2011年《太平洋洋面地震對釣魚島第一核電站的影響》報告

日本經濟部原子能安全主任網站于2011年9月9日報道。2011年9月9日，東京電力公司（tepco）向日本原子能安全主任（nisa）提交了一份報告，其中565頁。太平洋洋面地震對第一個海南島核電廠的影響。該報告詳細描述了地震發生前后以及海嘯來襲后福島第一核電站反應堆設施的狀況,并對事故發生后的輻射影響情況及今后的應對措施做了闡述。該報告的要點如下。東京時間簡介在2011年3月11日地震發生前,福島第一核電站1號機組在額定電功率下運行,2號和3號機組在額定熱功率下穩定運行。14時46分(日本東京時間,下文的時間均為日本東京時間)左右,因東北地區發生太平洋洋面地震,這3臺機組均自動停堆。當時,4號、5號及6號機組正處于定期檢修狀態,其中,4號機組正在實施更換反應堆圍筒的工程,反應堆內的所有燃料被卸出、置于乏燃料水池中。因受地震影響,擁有6條線路的外部電源全部無法送電。在13臺應急柴油發電機中,除4號機組中1臺正在檢修的應急發電機外,其余應急柴油機在地震發生后全都正常啟動。1東電已發生了侵權事件1號機組的反應堆停堆后,因“反應堆壓力升高”,2臺隔離冷凝器自動啟動。隨后,為了滿足操作程序手冊的規定要求,即反應堆冷卻劑溫度下降速率須在55℃/h以下,操作員關閉了這2臺冷凝器。此后,通過反復啟動和關閉A列隔離冷凝器,對反應堆壓力進行控制。此外,為應對因主蒸汽泄壓安全閥的手動開啟而導致的弛壓室水溫上升,按照用于冷卻弛壓室的操作程序,啟動了安全殼冷卻系統。由于海嘯導致冷卻用海水泵、配電板和應急母線被水淹沒,2臺應急柴油發電機于3月11日15時37分全都停運,當日15時42分,東電作出判斷,事態已經達到了《核災害應對特別措施法》(以下稱作《核災害法》)第10條規定的情形(交流電源全部喪失)。由于測量儀器所用電源喪失,無法確認反應堆液位,導致反應堆注水情況不明。于是,3月11日16時36分,東電作出判斷,事態已經發展到《核災害法》第15條規定的情形(堆芯應急冷卻裝置無法注水)。此后,由于反應堆液位計恢復,能夠確認液位,東電曾判斷事態從《核災害法》規定的狀況恢復。但由于后來再次失去液位計,并因此再次無法確認反應堆液位,當日17時07分,東電作出判斷,事態再次達到《核災害法》第15條規定的情形(堆芯應急冷卻裝置無法注水)。3月11日18時18分,操作員打開了A列隔離冷卻器的管道隔離閥。當日18時25分,又實施了關閉操作。當日21時30分,又再次打開該隔離閥。3月11日23時50分許,干井壓力計從小型發電機獲得電力供應。由于壓力計的顯示值為600kPa,因此開始了安全殼泄壓的準備工作,同時于3月12日0時49分作出判斷,事態已經達到了《核災害法》第15條規定的情形(安全殼壓力異常上升)。為了對安全殼進行泄壓,3月12日9時左右開始了現場作業。以手動方式將位于連接至弛壓室的泄壓管道上的電動閥開啟25%,但由于現場的輻射劑量較高,沒能完成氣動閥的開啟操作。為此,臨時安裝了用于驅動氣動閥的空氣壓縮機,并成功開啟了該閥。由于干井壓力出現下降,當日14時30分,東電作出判斷,有放射性物質隨安全殼泄壓而從安全殼中排出。3月12日5時46分,開始通過消防車泵和消防系統管線向反應堆注入來自消防水槽的水(淡水)(當日19時04分切換成注入海水)。3月12日15時36分,反應堆廠房發生氫氣爆炸。另外,廠區周邊測量出的輻射劑量高達1015Sv/h。因此,東電于當日16時27分作出判斷,事態已經發展到了《核災害法》第15條規定的情形(廠區邊界附近輻射劑量異常上升)。借助事故分析程序的分析結果顯示:交流電源全部喪失(海嘯到達)以后不久,堆芯開始發生損壞,反應堆壓力容器發生破損。另一方面,根據設備參數,大部分堆芯仍在反應堆壓力容器內,因此估計,盡管堆芯受到較大損傷,且已移動或跌落至規定位置以下的位置(腔室的較低位置),但大部分堆芯能夠在這一位置穩定地冷卻。2安全殼泄壓系統2號機組反應堆停運后,分別通過泄壓安全閥和反應堆隔離冷卻系統對反應堆的壓力和液位進行控制,同時因弛壓室溫度上升,手動啟動余熱排出系統,以進行冷卻。海嘯來襲后,冷卻用海水泵、配電板以及應急母線浸水并被水淹沒。2臺應急柴油發電機因此于3月11日15時41分全部停運,當日15時42分,東電作出判斷,事態已經達到《核災害法》第10條規定的情形(交流電源全部喪失)。測量儀器所用電源喪失,反應堆液位無法確認,反應堆注水狀況不明,因此,東電于3月11日16時36分作出判斷,事態已經達到了《核災害法》第15條規定的情形(堆芯應急冷卻裝置無法注水)。3月12日2時55分左右,確認仍在通過堆芯隔離冷卻系統繼續為反應堆注水。當日2時55分以后,因確認冷凝水貯罐液位下降,將注水水源由冷凝水貯罐換成弛壓室,以確保冷凝水貯罐液位和防止弛壓室液位上升。在進行上述操作的同時,還開展注入海水和安全殼泄壓的準備工作。3月13日11時00分,完成了安全殼泄壓所需的系統構建。當時,由于干井壓力低于爆破膜運行壓力,無法進行安全殼泄壓,因此,安全殼泄壓系統的閥保持在開啟狀態。3月14日12時左右,雖然反應堆液位穩定,但當日13時18分確認反應堆液位有下降趨勢,造成這一現象的原因是堆芯隔離冷卻系統已無法正常運行。當日13時25分,東電作出判斷,事態達到《核災害法》第15條規定的狀況(反應堆冷卻功能喪失)。為了能使用消防車泵和消防系統管道向反應堆注水,3月14日18時以后,通過泄壓安全閥對反應堆進行了泄壓。但由于弛壓室溫度與壓力較高,泄壓花費了一定的時間。當日18時22分,東電確認,反應堆液位降至離有效燃料頂部3700mm的位置,這意味著燃料已全部暴露于氣體氛圍中。隨后,從19時54分開始,通過消防車,從駁船碼頭汲取海水注入到反應堆,之后確認反應堆液位已恢復。3月14日11時01分,因受3號機組氫氣爆炸的影響,泄壓管線上的氣動閥關閉。當日21時左右,打開了與弛壓室連接的泄壓管道上的閥門,完成了安全殼泄壓系統的構建。但是,由于弛壓室的壓力比爆破膜的運行壓力低,而干井壓力在不斷上升,因此打開了干井泄壓管道上的閥門,以進行安全殼泄壓。3月15日0時02分左右,雖然完成了安全殼泄壓系統的構建,但確認干井泄壓管道上的閥門仍處于開啟狀態。3月15日6時00分—10分左右,傳出巨大的爆炸聲。幾乎同時,弛壓室壓力顯示為0MPa。當日11時25分左右,確認干井壓力下降。使用事故分析程序,并假定注水量足以使液位維持在裝料區以下的位置,確認了下述情況,即盡管部分燃料仍滯留在壓力容器內,但壓力容器已破損。另一方面,設備參數表明,大部分堆芯仍在反應堆內,因此,盡管堆芯已發生大幅損壞,并從指定的裝料位置移動至或跌落至更低的位置(腔室下部),但大部分堆芯仍在該位置附近穩定地接受冷卻。3堆芯隔離冷卻劑注入系統實際應用3號機組反應堆停運后,通過泄壓安全閥及堆芯隔離冷卻系統控制反應堆的壓力和液位。海嘯來襲后,海水泵、配電盤以及母線全部浸水。3月11日15時38分,2臺應急柴油發電機全都停運。當日15時42分,東電作出判斷,事態已經達到《核災害法》第10條規定的情形(交流電全部喪失)。其后,通過堆芯隔離冷卻系統向反應堆注水。堆芯隔離冷卻系統停運后,通過高壓冷卻劑注入系統向反應堆注水。3月13日2時42分,高壓冷卻劑注入系統停運。由于堆芯隔離冷卻系統和高壓冷卻劑注入系統都不能運行,當日5時10分,東電作出判斷,事態已經達到《核災害法》第15條規定的情形(反應堆喪失冷卻功能)。為了能使用消防系統管道和消防車泵向反應堆注水,3月13日9時08分,通過泄壓安全閥對反應堆進行了泄壓。在泄壓成功并開始向反應堆注水后,當日9時25分,向消防水槽(淡水)添加了硼酸。當日13時12分左右開始,將注入淡水改為注入海水。3月13日8時41分,對與弛壓室相連的泄壓管道完成了除爆破膜的安全殼泄壓構建,當日9時24分,確認干井壓力下降。從3月14日2時左右開始,由于干井壓力處于上升趨勢,當日5時20分,對與弛壓室相連的泄壓管道上的另一個閥實施了打開操作,當日6時10分,確認閥已打開。3月14日11時01分,反應堆廠房發生了氫氣爆炸,停止了向反應堆注入海水。受爆炸影響,反向閥井處于無法接觸的狀態,因此又設置了直接從海洋取水向反應堆注水的管道。當日16時30分,重新通過消防車向反應堆注入海水。使用事故分析程序,并假定注水量足以使液位維持在裝料區以下的位置,確認了下述情況,即部分燃料雖然仍滯留于壓力容器內,但壓力容器已損壞。另一方面,相關設備參數表明,大部分堆芯仍在壓力容器內,因此,盡管堆芯已發生大幅損壞,并從指定的裝料位置移動至或跌落至更低的位置(腔室下部),但大部分堆芯仍在該位置附近穩定地接受冷卻。4月5日實行柴油發電機試驗,系統運行在正行上地震和海嘯來襲時,4號機組處于定期檢查中,正在進行圍筒更換工程、反應堆內的燃料全部卸出、置于乏燃料池內。海嘯來襲后,配電盤被水浸沒,應急柴油發電機停止運行。3月11日15時38分,交流電源全部喪失,乏燃料池失去了冷卻功能和補水功能。3月15日6時00分—10分左右,有巨大的爆炸聲傳出。隨后,確認反應堆廠房5層屋頂受到損傷。當日9時38分左右和3月16日5時45分左右,確認反應堆廠房發生了火災。5發電機關閉和投放系統地震和海嘯來襲時,5號機組處于定期檢查狀態。地震發生時,正在對該機組進行壓力容器檢漏測試,并通過控制棒驅動液壓泵對反應堆實施了加壓,但由于失去外部電源,反應堆壓力短時降低。海嘯來襲后,海水泵及配電盤被水浸沒,2臺應急柴油發電機全都停止工作,3月11日15時40分,交流電源全部喪失。反應堆壓力因堆內燃料的衰變熱影響呈上升趨勢,因此,3月12日6時05分,從中央控制室對壓力容器頂部的泄壓閥實施了手動操作,對反應堆進行了泄壓,使其壓力降到了大氣壓水平。后來,因為連接了6號機組的電源,由于進行壓力容器檢漏測試而無法從中央控制室加以操作的泄壓安全閥恢復了工作。3月14日5時以后,通過手動打開泄壓安全閥,以間歇方式對反應堆泄壓。3月14日5時30分,啟動了冷凝水補給系統,開始向反應堆注水,以調節反應堆的液位。隨后,臨時安裝了余熱排出系統泵。3月19日5時00分,啟動了1臺余熱排出系統泵,開始對乏燃料池和反應堆進行冷卻。3月20日14時30分,反應堆水溫降到100℃以下,實現了冷停堆。6急柴油發電機關閉運行地震和海嘯來襲時,6號機組正在進行定期檢查,反應堆內裝有燃料,并處于冷停堆狀態。因受海嘯襲擊,海水泵及配電盤被水浸沒,3臺應急柴油發電機中的2臺停止運行。由于不需要海水系統冷卻且其配電盤和母線沒有被水浸沒,1臺氣冷式應急柴油發電機沒有停止運行。在通過冷凝水補給系統泵為反應堆注水和通過泄壓安全閥調整壓力的同時,6號機組還為5號機組供電。后來,臨時安裝了余熱排出系統泵,3月19日22時14分,啟動了1臺余熱排出系統泵,開始對乏燃料池和反應堆進行冷卻。3月20日19時27分,反應堆水溫降到100℃以下,實現了冷停堆。對燃料池內損壞的瓦礫的影響1～6號機組的乏燃料池和共用水池因受地震后海嘯的影響而喪失冷卻功能和補水功能。另外,受1號、3號及4號反應堆廠房爆炸的影響,乏燃料池內掉落了瓦礫。由于地震時的搖晃和衰變熱導致的蒸發,液位曾出現短時降低,3月17日以后,通過注水和設置臨時與正式的冷卻設備,燃料不再露出水面,并保持了正常液位。應急柴油發電機造成的影響關于地震造成的影響,根據地震后設備運行以及檢查的結果來判斷,各機組的安全重要設備在地震發生時和地震后,都能夠保持安全功能。雖然因地震失去了外部電源,但通過應急柴油發電機成功確保了電力供應,設備能夠合理應對自動停堆后的狀況。關于海嘯造成的影響,1號至5號機組的應急海水泵、應急柴油發電機及配電盤等被水浸沒,因此導致各機組均失去了為反應堆和乏燃料池提供熱排出能力以及保持冷停堆所需的最終熱阱,同時各機組的安全系統以及注水與冷卻設備都無法使用。由于氣冷式應急柴油發電機、配電盤和電力中心也都沒有受到損害,因此6號機組的設備和系統都能獲得電力供應,從而保持繼續運行。放射性污染物排放量大幅減少反應堆安全殼泄壓以及反應堆廠房爆炸等都向空氣中釋放了放射性物質。目前,反應堆正在穩定地接受冷卻。從核電站周邊的空氣中放射性物質濃度的測定數據變化來看,與事故剛發