第一篇：通俗地推論日本核泄漏事故的發(fā)展及影響

通俗地推論日本核泄漏事故的發(fā)展及影響

首先根據(jù)切爾若貝利核電站事故的經(jīng)驗，在全世界范圍內(nèi)來說，一個地點的核電站即便出現(xiàn)超大劑量的核物質(zhì)泄露，對幾千公里公里以外的人的生理影響是極為有限的，所以對核泄漏事件不用恐慌?，F(xiàn)在說正題。

現(xiàn)在人類投入商業(yè)使用的核反應(yīng)堆統(tǒng)統(tǒng)都是裂變堆，以放射性重元素物質(zhì)鈾，钚，釷為核燃料，這些核燃料都是對人體有強烈危害，并可以致人死亡的。裂變堆按照慢化劑分類，又可以分為輕水堆，重水堆和石墨堆。輕水就是普通水。輕水堆又可以分為沸水堆和壓水堆。沸水堆只有一個循環(huán)回路，簡單說就是核燃料發(fā)熱后，純凈水被注入反應(yīng)爐，被加熱以后變?yōu)檎羝?，隨后通過管道推動汽輪機轉(zhuǎn)動，帶動發(fā)電機發(fā)電。沸水堆中的壓力大約在70個大氣壓左右。

圖1，沸水堆圖解

壓水堆則有兩個循環(huán)回路，核燃料首先加熱第一回路中的冷卻劑，隨后冷卻劑通過第一回路和第二回路之間的熱交換器，把能量傳給第二回路。第一回路的冷卻劑隨后又回到反應(yīng)爐中進行下一個循環(huán)。第二回路中的水在熱交換器中被加熱變成蒸汽以后，推動汽輪機轉(zhuǎn)動繼而帶動發(fā)電機發(fā)電。壓水堆的第一個回路中的壓力在120-160個大氣壓左右，壓力大概比沸水堆高一倍，以防沸騰。大概“壓水”這個名字就是這樣來的吧。

從結(jié)構(gòu)上看，沸水堆少一個回路，結(jié)構(gòu)上要簡單一半，而且省去了容易出問題的熱交換器，經(jīng)濟效率也不錯。體積小，效率高，造價低，看起來真是輕水堆的不二人選。

但是實際上，這玩意兒有點不安全。怎么不安全？這東西的反應(yīng)爐出口直接通向了汽輪機，在核燃料中被加熱，帶上了核輻射的水，奔著汽輪機就去了。一旦某個環(huán)節(jié)密封不好，比如汽輪機上的各種軸承閥門出了點小紕漏，泄露出來的蒸汽那都是有危險的。所以為了保險起見，還專門安裝了更復(fù)雜的密封設(shè)備。

偏偏這次出事故的福島第一核電站的一號和二號幾組，都是沸水堆。

上次沸水堆出名，還是切爾若貝利核電站的時候。但是不同的地方是，切爾若貝利核電站使用的是蘇聯(lián)特有的石墨沸水堆，石墨做慢化劑，水做冷卻劑。一個回路就直接把熱能帶出來。

回到正題上來。

重點是在今天福島核電站爆炸這事上。日本政府對爆炸這事遮遮掩掩的，半天沒說清楚爆炸的原因和位置，也就激發(fā)了我的好奇心，根據(jù)新聞里的只言片語，做了一次推理。最先看到的新聞是這條：“東京電力公司3月12日說，當天下午福島第一核電站1號機組內(nèi)傳出爆炸聲并冒出白煙，事故導(dǎo)致4人受傷，初步認定為冷卻用氫氣爆炸?！?/p>

好，正常情況下，一個核電站的什么地方需要用到氫氣冷卻呢？我上面已經(jīng)說了，沸水堆在原理上，是用水來冷卻反應(yīng)爐的，所以肯定不是在核反應(yīng)堆上。

不用在核反應(yīng)堆上，那還有哪里需要冷卻呢？答案是汽輪機。由于汽輪機的工作轉(zhuǎn)速很高，在3000轉(zhuǎn)每分鐘左右，因此葉片不能設(shè)計的太長，不然離心力吃不消，所以汽輪機的軸就設(shè)計的很長，多放幾個葉盤，以便讓蒸汽多做一點功。

因為軸太長轉(zhuǎn)速又高了，所以中間的那部分散熱就不太容易。有人一拍腦袋，設(shè)計了中空的軸，里面通氫氣冷卻。用氫氣的原因是，這種氣體質(zhì)量小，導(dǎo)熱率高，又省錢又高效。唯一的缺點就是，不安全。怎么又不安全了？

因為氫氣只要混入空氣中，濃度達到4%，就可以發(fā)生爆炸。最有名的氫氣爆炸，是1937年的興登堡號飛艇爆炸事故，當時就死了36個人?；瘜W(xué)實驗室里也偶爾做氫氣爆炸實驗，它的熱值很高，高達40200千卡/公斤(脂肪的熱量才只有約9000千卡/公斤)，所以一點氫氣炸起來就驚天動地。

而這次的爆炸規(guī)模大家也看到了。如果真的如新聞里所說氫氣爆炸，那么汽輪機和發(fā)電機部分應(yīng)該已經(jīng)被炸成零件狀態(tài)了。

有人說怎么不用安全的氦氣，這里要說明，因為氫氣比氦氣便宜，商業(yè)上是需要考慮成本的。

危險的不僅是氫氣爆炸，而更嚴重的是，這個沸水堆只有一個回路，核反應(yīng)堆跟汽輪機是直接通過管道連通的。也就是說，那一炸，核泄漏就是必然的了，問題之在于，泄露了多少。這個我也只能估計了。水蒸氣能攜帶的核輻射有限，而且很快就在大氣層里稀釋了，沒多大危險。而新聞里說，當?shù)卣鸢l(fā)生時，反應(yīng)堆就馬上停機，一個小時以后，海嘯才摧毀了備用電源，就是說這段時間里，汽輪機里可能已經(jīng)沒有多少水蒸氣了。

但是，天知道那一炸的時候，有沒有核燃料從管道里被沖擊波擠出來然后擴散開去。日本政府不說，我也只能靠還沒被限制的新聞數(shù)據(jù)里猜了。新浪新聞?wù)f：“該核電站正門附近的輻射量達到正常值70倍以上，1號機組的中央控制室則已升至約1000倍”。

從我手上的一些輻射數(shù)據(jù)推算，核電站工作人員每年遭受核輻射的劑量是1.12mSv，1000倍的話就是1120mSv每年，核電廠大門外則是78.4mSv每年。而職業(yè)接受劑量的上限是50mSv每年，公眾為5mSv每年。也就是說，這玩意兒嚴重超標了。

炸個相連的汽輪機就超標到這個份上？有可能，因為這個堆是70年代建成的老堆了，汽輪機和管道上沾染的的核輻射應(yīng)該積了不少。這一炸，什么陳年老窖都炸出來了，也就包括這積累在機器上的核輻射。

不過這種核輻射是不用太擔心的，這屬于沾染式污染。我記得沒錯的話，英國的核處理工廠是把這些東西打包深埋就行了。它不是持久、高劑量的放射性污染源。

只是過了沒多久，我又看到一條新的新聞：“事故原因是反應(yīng)堆堆芯產(chǎn)生的水蒸氣外泄至容器外，產(chǎn)生的氫氣和建筑物內(nèi)的氧氣發(fā)生劇烈反應(yīng)，導(dǎo)致爆炸。而不是東京電力公司說明的那樣，是由于冷卻用氫氣產(chǎn)生的爆炸?！?/p>

看到這條，我頭一下就大了。第一反應(yīng)是：反應(yīng)爐里面產(chǎn)生的氫漏出來炸了，沒準連爐子一塊炸飛了。

以我淺薄的化學(xué)見識，核反應(yīng)爐里產(chǎn)生氫氣，有兩個可能，要么是1000度以上的高溫直接把水分子裂解成了氫原子和氧原子，隨后形成了氫氣和氧氣，要么是核燃料包殼里的金屬鋯被水蒸氣氧化，水則釋放出了氫氣。

哪一個是合乎這次情況的我不知道，可能兩個都是對的，但是更偏向后一種。猜測水被直接裂解的原因是,我看到有新聞?wù)f堆芯部分融化。堆芯的外殼一般是可以耐1200度高溫的材料做成，而堆芯本身，需要2600度才能整個融掉。不管怎么樣，也超過了1000度了。但是鋯氫反應(yīng)的可能性更高，因為實現(xiàn)起來應(yīng)該會更容易。

后來我仔細又讀了一遍新聞，感覺還有另外一種可能，就是反應(yīng)爐中排出的高溫水蒸氣遇到了鋼板做的安全殼或者管道或者支架，水和鐵在高溫下，能夠生成氫氣。隨后氫氣在密封的廠房里聚集并爆炸。這樣推理的話，就符合新聞中所說的“堆芯產(chǎn)生的水蒸氣外泄至容器外，產(chǎn)生的氫氣和建筑物內(nèi)的氧氣發(fā)生劇烈反應(yīng)”。

當然這也是我的猜測?，F(xiàn)場我沒去過，有什么條件我也不知道。但是如果爆炸的原因是這樣的話，參考新聞圖像里的爆炸威力，我認為，安全殼（如果這個老電廠有的話）應(yīng)該已經(jīng)裂了。按標準，安全殼可以承受7個大氣壓的壓力（內(nèi)抗壓），而氫氣爆炸，視濃度不同，可以產(chǎn)生大于此的壓力。

也就是說，整個核反應(yīng)堆的內(nèi)膽（姑且這么叫吧），可能已經(jīng)直接暴露在外面了。日本人說反應(yīng)容器還沒破，但是一旦遇到第二次爆炸或者其它外力影響，就可能使得脆弱的核燃料無法停止核裂變反應(yīng)，進而融毀堆芯。

這就比我前面推測的汽輪機爆炸而產(chǎn)生的核泄漏，嚴重得多。遇到這種情況，作為當?shù)氐钠胀ㄈ藖碚f，還是趕緊逃命要緊，朝反方向，跑得越遠越好。說不好，這就是切爾若貝利第二啊。

之后聽說第二次爆炸已經(jīng)發(fā)生，在中文的網(wǎng)站上找了的新聞，但是在BBC和日本的網(wǎng)站上暫時還沒有看到相關(guān)消息，所以我不置可否。

如果第二次爆炸真的發(fā)生，并且原因又是反應(yīng)堆附近的氫氣爆炸，可能就會使得終止堆芯鏈式反應(yīng)的操作嚴重推遲甚至無法進行。根據(jù)其他人的理論推測，融化的堆芯最后會穿透反應(yīng)爐，落在核電站的最底層。只要熔融物出來了，泄露的劑量就會達到災(zāi)難性的程度。處理方法只能跟切爾若貝利事故一樣，空投硼砂和水泥，封堆，并宣布20公里的無人區(qū)。這對國土狹小的日本來說，不吝于是地震海嘯之后的又一重大打擊。

這也是核電廠所能產(chǎn)生的最嚴重后果（不一定會發(fā)生）。由于沸水堆只能使用低濃縮鈾，豐度不夠，所以不存在核爆炸的危險。這就像高度烈酒能被點著，但是啤酒是點不著的，一個道理。

剛剛又看到新聞?wù)f正在往反應(yīng)堆里灌入海水做降溫處理，這樣倒是可以避免堆芯融化出現(xiàn)最壞的情況，但是后面的處理也很棘手。灌海水說明核電站對反應(yīng)爐的控制已經(jīng)在失控的邊緣，鎘棒可能已經(jīng)無法插入燃料棒中間停止核反應(yīng)。海水只能讓反應(yīng)堆的溫度控制在一個范圍內(nèi)，然后慢慢讓核燃料冷卻下來，隨后想辦法封閉。這樣的做法可以避免出現(xiàn)嚴重的核泄漏。不管怎么樣，灌海水也比什么都做不了然后看著堆芯全部融毀要好一些。

這反應(yīng)堆不管怎樣是徹底廢了。今天看到新聞里有日本年輕人說，要節(jié)省用電，大家一起度過難關(guān)。福島作為日本最大的核電站，在這次事故以后，可能會失去大部分發(fā)電能力，也使得日本的電力供應(yīng)落到一個短缺的境地。

最后推一下日本核電站泄漏以后的可能：一是沒控制住，跟切爾若貝利一樣，整個燒了，全球放毒，遺禍至今；二是控制住了，像三里島一樣，損失限制在電廠和附近地區(qū)；三是介于兩者之間，燒了，但是很快就封堆，在太平洋地區(qū)的影響有限。

至于有專家表示自從切爾若貝利事件以后，核電的安全性了有了很大的提高，但是我要特別說明的是，這次出事的核電站是一個比切爾若貝利還要老的核電站，它使用的技術(shù)是第一代的，而現(xiàn)在的主流則是二代或者三代，安全性完全不能相比。對將來的發(fā)展，在技術(shù)層面上 4

我比較悲觀。堆芯燒穿反應(yīng)爐有比較大的可能出現(xiàn)，也可能會有比較大的核污染出現(xiàn)在西太平洋地區(qū)。

具體結(jié)果怎么樣，要看日本甚至美國人接下來的一個禮拜是怎么處理的了。日本的核電運營史不怎么光榮，事故的消息也沒有全部公開，所以結(jié)論很難下，沒準只能讓美國人去處理。另外說個對中國來說是不幸中萬幸的消息，最近吹的是冬季風，從中國和俄羅斯往日本吹風，所以短期以內(nèi)無論如何被核污染的空氣也漂不過來。日本暖流則從中國沿海往東北方向流到日本，隨后遇到千島寒流，北上受阻于是拐了個彎向東邊，也就是向美國流過去.只是苦了在北美西海岸的人了，包括眾多的中國留學(xué)生。日本在60多年前憋屈挨了兩顆原子彈，現(xiàn)在通過這種方式“核反擊”了美國一次，還是導(dǎo)彈無法攔截的，也算是自然用一種讓人類哭笑不得的方式嘲諷人類吧。

第二篇：日本核泄漏事故對核電發(fā)展的影響

日本核泄漏事故對核電發(fā)展的影響

[摘要] 隨著世界對能源的需求飛速增長，由于核電不排放溫室氣體，核能成為世界能源開發(fā)利用的一個不可逆轉(zhuǎn)的必然發(fā)展趨勢。日本福島核泄漏事故不但是日本歷史上最大的危機，而且也對世界核電事業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了嚴重而深遠的影響。

[關(guān)鍵字] 核泄漏核電發(fā)展影響

伴隨著世界對能源的需求飛速增長，為避免氣候變暖可能給人類文明和地球上的生命帶來災(zāi)難性影響，核能是最現(xiàn)實的大規(guī)模替代能源。各國從本國國情出發(fā)，積極發(fā)展核電站建設(shè)，已成為世界能源開發(fā)利用的一個不可逆轉(zhuǎn)的必然發(fā)展趨勢。然而25年前的切爾諾貝利核電站的核泄漏事故對人類的傷痛還沒有完全治愈，今年的日本核泄漏事故再次把核能的利用推向了風口浪尖。

1.核電站的發(fā)電原理

核電站是利用原子核裂變反應(yīng)時釋放巨大能量，再通過發(fā)動機轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋：穗娬景l(fā)電原理示意圖如圖所示。它是以核反應(yīng)堆來代替火電站的鍋爐，以核燃料在核反應(yīng)堆中發(fā)生特殊形式的“燃燒”產(chǎn)生熱量，使核能轉(zhuǎn)變成熱能，推動汽輪發(fā)電機發(fā)電，其奧妙主要在于核反應(yīng)堆。核反應(yīng)堆的合理結(jié)構(gòu)應(yīng)該是：核燃料＋慢化劑＋熱載體＋控制設(shè)施＋防護裝置。

核電廠的反應(yīng)器內(nèi)有大量的放射性物質(zhì)，如果釋放到外界環(huán)境，會對生態(tài)及民眾造成傷害。因此核電站都設(shè)有安全系統(tǒng)和危急冷卻系統(tǒng)等。

2.日本的福島第一核電站核泄漏事故及其反思

目前日本正在運營的核電站數(shù)量在亞洲名列第一，嚴格說，日本位于全球最集中的地震、火山帶上，對于核電站的建設(shè)應(yīng)非常謹慎，但由于日本是一個能源緊缺國家，并且核電不排放溫室氣體，對環(huán)境有利，發(fā)電成本優(yōu)于其他能源等，因此發(fā)展核能成為日本的基本國策。2011年3月11日，日本本州島附近海域發(fā)生強烈九級大地震并引發(fā)海嘯，日本福島第一核電站嚴重受損發(fā)生核泄漏事故并逐步升級，4月12日日本原子能安全委員會測算泄漏出的放射性物質(zhì)活度達到62萬萬億貝克勒爾，過去一個月間，放射性物質(zhì)泄漏最嚴重時一度達到每小時1萬萬億貝克勒爾，且持續(xù)數(shù)小時，總量已經(jīng)超過核泄漏事故7級對應(yīng)的“數(shù)萬萬億貝克勒爾”。

日本首相菅直人稱福島核泄漏事故是日本歷史上最大的危機。核泄漏使日本政府處于兩難境地，如果把核電站用“石棺”封堆，則日本將變?yōu)橄笄袪栔Z貝利一樣的死城無人區(qū)，日本從地理上被攔腰截斷，經(jīng)濟隨之癱瘓，將面臨淪為“二流國家”的危險；若不封堆，一旦放泄物大量外泄，則首度東京及附近經(jīng)濟圈（占日本經(jīng)濟80%）不保，經(jīng)濟面臨崩潰，并且會遭到世界各國譴責。曾經(jīng)讓日本引以為豪的核電現(xiàn)在卻成了“燙手山芋”。

25年前的蘇聯(lián)切爾諾貝利事故發(fā)生后，全球的絕大多數(shù)核電站都改建成了能動式的，一旦發(fā)生事故，就會有冷卻水自動灌注下來，而東京電力公司卻沒有把福島核電站改建，給這次事故留下了隱患，并且部分機組已經(jīng)出現(xiàn)了老化現(xiàn)象，這座核電站本應(yīng)在2010年2月報廢，卻被延長使用，并且沒有改建，上世紀該公司就存在“隱瞞事實及提交虛假報告”問題。

核電站從理論上和設(shè)計上，都應(yīng)當具有一定的抗風險能力，但9.0級的大地震是設(shè)計者預(yù)料未及的，但比9.0級大地震更可怕的是管理者的責任意識不到位，這次事故中的福島核電站2號機組，就是人為疏忽造成的，據(jù)報道，3月14日，2號機組冷卻裝置注水泵停止注水，導(dǎo)致水位下降，核燃料棒露出，造成如此重大事故的原因是東電公司的工作人員在作業(yè)時走神，忘記了確認注水泵的燃料量，燃料用完，注水泵才停止工作的。這個疏忽，可能只是暴漏東電管理混亂的冰山一角。一份調(diào)查報告顯示，福島核電站事故發(fā)生前，多數(shù)核電運營商沒有就長時間斷電做好準備。還有更讓人擔憂的是由于監(jiān)管不到位，會導(dǎo)致核技術(shù)、核材料的丟失，一旦落入恐怖分子之手，將會給人類造成另一種核災(zāi)難。

3.我國的核電現(xiàn)狀

中國核電裝機量僅占全球平均值的十分之一，發(fā)展?jié)摿艽?，不?yīng)因一次事故否定核電的重要性。

我國核電從1985年開始起步，目前我國運行的核反應(yīng)堆有11座，總功率約為900萬千瓦，自這些反應(yīng)堆建成發(fā)電以來，總的平均負荷因子高達86.8%，達到世界先進水平，它們主要位于廣東、浙江和江蘇。目前國內(nèi)正在建造的有26座核電反應(yīng)堆，總功率約2800萬千瓦，國家能源局和工程院正在研究的目標是：2020年核電發(fā)展到7000萬千瓦，2030年達到2億千瓦，2050年達到4億~ 5億千瓦，核電將逐步發(fā)展為我國主要能源之一。我國的核電技術(shù)包括成熟的二代改進型及先進的三代技術(shù)，處于世界先進行列，并且核應(yīng)急工作實施國家、省市自治區(qū)和核電廠三級管理體制。國家核安全法規(guī)要求核電廠在裝料運行前必須制定全面的應(yīng)急響應(yīng)計劃和進行應(yīng)急演習(xí)，在核電廠運行之后，還要以一定的時間頻度進行應(yīng)急培訓(xùn)和應(yīng)急演習(xí)，以發(fā)現(xiàn)應(yīng)急響應(yīng)準備工作中可能存在的缺陷。

總體來說，中國現(xiàn)有和在建核電站還是足夠安全的，在各種事故條件下，能夠保證將核物質(zhì)封閉在耐壓容器里、混凝土安全殼里。我國目前在運行的核電機組，都是上世紀80年代從國外引進的第二代改進型或革新性核電站，“門檻”比世界平均水平要高，核電站的選址更加保守、安全。如我國最早1985年3月20日開工的秦山核電站，機組分別為壓水堆和重水堆，比日本核事故中的沸水堆技術(shù)安全性更高，即使在最壞的情況下，密閉的反應(yīng)堆安全殼也能把絕大部分的放射性物質(zhì)都控制起來，對周圍環(huán)境和人員也基本沒有任何影響。此外，我國目前在建的浙江三門核電站和山東海陽核電站將使用最先進的新一代核電站AP1000并實現(xiàn)國產(chǎn)化，屬于第三代反應(yīng)堆設(shè)計―AP1000技術(shù)。AP1000技術(shù)為美國西屋公司設(shè)計，采用了“非能動”安全系統(tǒng)，緊急情況下，無需電源，只利用地球引力、物質(zhì)重力便可驅(qū)動安全降溫。例如在停堆散熱的問題上，在反應(yīng)堆頂部就建有一個數(shù)千噸的硼酸水箱，一旦發(fā)生像福島這樣備用電源全部喪失的極端事故，仍可讓可終止核反應(yīng)的硼酸水直接傾斜而下，浸沒核燃料棒，實現(xiàn)停止核反應(yīng)的降溫目的。

我國正在試驗并逐步推廣應(yīng)用的快中子堆（簡稱快堆）技術(shù)，是當今唯一現(xiàn)實的易裂變?nèi)剂显鲋扯眩壳巴度胧褂玫暮穗娬径际欠窃鲋扯研?，對鈾資源的利用率也只有1％―2％，但在快堆中，鈾-238原則上都能轉(zhuǎn)換成钚-239而得以使用，快堆可將鈾資源的利用率提高到60％―70％。它既能消除核燃料匱乏之虞，又能避免高放射性廢物的后顧之憂，是我國核能大規(guī)?？沙掷m(xù)發(fā)展的關(guān)鍵堆型。

4.日本核泄漏事故對世界的影響。

人類有史以來一直受著天然電離輻射源的照射。從穿越星系而來的宇宙射線，到自然中無所不在的微量放射性同位素的衰變輻射，還有火力發(fā)電廠燃燒煤炭以及全球核試驗帶來的放射性沉降灰，人體對輻射是有一定適應(yīng)性和恢復(fù)能力的。目前福島核電站泄漏常見產(chǎn)物碘131的半衰期只有8天，大部分將會一個月內(nèi)消失應(yīng)對措施也較簡單，服用碘片；銫137的半衰期為30年，不過在體內(nèi)不會久存，大部分會在一年之內(nèi)排出；放射性钚在高溫下生成，且非常重，不會輕易飛散。對于并非核電站搶修人員的廣大公眾，高能核輻射的風險是幾乎不存在的。目前，日本福島核電站積水處理困難重重，冷卻與防漏工作陷兩難，這不免讓人更為擔心。福島核電站將含低濃度放射性物質(zhì)的受污染水排入海中，這些污水的放射性物質(zhì)濃度是法定限度的約100倍，專家推測，30年后排入海水中的放射性物質(zhì)將擴散至整個太平洋，但濃度已被稀釋的非常低，不會對人體造成影響，但有可能經(jīng)食物鏈在魚類和貝類體內(nèi)積聚。

許多國際組織和國家專家認為，福島第一核電站目前的狀態(tài)屬于“低燒不退”。不過，出現(xiàn)大爆炸導(dǎo)致大量放射性物質(zhì)瞬間噴出的可能性不大，可隨風或海水遠程傳播的放射性元素也有限，并非所有放射性物質(zhì)都能遠程傳播，只有碘和銫等極少數(shù)放射性元素會借風勢和海水傳播，大氣或海水對稀釋放射性物質(zhì)作用很明顯。鑒于這些原因判斷，核泄漏對周邊國家不會有重大影響。因此，對于日本核泄漏事故既不能談核色變，影響正常的生活和工作，也要關(guān)注著事故的發(fā)展，必要時采取相應(yīng)的應(yīng)對措施。

日本福島核泄漏事故發(fā)生后，2011年3月17日，溫家寶總理在國務(wù)院常務(wù)會議上提出，要對現(xiàn)有的核電站進行安全檢查，并暫停對核電站建設(shè)項目的審批。這說明我國核電站的建設(shè)腳步可能暫時放緩，并更加注重安全。

參考文獻：

[1]周濤;李精精;侯周森：《中國核電發(fā)展的安全性研究》《華北電力大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版)》第二期，2011年.[2]程剛：《走進核污染危機下的日本福島》《新聞戰(zhàn)線》第四期，2011年.[3]馬武松：《日本核泄漏事件背景下的中國核電》《中國科技產(chǎn)業(yè)》第四期，2011年.“本文中所涉及到的圖表、公式、注解等請以PDF格式閱讀”

第三篇：日本核泄漏世界經(jīng)濟影響分析

日本核泄漏世界影響分析

1環(huán)境

日本 日本福島核電站泄漏事故已對當?shù)厥称忿r(nóng)產(chǎn)品造成嚴重污染

中新網(wǎng)3月29日電 綜合報道，日本福島核電站泄漏的放射性物質(zhì)目前已擴散至全球

中國華北西南等地空氣中監(jiān)測到極微量放射性物質(zhì)

2能源需求的影響

日本是能源消耗大國，此次地震給制造業(yè)帶來重創(chuàng)的同時，也暫時壓抑了日本的能源需求，這對于正苦于中東持續(xù)危機而不斷高企的油價而言，將是一盆頗及時的冷水。地震發(fā)生后國際油價明顯回落，這種趨勢可能會持續(xù)一段時間。但一旦災(zāi)后重建啟動，日本的能源需求或許還有明顯的報復(fù)性膨脹，從長遠來看，日本核泄漏對油價的抑制作用，恐不可高估。

另外人們開始對能源進行思考，積極探索新能源，這一事件無疑是對新能源開發(fā)與利用的一個很大的促進。經(jīng)濟的影響

1日本核泄漏的巨額損失重創(chuàng)日本經(jīng)濟

花旗集團經(jīng)濟學(xué)家村島喜一預(yù)計，地震造成的損失總計為5萬億到10萬億日元(1美元約合81.65日元)，其中僅房屋損失就將達到數(shù)萬億日元。

野村證券在報告中指出，日本經(jīng)濟在地震發(fā)生前就已經(jīng)出現(xiàn)萎縮，如今想要走出疲弱狀態(tài)需要比預(yù)期更長的時間。穆迪經(jīng)濟分析公司首席經(jīng)濟學(xué)家

馬克·贊迪甚至說：“日本經(jīng)濟面臨再次衰退風險?！?/p>

2日本核泄漏后籌資或引發(fā)全球資產(chǎn)拋售

日本為重建籌措資金，有可能加劇全球資產(chǎn)拋售趨勢。溫伯格說，日本需要大量重建資金，但目前日本政府債務(wù)是經(jīng)濟總量的兩倍還多，為所有發(fā)達國家之最，而且日本財政赤字占國內(nèi)生產(chǎn)總值近10%，政府沒有過多資源可以利用。這就可能導(dǎo)致日本在海外的投資回流，從而引發(fā)資產(chǎn)拋售。另外，大量保險公司和再保險公司因為需要償付地震損失，也會出售資產(chǎn)。全球金融市場因此可能面臨動蕩。

據(jù)國際貨幣基金組織預(yù)計，2010年日本私人在國外投資總額為1660億美元。日本是美國國債的第三大持有者，截至2010年年底共持有美國國債近9000億美元。如果日本出售美國國債，美元將走低，美國融資成本將進一步上漲，無疑會令美國債務(wù)雪上加霜。

3、日本核泄漏后基建受損波及全球供應(yīng)鏈

日本是世界第三大經(jīng)濟體，其制造業(yè)在全球經(jīng)濟中占據(jù)重要地位，是全球供應(yīng)鏈上至關(guān)重要的一環(huán)。日本生產(chǎn)供應(yīng)全球40%的手機和電腦芯片，五分之一的半導(dǎo)體產(chǎn)品。

此次地震的重災(zāi)區(qū)東北部沿海分布著汽車、核電、石化和半導(dǎo)體等眾多重要產(chǎn)業(yè)的工廠。災(zāi)難發(fā)生后，大量基礎(chǔ)設(shè)施包括電網(wǎng)、道路和港口遭到破壞，并且導(dǎo)致多起核電站爆炸。輪番限電除了導(dǎo)致災(zāi)區(qū)企業(yè)停產(chǎn)，也影響到日本境內(nèi)幾乎每一家公司。索尼已經(jīng)關(guān)閉6家工廠，豐田汽車也計劃在16日之前停止日本境內(nèi)所有12家工廠的生產(chǎn)活動，此舉將導(dǎo)致集團減產(chǎn)4萬輛汽車。

在LCD屏幕、芯片設(shè)備等方面嚴重依賴日本的韓國企業(yè)將受到最大影響。

4、摩根大通將其對日本第一季度經(jīng)濟增長預(yù)期從2.2%下調(diào)至1.7%，將第二季度的預(yù)期從2.2%下調(diào)至0.5%，全年增長預(yù)期從1.7%下調(diào)至

1.4%

4日本核泄漏后股市大幅下跌

3月15日美國股市一開盤即大幅下跌，道指與標準普爾500指數(shù)分別下跌了2.1%和2.3%。構(gòu)成道指的30種股票全部下跌，其中尤以通用電器跌幅最大，該公司參與了此次受到地震損害的日本核電站的六個核反應(yīng)堆的建造。股市的波動顯示投資者的恐慌情緒正在上升。受日本形勢影響，紐約商交所四月原油(98.04,0.86,0.88%)期貨價格下降3.6%至每桶97.55美元，黃金價格也大幅下跌。

第四篇：日本核泄漏對中國核電事業(yè)發(fā)展的影響

日本核泄漏對中國核電事業(yè)發(fā)展的影響

摘要：福島核泄露這一重大突發(fā)事件，也引起了參加全國兩會代表們的高度關(guān)注。有代表對對日本核電站目前的形勢表示擔憂，也有代表說這一事件給中國核電發(fā)展帶來了警示，國家需要重新審視我國核電發(fā)展帶來的各種影響。

關(guān)鍵字：日本核泄漏，自然災(zāi)害，核能立法，防護措施等。

正文：

3月11號當?shù)貢r間14點46分，日本宮城縣發(fā)生世紀大地震，引發(fā)大規(guī)模海嘯并造成重大損失，甚至導(dǎo)致福島第一核電站發(fā)生爆炸造成核泄漏。據(jù)最新消息，運營福島第一核電站的東京電力公司在13日上午11時，向政府作出緊急通報，宣布福島第一核電站進入“緊急狀態(tài)”。這是地震發(fā)生以來，日本的核電站第一次宣布進入緊急狀態(tài)。

日本福島核泄漏，已證實影響到日本多個地區(qū)的飲用水，東京等13個地區(qū)的自來水廠，均檢測到了放射性物質(zhì)，引發(fā)日本國內(nèi)民眾搶購凈水機和瓶裝水。據(jù)韓國環(huán)境研究所實驗數(shù)據(jù)，反滲透凈水機可以有效過濾核放射物質(zhì)，達到飲水安全。截至29日，日本福島核放射性物質(zhì)已擴散至全球，亞洲多國政府和美國都報告了來自日本受損核電站的少量輻射。

日本多地自來水被檢出放射性物質(zhì)，核泄漏事件波及全球

天災(zāi)人禍很難以預(yù)料，這種罕見的、巨大的自然災(zāi)害，對任何一種能源項目，比如石油、煤氣、風電等等，都是巨大的挑戰(zhàn)。不過，此次因地震引發(fā)的福島核泄露事件給發(fā)展核電的世界各國帶來四方面的啟示：

第一從規(guī)劃開始，就嚴格考慮核電站的布局、選址問題，選址一定要正確，并進行嚴格的環(huán)境評估，同時考慮地質(zhì)災(zāi)害等相關(guān)災(zāi)害因素；

第二，建設(shè)當中要按照標準來規(guī)范、經(jīng)營，管理上要更加嚴格。近日，首屆原子能法論壇在中國政法大學(xué)舉行。在論壇上，以學(xué)者身份帶領(lǐng)研究小組為立法起草提供學(xué)術(shù)支持的中國政法大學(xué)教授趙威表示，目前，中國核能行業(yè)協(xié)會已完成了原子能法的立法研究課題。

原子能法起草研究小組還在多方征求專家學(xué)者的意見，完善原子能法草案，最終將于年底前向社會和有關(guān)部門征求意見。

第三，應(yīng)對突發(fā)事件，要快速反應(yīng)，需要建立聯(lián)動應(yīng)急機制；電站內(nèi)要必須擁有穩(wěn)定可靠的“多路”供電系統(tǒng)。據(jù)報道，泄漏的最主要原因是海嘯超出了設(shè)想的水平，海嘯引起的滔天洪水將柴油發(fā)電機房淹沒，造成應(yīng)急供電系統(tǒng)不能工作。并且福島一期核電站原本設(shè)計壽命已經(jīng)到期，但出于成本考量而繼續(xù)運作，盡管在今年2月份的評估報告中，東京電力認為這種超期服役不存在風險，但由于其安全設(shè)計存在缺陷，最終導(dǎo)致了目前事態(tài)的惡化。

第四，核能經(jīng)營風險，核能的投資成本非常高，周期長，管理人員需要有更高的管理水平。管理者更應(yīng)當加強事故處理和應(yīng)對訓(xùn)練，特別是針對極端情況發(fā)生時的模擬演練更需提上議事日程，以避免一旦發(fā)生緊急事故而束手無策。我國在建和在運核電技術(shù)的安全等級高于福島核電站技術(shù)。福島核電站屬于沸水堆，其工作原理是直接用反應(yīng)堆產(chǎn)生的蒸汽去推動汽輪機發(fā)電，蒸汽中可能包含大量放射性物質(zhì)，由于少了一個環(huán)路，其安全性較主流的二代堆技術(shù)（即壓水堆）低了一個級別，并且如果出現(xiàn)緊急情況需要排放蒸汽，則放射性物質(zhì)也隨之排出，此次事故便是屬于這種情況;我國核電站的堆型主要是壓水堆，在壓水堆中，插入了一個熱交換器，冷卻水采用兩回路系統(tǒng)，用于發(fā)電的二回路蒸汽中不會含有放射性物質(zhì)，如遇緊急情況需要排放二回路系統(tǒng)的蒸汽，也不會有放射性物質(zhì)外泄;日本受影響核電站采用的是二代核電技術(shù)，最大問題就在于遇緊急情況停堆后，須啟用備用電源帶動冷卻水循環(huán)散熱。我國正在沿海建設(shè)并將向內(nèi)陸推廣的第三代AP1000核電技術(shù)則不存在這個問題，因其采用“非能動”安全系統(tǒng)，就是在反應(yīng)堆上方頂著多個千噸級水箱，一旦遭遇緊急情況，不需要交流電源和應(yīng)急發(fā)電機，僅利用地球引力等自然力就可驅(qū)動核電廠的安全系統(tǒng)，巧妙地冷卻反應(yīng)堆堆芯，帶走堆芯余熱，并對安全殼外部實施噴淋，從而恢復(fù)核電站的安全狀態(tài)。

中國方面已經(jīng)啟動沿海城市的核安全監(jiān)測裝置，正在監(jiān)測日本的核電泄露對中國的影響。到目前為止，監(jiān)測的結(jié)果一切正常，尚未對中國造成影響。同時中國現(xiàn)在運行的核電裝置有13臺。核安全監(jiān)管部門在場內(nèi)設(shè)置了監(jiān)測裝置，環(huán)境保護部門在場外設(shè)定了監(jiān)測裝置，到目前為止所有的監(jiān)測結(jié)果都表明，13臺核電機組排放指標均遠低于國際國內(nèi)的排放標準，運行是安全的，運行狀況是良好的。

目前，國家海洋環(huán)境預(yù)報中心已發(fā)布《核輻射污染預(yù)測信息》53期、《日本核電站事故發(fā)展動態(tài)》40期，每日通過傳真、電子郵件、手機短信向相關(guān)單位發(fā)布核輻射污染預(yù)測信息，核事故污染擴散分析預(yù)測的應(yīng)急視頻會商進入常態(tài)化。同時，國家海洋環(huán)境預(yù)報中心正在開發(fā)可提供未來7天放射性污染物濃度分布和沉降分布的區(qū)域大氣污染物輸送數(shù)值預(yù)報系統(tǒng)，為放射性污染物漂移擴散模型提供高質(zhì)量的初始場。

參考文獻：《法制日報》——《日本核泄漏警示：中國還缺一部核安全法》

《證券時報》

第五篇：日本核泄漏對我國的影響分析

日本核泄漏對我國的影響分析

【摘要】 論文通過建立核污染物的大氣傳播擴散的線性模型，高斯模型和ADMS模型和海洋環(huán)流擴散模型，從理論計算值和實際監(jiān)測值兩個方面都說明了日本核泄漏的輻射物質(zhì)不會對我國產(chǎn)生直接的影響，在模型的建立過程中也通過模型間的比較，找出更具有實用價值和更具有推廣性的模型，通過模型的計算可以看出高斯模型較線性模型更具有使用價值，而ADMS模型較高斯模型又有進一步的推廣實用性。

通過海洋環(huán)流模型的分析可以知道，若泄漏源設(shè)置在近地層992hPa, 10 d 后影響范圍可達北美大部地區(qū), 但濃度比所設(shè)置的源區(qū)濃度低約6 個量級, 15 d 后可影響到歐洲, 20 d 后前鋒進入中國西部地區(qū), 30 d 后則布滿整個緯帶;若泄漏源在5 km 高度, 泄漏10 d 后影響范圍可覆蓋歐洲, 15 d 即可布滿整個緯帶;若泄漏源在10 km 高度, 10 d后即可影響中國大部分區(qū)域.核泄漏物質(zhì)通過海洋表層通道向東輸運則緩慢得多, 50 d 后到達150°E 左右, 且影響范圍僅在一條狹窄條帶內(nèi)。

通過對本文模型的分析，日本核泄漏物質(zhì)可能有微量會覆蓋我國全境，而且在3月25號日核泄漏物的輻射量達到最大值，但我國的核輻射量仍然處于人體可以接受的安全的值。也就是說，日本核泄漏物質(zhì)不會多我國造成直接的危害。

【關(guān)鍵字】 核污染

流體傳播

影響分析

一、問題重述與分析

1、問題重述

在日本大地震導(dǎo)致核泄漏后，關(guān)于核擴散而引起的安全問題已經(jīng)受到廣泛的關(guān)注，在我國也一度引起了人民的恐慌。根據(jù)人們的這種恐慌心理，提出合理的假設(shè)建立數(shù)學(xué)模型，解決以下兩點問題：

① 日本的核泄漏物體究竟會不會覆蓋我國的全國范圍，對廣大人民的人生安全又會不會產(chǎn)生危害【1】。

② 由于人體對輻射物質(zhì)有一定承受能力，只有當大氣中的輻射物質(zhì)達到一定程度的時候才會對人體產(chǎn)生危害，那么在我國，大氣中的核輻射物質(zhì)會不會達到危害人體的程度，如果會，那么會在什么時候達到，如果不會，那么我國的哪一地區(qū)受到的核污染最嚴重，并通過數(shù)學(xué)模型分析在什么時候達到最嚴重的程度。

2、問題分析

由于核泄漏物在空氣中的傳播類似于流體運動，受到諸多因素的影響，如風速，,核污染源頭的控制，大自然對核泄漏物質(zhì)的吸收能力等多方面，另一方面由于我國地域遼闊，各地地形差異也較大，所以各地距日本核泄漏源的距離也有明顯的差異，所以各地受到核污染的危害也肯定有所不同，通過建立流體運動的模型，同時考慮到諸多影響流體運動的因素，就可以大概的估算出我國是否會全境被日本的核泄漏物質(zhì)所覆蓋，另一方面，由于流體是要不斷的流動的，所以不會產(chǎn)生聚集，也就說，只要當核泄漏物質(zhì)的擴散高峰期通過我國時沒有達到對人體產(chǎn)生危害的程度，則以后就不會對我國居民的身體產(chǎn)生危害，通過建立數(shù)學(xué)優(yōu)化模型，以日本核泄漏程度及擴散情況為主要影響因素，就可以估算出日本核泄漏物質(zhì)在我國達到最大影響程度的時間

二、問題背景 2011年3月11日，日本近海發(fā)生9.0級地震并引發(fā)了大海嘯，沿海核電站受到破壞，開始釋放具有放射性物質(zhì)。很多人擔心這些物質(zhì)會危害自己的健康，因此急切希望了解：地震中損壞的日本核電站散發(fā)的放射性物質(zhì)，究竟會在什么時候到達自己的身邊，以及什么時候會達到對人體有害的程度。

專家們認為，對日本之外的國家和地區(qū)而言，會隨空氣移動的發(fā)射性粉塵可能是主要的威脅。若對此進行預(yù)測，需要考慮到風向，風速以及距離受損核電站的遠近。截止到2011年3月30日，在我國上海，天津，重慶，河北，山西，內(nèi)蒙古，吉林，黑龍江，江蘇，安徽，浙江，福建，河南，廣東，廣西，四川，陜西，寧夏，部分地區(qū)空氣中監(jiān)測到來自日本核事故釋放放出的極微量人工放射性核素碘-131。

二、模型假設(shè)

由于要用數(shù)學(xué)模型解決實際問題，一般都要對實際問題進行量化處理，并且還要建立合理的假設(shè)上，針對要解決的問題，記流體在真空中的流動速度為v0 ,空氣對流速度（及風速）為v1。

1、在日本大地震發(fā)生后的一段時間內(nèi)，全球空氣對流速度保持v1 不變。

2、核輻射物質(zhì)在大氣中的傳播的絕對速度（及v0）總是保持不變的

3、忽略大自然對核輻射物質(zhì)的吸收，且核泄漏物質(zhì)是均勻擴散的。

4、所有人對核輻射的抵抗能力都是相同的。

四、符號約定和名詞解釋

s-------------輻射物質(zhì)傳播的距離

t-------------核泄漏物質(zhì)傳播s距離的傳播時間 V0-------------日本核泄漏的核輻射物質(zhì)的總量 v-------------核放射性物質(zhì)在海洋中傳播速度

B-------------核泄漏物質(zhì)在海洋中傳播時單位距離被吸收的量 S-------------我國海域的面積

P-------------我國單位海域面積的放射性物質(zhì)總量 V1-------------單位面積覆蓋的輻射物質(zhì)量

C------------核輻射源下風向任一點（x,y,z）的污染物濃度，mSv/s ?y?z-----------y和z方向擴散系數(shù)，m U-----------污染源排放口的平均風速，m/s Q-----------輻射源核輻射泄漏物的強度, mSv /s He-----------輻射源核輻射物上升的有效高度,m ?Y-----------Y方向擴散參數(shù)*m。

Cy-----------地面橫風向積分濃度，mSv /m3 KA-----------計算點A的地面濃度，mSv /m3 Q0-----------計算點所在源塊的源 強，mSv /s*m2

Qr-----------其上風方向第i號源塊的源強，mSv /s*m2 L-----------網(wǎng)絡(luò)的邊長，m u-----------平均風速，m/s b,q-----------分別為確定大氣垂直擴散標準?z的參數(shù)，他們隨不同穩(wěn)定度類別而取不同的值，并滿足?z=bxq的關(guān)系 h-----------面源的平均高度，m N-----------上風方網(wǎng)格數(shù)

Hs-----------和污染物在豎直方向的幾何高度 ?h-----------和污染物抬升的高度m

五、問題的模型建立

模型一 假設(shè)全球大氣處于不對流狀態(tài)，則核污染物質(zhì)會以恒定的速度v0 向四周擴散，已輻射源的核輻射量近似作為核輻射總量，據(jù)日本文部科學(xué)省3月21號發(fā)表的核輻射檢測報告說，在距離福島第一核電站南3公里的福島縣大熊町，檢測到的最高濃度的放射量為每小時110微西弗。在做近似計算式，就以此濃度作為輻射源的核污染物濃度V0，在地理位置上，中國東南沿海距核泄漏中心（西南向）2000公里以上，東北地區(qū)在西北向相距1000公里以上，由于核泄漏放射性最強的核素是碘-131，極微量的碘與水蒸氣中的少量鉀鈉結(jié)合，極容易溶解在水中，因此降雨和降塵影響地表水是主要的污染方式，同時也使大氣中碘-131較快清除掉。3月20號以前，日本離福島核電站100公里以外的地方幾乎沒有碘-131的異常。3月20號至23號的降雨使東京金町至日立方向地表水和飲用水碘-131急劇增加和波動（200-300Bq/kg）;而東京橫濱地區(qū)碘-131有少量增加（）9-30Bq/kg)。25號水中碘-131量在日立-茨城-金町-東京新宿-橫濱小雀一線的分布具有一定的相似性（見圖一）。而根據(jù)這一回歸計算可確定西南向的最大的影響范圍為369公里。這遠小于我國日核泄漏源在西南方向距離我國的最小距離2000公里。

圖一 西南向I-131的檢測值線性變化和回歸計算

圖二 西向地表飲用水I-131含量的線性變化和回歸計算

圖三 西向地表飲用水I-131含量的線性變化和回歸計算 從圖而可以看出，當距離核泄漏源200km的地方，核放射性物質(zhì)基本上就降為0，而我國的東北地區(qū)距離日核泄漏源的而最近距離為1000km，也就是說，在此模型的假設(shè)下，我國東北地區(qū)基本上不會受到的日核泄漏的影響，而由圖一可以看出，在日核泄漏源的西南方向輻射物質(zhì)的傳播的方程可以用線性函數(shù) 建立核污染物質(zhì)運動的方程

V1=-0.2172s+80.079（1）

由方程（1）求解可知當s=368.69時，核輻射量就降為0，而在西南方向，我國東南沿海距離日和輻射源最近的距離為2000公里，也就是日核泄漏物不會大量的傳到我國。由于分子的擴散和海洋環(huán)流，肯定會有少量的污染物的傳到我國，但不會對我國構(gòu)成大的危害。

模型二

對于日核泄漏物得傳播，我們首先建立一般的高斯擴散模型：

對于高架連續(xù)點源，若把坐標原點取在排放點正下方的地面上，X軸的正方向指向平均風方向，Y軸在水平面上垂直于X軸，Z軸垂直向上延伸，則高斯模式的基本形式是：

(Z?Hc)(Z?Hc)Qy2C(x,y,z,Hc)?[]exp[?2]*[exp[?]?exp[?]] 222?U?y?z2?y2?z2?zHc2y2C(x,y,z,Hc)?exp[?2?2]

?U?y?z2?z2?zQ22高架點源的地面濃度是：

但由于在實際應(yīng)用中，高斯模式的限制條件太過于苛刻，主要有：①下墊面平坦，開闊，性質(zhì)均勻，平均流場平直，穩(wěn)定，不考慮風場的切變；②擴散過程中，污染物本身是被動，保守的。及污染物和空氣是無相對運動，且擴散過程中污染物無損失，無轉(zhuǎn)化。污染物在地面被反射；③擴散在同一溫度層結(jié)中發(fā)生，平均風速大于1.0m/s;④適用范圍一般小于10~20km。由于這些限制條件過于苛刻，不利于模型在實際中的擴散，為了使建立的模型更具有推廣性，下面將建立更具一般性的ADMS模型(該模型有PDF模式，小風對流尺度模式，Loft模式)：

PDF模式：在不穩(wěn)定條件下，對低浮力核污染物采用weil的PDF模式計算地面的濃度，即： C?Cy2??Yexp{?1Y?YF2[]} 2?y式中的?Y由下式?jīng)Q定：

?(?zx/u)/[1?0.5x/(uTxy)1/2(Fm?0.1)]?1/32/3?Y??1.6FmXmZi(Fm?0.1,u/wm?2)

1/32/3?0.8FmXmZi?式中Cy由下是確定：

Cyuh22F1h122F2h22F1?exp[??]exp[??] Q2?x12?x22??x12??x12??x2

小風對流尺度模式：

在不穩(wěn)定條件下，對高浮力核泄漏污染物采用briggs的小風對流尺度模式，即： 當：x<10F/W*3

1Y?Yp2C?0.021Qw*x(FZi)exp[?()]

2?y31/34/3?y?1.6F1/3X2/3Zi

當：x≥10F/w3

7F3/21Y?Yp2C?[Q/(wxh)exp[?(3)]exp[?()]]

zw2?y?y?0.6XZi

Loft模式： 對近中性條件下的高浮力核泄漏物，采用Weil的Loft模式，即：

Q1Y?Yp2C?[1?erf(?)]exp[?()] y2?2?Z1?uy?1.6F1/3X2/3u?1(L?0或L?O3且u/w?2)?y??1/32/3u?10.8FX(L?0且u/w<2)?由于人體對核輻射有一定的抵抗能力，只有當?shù)乇淼暮洼椛湮镔|(zhì)的濃度超過50毫西弗時才會對人體產(chǎn)生明顯的影響；為了計算地表的核輻射物得濃度，以下基于一般高斯模型系統(tǒng)中的采用有面源高度的ADTL模型來計算由面源產(chǎn)生的污染物濃度。該模式的應(yīng)用要根據(jù)具體情況，把他們分為多箱排列的面源，并假設(shè)源強的空間分布均勻，污染的擴散遵循一定的規(guī)律，計算某點的地面濃度為：

C?Q1Y?Yp2[1?erf(?)]exp[?()] y2?y2?Z1?u1(i?)LNL/212yx1h21h22KA?[]{Q0?exp[?22dx]??Qf?exp[?22dx]} qq0bx1bx?u2bxq2bxqi?1(i?)L2由于日本核泄漏的具體情況，將高度大于100m的核泄漏物作為電源處理，100m以下的核泄漏物作為面源處理。

高斯模式中的?y和?z的選取則應(yīng)該根據(jù)具體情況而定，根據(jù)我國各個監(jiān)測點的監(jiān)數(shù)據(jù)，統(tǒng)計得到中性層結(jié)是?y和?z的一般表達式如下： ?y=0.1984x0.9601 ?z=0.3743x0.8203

(本文主要針對中性層結(jié)進行數(shù)值描述)。由監(jiān)測統(tǒng)計數(shù)據(jù)同時可以知道中性層結(jié)時

U的表達式為：

U=2.9[Z/10]0.29 式中He的選取He?Hs??h

利用上述兩種模型計算了4月我國東北，華北，東南地區(qū)3個監(jiān)測點的核輻射物質(zhì)的日均濃度，表一給出了監(jiān)測點計算得到的和輻射物質(zhì)日均濃度和實測濃度值

表一

不同模式核輻射物質(zhì)濃度計算值及實測日均值/(mSv/m3)高斯模式 ADMS模式

監(jiān)測點 計算值 誤差（/%）計算值 誤差(/%)實測值 樣本數(shù) 東北 5.68-131 7.12 8.9 6.54 10 華北 14.07-12.4 17.31 7.8 16.06 10 東南 8.7-14.7 9.19-11.3 10.36 10

由表一可知，用高斯模型計算時，地面濃度日均值均小于相應(yīng)的監(jiān)測值 用ADMS模型計算時，有兩個點位的計算值大于監(jiān)測日均值，另一個點位則相反，監(jiān)測值大于日均值。而且實際監(jiān)測的值和計算得到的值都表面，日核泄漏無不會對我國造成大的傷害。也就是說我國全境是安全的。

模型三 全球可以看成是一個大的生態(tài)系統(tǒng)，核泄漏物不僅可以通過空氣的擴散傳播，也可以通過海洋環(huán)流擴散，由于我國和日本是隔海相望的鄰國，而日本在核泄漏事故后，也將大量的和污染物傾倒進海洋，而此部分核泄漏物是否會影響我國的沿海地區(qū)，主要取決于大氣輸送沉降和海洋自身環(huán)流輸送兩個方面。另外由于，核泄漏物質(zhì)在海洋中的傳播速度極慢，而且很容易被吸收，而且從海洋大氣方面看，日本福島核電站事故發(fā)生地處于西風帶，盛行西向風，核輻射物質(zhì)會向偏東方向擴散，而我國位于日本西側(cè)，所以輻射物質(zhì)只會離我們越來越遠。從海洋洋流方向看，事故海域3月份平均洋流方向是向東北方向的，如果有放射性物質(zhì)泄漏，也會被輸運到日本以東的西北太平洋海域。實際上，通過實際監(jiān)測結(jié)果葉表面，日本核泄漏未對我國海洋造成危害。例如：北海分局于3月13日派出“中國海監(jiān)23”船，在位于日本福島核電站約1600公里的黃海中部進行了海水取樣，并于14日返回山東青島。監(jiān)測機構(gòu)對采集的海水樣本進行監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，海水樣本中的總β含量處于我國近海海域天然放射性本底范圍，日本福島核電站事故未對黃海中部海域造成影響。

3月16日上午，“中國海監(jiān)23”船和“中國海監(jiān)15”船搭載國家海洋局北海環(huán)境監(jiān)測中心8名技術(shù)人員，在距離日本福島核電站1781公里的黃海相關(guān)海域再次進行海水取樣和大氣γ輻射劑量率監(jiān)測。監(jiān)測結(jié)果顯示：海洋大氣中的γ輻射劑量率處于正常本底水平，日本福島核電站事故未對黃海中北部海洋大氣造成影響。據(jù)3月17日7時大氣監(jiān)測結(jié)果顯示，黃海中北部海域海洋大氣中的γ輻射劑量率處于正常本底水平，未見異常，未受到日本核電站爆炸事故影響。

我們也可以通過數(shù)學(xué)模型對這一情況進行說明。

P=(s-vtB)/S 放射性物質(zhì)在海洋中一次方程向四周擴散，根據(jù)氣象部門的預(yù)測報告，放射性物質(zhì)在海洋中的傳播過程，大致如下圖二所示：圖3 給出了日本福島事故發(fā)生后10, 20, 30 和50 d 的核泄漏物質(zhì)隨海流輸運擴散的分布情況.圖中箭頭代表模擬的平均環(huán)流場分布, 流速小于0.2 m/s 的分布略去,紅色實線表示泄漏源處核物質(zhì)1/1000 濃度的等值線分布, 以其表征核泄漏物質(zhì)的影響范圍.可以看出,20 d 后, 核泄漏物質(zhì)向北輸運擴散到約38.5°N 位置向東轉(zhuǎn)向;50 d 內(nèi), 核泄漏物質(zhì)隨海流沿日本東海岸向東北輸運擴散, 遠離中國海域.整體看來, 核泄漏物質(zhì)在海表面輸運速度比大氣中慢得多, 且限制在一個窄帶范圍內(nèi).圖2 假定福島核泄漏物質(zhì)源在不同高度(近地面(a)、5(b)和10 km(c)),模式預(yù)測的核泄漏物質(zhì)影響范圍。紫色、紅色、綠色、藍色、墨綠色和黑色實線分別代表預(yù)測的不同時刻(3, 5, 10, 15, 20, 30 d)全場最高濃度10%的濃度等值線, 以其代表核泄漏物質(zhì)影響范圍.在3 月14 日最靠近福島的大氣模式網(wǎng)格點3 層不同高度處分別放置濃度為1.0 的核泄漏物質(zhì),(a)中各時刻(3,5, 10, 15, 20, 30 d)邊緣線濃度值分別為1×104, 5×105, 1×105, 3×106, 2×106, 1×106;(b)和(c)中各時刻(3, 5, 10, 15, 20 d)邊緣線濃度值分別為1×104, 5×105, 2×105, 7×106, 5×106

圖3 模式預(yù)測的海洋表層流場(矢量)分布和核泄漏物質(zhì)在海洋表層的影響范圍(紅線內(nèi))紅線表示泄漏源處核物質(zhì)0.001 濃度的等值線分布, 靠近福島海洋網(wǎng)格點濃度設(shè)置為1.0.a)~(d)分別代表核物質(zhì)泄漏后10, 20, 30 和50 d 后的影響范圍

若核泄漏物質(zhì)進入海洋, 則會隨海洋表層通道向東北緩慢輸運, 50 d 后到達150°E 左右, 但影響范圍僅限于一條窄帶內(nèi)。

六．模型結(jié)果的分析

通過問題一的線性模型可以直觀的看出和輻射物質(zhì)在傳播過程中會被大氣中的一些物質(zhì)吸收，以使得距離核泄漏源越遠的地方，核輻射強度就越弱，由模型一的計算可知，在距離日本核輻射源西北方向200km的地方，和輻射物質(zhì)基本上就降弱為0，在西南方向距離核輻射源368.69km的地方，核輻射物質(zhì)濃度也降為0，而日本核輻射源在西北方向距離我國最近的為1000km，西南方向距離我國最近的為2000km，可以看出，日本核輻射污染物不會大量的擴散到我國，而高斯模型和ADMS模型，通過計算，我國距離日本最近的幾個監(jiān)測點的放射性核物質(zhì)濃度分別為東北7.12mSv/m3，華北17.31mSv/m3，東南9.19mSv/m3,這與實際監(jiān)測值東北6.54mSv/m3，華北16.06 mSv/m3，東南10.36 mSv/m3的誤差僅為8.9%，7.8%,-11.3%,而對我們?nèi)梭w安全的核放射性物質(zhì)濃度為不高于50mSv都不會對人體產(chǎn)生明顯的傷害，所以從理論計算上和實際監(jiān)測都表明我國不會直接受到日本核泄漏污染物質(zhì)的危害。

據(jù)日本防衛(wèi)省透漏，3月25日是福島第一核電站核泄漏擴散范圍最大的時間。3月底至4月中旬，以WHO環(huán)保標準衡量核泄漏影響范圍已不斷趨于縮小。盡管福島第一核電站核泄漏級別被提升至最高級別7級，在離福島第一核電站西北方向40公里的飯館村土壤中檢測到銫-137達到163000 Bq/公斤，但廣泛的面上監(jiān)測數(shù)據(jù)表明4月下旬核泄漏影響范圍趨于相對穩(wěn)定。

DCG（derived concentration guideline）標準(飲用水與食品)和DAG標準（derived air guideline）（大氣環(huán)境, 5.7?Sv/小時）衡量, 超標范圍被限定在離福島第一核電站西北方向長45公里左右，寬小于15公里的狹長范圍內(nèi)，面積達600平方公里左右（圖1）。這一范圍對環(huán)境的嚴重影響將會持續(xù)到10年以上 以WHO環(huán)保標準衡量（飲用水碘-131和銫-137小于5Bq/升；大氣環(huán)境放射性輻射劑量小于5.7?Sv/小時×0.04%=0.23?Sv/小時, 也相當于地表自然環(huán)境背景值的上限），不達標的范圍在10000平方公里左右（圖2）。離福島第一核電站60-80公里的福島市、群山市、白河市一線雖大氣環(huán)境放射性輻射劑量在0.6-1.6?Sv/小時左右，但飲用水水碘-131和銫-137已降至WHO環(huán)保標準以下。因此這一帶在數(shù)月后也會達到WHO環(huán)保標準要求，以WHO環(huán)保標準衡量不達標的范圍將會縮小到5000平方公里以內(nèi)。與切爾諾貝利泄漏影響范圍（6萬平方公里）相比，福島第一核電站核泄漏影響范圍要小得多。從切爾諾貝利到福島核泄漏事件，是人類和平利用核能的又一次經(jīng)驗和教訓(xùn)，應(yīng)當說也是一次不小的進步。

其實一次達到7級的核泄漏（釋放1018 Bq），相當?shù)牡?131重量只有2.2克左右。其中95%會沉降在附近600平方公里范圍內(nèi)；99.5%會沉降在300公里半徑范圍內(nèi)，有可能擴散到全球的量不過是幾毫克。全球每平方米球面角能分到的量小于0.1Bq，而地表每立方米的巖石平均釋放的放射性達1×106 Bq。核泄漏碘-131只占天然放射性的千萬分之一。因此我國沒有任何理由去緊張和恐慌

另外通過建立海洋環(huán)流的模型分析，也表面日核泄漏放射性物質(zhì)不會通過海洋環(huán)流的形式直接危害到我國。由于太平洋的大氣和海洋環(huán)流特點，日核泄漏物質(zhì)主要會向太平洋西岸流動

七、模型的評價及推廣

本文通過建立了三種不同的模型來計算日核污染是否會對我國構(gòu)成危害，模型一的線性規(guī)劃雖然過于理論，但對于我們研究問題也有一定的指導(dǎo)意義，在絕對理想的情形下，物質(zhì)的運動確實具有一定的線性相關(guān)性，而且我們往往也是從簡單模型入手，逐步將模型細化，實際化以得出更具有一般性和推廣性的模型。在模型二中，用通過建立高斯模型和ADMS模型，既比較了兩種模型對實際問題的處理能力，也進一步將問題一的模型推廣到實際應(yīng)中。但這兩類模型仍然具有一定的限制性，主要表現(xiàn)在（1)擴散參數(shù)?y?z的計算在目前主要有廓線法和經(jīng)驗公式法．但是這2種方法所得擴散參數(shù)都有一定的局限性，建議在應(yīng)用時，結(jié)合對當?shù)亻L期氣象觀測與污染物擴散監(jiān)測資料的分析．給出適合于當?shù)氐臄U散參數(shù)計算方法（2)對f區(qū)域或更大的范圍，一般來說高斯模式不太適用．這時候要采用其他的擴散模式．在選擇所要采用的模式時，既要考慮到模式的優(yōu)點，同時還要考慮到諸如模式對源資料的要求、模式的計算量、模式分辨率等因素．盡可能地做到優(yōu)化模式，提高效率。（3)對于局地擴散，在地形不太復(fù)雜的條件下．可 采用高斯模式，這樣不但計算速度快．同時計算精度也不會受太大影響：如果地形比較復(fù)雜 可以采用地形訂正和考慮風切變影響的高斯模式。（4)在利用高斯擴散模式時．很多時候要考慮將面源簡化為點源，這時候只要比較兩者的計算結(jié)果(面源可以看作是點源的積分，如果差異不是很大(一般用最大濃度的相對偏差不超過某個百分數(shù)或下風向某個距離以后，相對濃度差異很小來判斷-，則可以將面源簡化為點源。（5)如果要獲得理論上更合理的計算模式，若采用直接解擴散方程類的擴散模式，可以嵌套流場預(yù)報模式，這時候一定要注意2個模式接口程序的設(shè)計；若果用高斯模式，流場可以采用臺站的風、溫預(yù)報結(jié)果．計算結(jié)果是否能夠令人滿意，主要就看流場預(yù)報結(jié)果。但在實際中還有很多有毒氣體的排放，像SO2，NH3等氣體的排放及其擴散，我們通過建立高斯模型和ADMS模型，研究他們的擴散規(guī)律及危害。也有一定的指導(dǎo)意義。

模型三通過建立核泄漏物質(zhì)通過海洋環(huán)流傳播的方式污染，但由于太平洋的環(huán)流特點，可以看出，通過海洋環(huán)流并不會對我國造成直接的危害，海洋環(huán)流主要對美國和加拿大的太平洋西岸的國家產(chǎn)生影響。

參考文獻：

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附錄：

【1】 國際上有著兩類不同的放射性物質(zhì)安全標準。一類是DCG標準，根據(jù)在固定環(huán)境生活一年產(chǎn)生1mSv輻射劑量推算的特定放射性物質(zhì)濃度。另一類為環(huán)保標準，以特定放射核素的區(qū)域平均自然放射性背景值加二倍標準差，或DGC標準的4%來確定。因此DGC標準常是環(huán)保標準的20-50倍。同時各個國家對這兩類標準確定也有相當?shù)牟顒e。以以碘-131為例日本對自來水的DCG標準為300Bq/升，美國和世界衛(wèi)生組織（WHO）的DCG標準為110 Bq/升。自來水的環(huán)保標準，加拿大為6 Bq/升，WHO為5 Bq/升，而美國為1.5 Bq/升日本沒有具體規(guī)定，按計算應(yīng)是12 Bq/升。對空氣也有相應(yīng)的不同標準。日本的環(huán)境標準是比其它發(fā)達國家寬的。機構(gòu)發(fā)布的信息和傳媒的報導(dǎo)，常常是什么不超標，或超標多少倍等等。如果是沒有說是用什么標準，這些信息將是很模糊的。如報導(dǎo)說:“日本福島地區(qū)自來水、牛奶碘-131超3-5倍”和“香港從日本進口的菠菜碘-131含量超標10倍”，那個高？由于用了不同的標準，導(dǎo)致了錯誤的理解，實際上前者高了30倍?！叭毡?3個都縣檢測出自來水含有放射性物質(zhì)”的報導(dǎo)說法也是不妥的。實際上是自來水碘-131已超過了WHO環(huán)衛(wèi)標準。能檢測出自來水含有人工放射性物質(zhì)遠不止這些地區(qū)。如東京新宿地區(qū)自來水碘-131在3月18日為1.47 Bq/升，屬自然背景值，19-20日為2.85-2.93 Bq/升, 已檢測出有污染加入的放射性物質(zhì);21日達到5.25 Bq/升, 已超標;22日升至18.7 Bq/升, 超標了3倍