警惕！乏燃料火災可能會比福島事故更嚴重

北極星核電網訊:編者按：上個月底，SCIENCE上相繼發了兩篇文章，強調要警惕核電站乏燃料火災，因為其引發的後果可能會比福島事故更嚴重，此種事故將為整個核行業敲響警鐘。

「讓福島核事故的災難後果相形失色」的火災

一項新模擬研究發現：美國核電站儲存的核乏料如果發生火災，將會帶來災難性的結果。

「我們談論的是數萬億美元的後果。」普林斯頓大學核安全專家Frank von Hippel說，他和該校另一位專家Michael Schoeppner共同進行了這項模擬實驗。

一場大火「可能會讓福島核事故的災難後果相形失色」，華盛頓特區非營利組織、憂思科學家聯盟物理學家Edwin Lyman說。

模擬對象：美國桃花谷核電站(來源：Stan Honda)

來自福島事故的啟示

這一模擬是從美國國家科學院、工程院和醫學院近日發布的一項報告中得到的啟示，該報告旨在回顧2011年日本北部的地震和海嘯造成的災難性結果，其中詳述了如果這兩種災難引發福島第一核電站乏燃料庫火災，則有可能向環境中釋放更多放射性物質。日本內閣大臣將之稱為「魔鬼的場景。」幸運的是，這一切並未發生。但這個並未發生的災難為整個核行業敲響了警鐘。

福島事故的放射性遷移情況(來源：bing)

福島核電站的6個反應堆中，有3個發生了熔化，其釋放出的放射性物質污染了下風向的土地。日本隨後宣布1100平方公里的土地不再適宜居住，並搬遷了8.8萬人。在核反應堆熔化之後，日本官方曾擔心儲存在反應堆大廳水池中的乏燃料可能會著火，並向日本東部包括東京在內的更廣闊土地釋放放射性煙羽。

美國NRC極大低估火災的災難後果

報告警告稱，美國核電站累積的乏燃料也處於非常脆弱的狀態。在核燃料從反應堆中移出之後，其中的裂變產物還會繼續衰變，產生熱量。目前所有的核電站都會在深水池底部就地將這些乏燃料擱置至少4年，使其逐漸冷卻。為了使其冷卻，報告建議美國核管理委員會(NRC)和核電運營商加強監督乏料池的系統，增加其水位，以防某個設施出現問題。

美國聖奧諾弗雷核電站的乏燃料水池(來源：Science)

在多數美國核電站，乏燃料都會密集地儲存在乏燃料水池裡，從而增加了失火的風險。NRC曾估計，賓夕法尼亞州桃花谷核電站核乏料池如果發生大火，將要重新安置3.1萬平方公里污染土地上的346萬人，其污染面積甚至會超過新澤西州的面積。但是Von Hippel和Schoeppner認為，NRC已極大地低估了如此異常火災潛在的規模及社會損失。

NRC採用的是MACC2程序對起火下的放射性物質的分布和沉積進行分析，Schoeppne和Von Hippel則使用的是HYSPLIT程序，該程序基於整個地區的大氣數據，能得到更精細的事故場景。

夢靨：F. Von Hippel 和 M. Schoeppner的模擬結果

在模擬中，來自普林斯頓的二人專註於銫-137，這是一種半衰期為30年的放射性同位素，也是切爾諾貝利和福島周圍不適宜居住的原因。基於NRC預測的滿載乏燃料水池火災導致銫-137釋放的平均水平，他們假設在乏燃料水池中有1600 PBq (1 PBq=10^15 Bq) 的銫-137被釋放，這大概是福島核事故銫-137釋放量的100倍。他們模擬了2015年每月第一天的銫-137的量。

模擬賓夕法尼亞州桃花谷核電廠乏燃料火災對大西洋中部地區造成的災難性影響

一場這樣的火災將導致美國土壤的污染，「這將是前所未有的浩劫」，普林斯頓的研究人員將論文的結論提交給科學和全球安全雜誌時如是說。在2015年1月1日發生的火災中，在吹來的東風，放射性煙羽將橫掃費城，賓夕法尼亞州和鄰近城市。 2015年7月1日的風將銫-137全方位驅散，最終放射性物質籠罩在人口稠密的中大西洋地區。在超過12個月計算中，平均每平方米的區域接受到的輻射將超過1 MBq (1 MBq=10^6 Bq)，該輻射水平足以引發搬遷，輻射的面積達到了101,000平方公里。這一模擬結果是NRC預測的三倍以上，在此情況下需搬遷18.1萬人，這大約是NRC估計的五倍。

儘快轉移到乾燥桶中?

NRC曾一直反覆考慮是否強制核工業將現在大部分儲存在水池中冷卻的乏燃料移入混凝土做成的容器中進行乾式儲存。這一舉措將減少乏燃料池發生火災的可能性並降低風險。但如今「NRC的政策似乎已經淡化了乏燃料火災的危險」。

乾燥桶Drycask storage area(來源：weiki)

除了開發更好的系統來監測乏燃料水池外, 專家組建議NRC應著眼於盡快把乏燃料轉移到其他存儲地的好處。乏燃料可以轉移到被稱為「乾燥桶」的混凝土容器中，儘可能快地進行充分冷卻，美國科學院建議NRC評估加快轉移的好處和潛在的風險。據估算，在美國，大規模地將乏燃料轉移到乾燥桶中將花費大約40億美元。

參考文獻：

1.Science News：Near miss at Fukushima is a warning for U.S., panel says. 2016.5.20.2.Science News：Spent fuel fire on U.S. soil could dwarf impact of Fukushima. 2016.5.24.

3.中國科學報：美專家提醒警惕乏燃料火災,2016.6.6.

轉載於中國核網

原標題:SCIENCE | 警惕！乏燃料火災可能會比福島事故更嚴重

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