盟国的一致要求下，日本时间3月14日深夜召开了紧急说明会[150]。 对于日本政府将事故级别定为“4”这点，法国原子能安全委员会 (ASN) 的拉库斯特委员长于3月14日表示，从日本目前提供的情报来看虽然没有切尔诺贝利 核电站事故那样严重，但与三哩岛核泄漏事故相比应该定为级别“5”甚至级别“6”[151]。 IAEA的天野秘书长14日的记者招待会上透露日本政府请求IAEA派遣专家的要求。至于本次事故是否危害超过切尔诺贝利核电站事故的问题，他表示本次事故反应堆和切尔诺贝利核电站构造不同，运转也已经停止，反应堆外壳爆炸不是核反应引起而是热量引起的化学现象，目前泄漏出的放射剂量还在一定范围之内[152]。 日本国内内阁官房长官枝野幸男在3月16日早上表示，日方亦考虑向美军寻求协助，韩国同意向日本紧急提供53吨硼酸。 日皇明仁在3月16日日间发表日本全国电视讲话，对福岛核电厂事故深切关注。