第一篇：日本核泄漏事件對我國核電事業發展的影響

日本核泄漏事件對我國核電事業發展的影響

摘要：日本特大地震伴隨海嘯引發了福島第一核電站爆炸及放射性物質泄漏，觸目驚心的核泄漏事件給我們敲響了警鐘，給中國核電事業的發展提出了警示。關鍵詞：核泄漏；自然災害；核能立法；防護措施等。

3月11日下午，日本東部海域發生9級大地震，并伴隨特大海嘯，次日，福島第一核電站發生了爆炸和放射性物質泄漏。這是自1986年4月26日蘇聯烏克蘭共和國切爾諾貝利核能發電廠發生嚴重核泄漏以來，人類發生的最嚴重的核泄漏事故。雖然日本因地震發生的核泄漏事件不會改變中國發展核電的決心和安排,但這次事件給中國核電事業的發展敲響了警鐘。

首先，中國核電發展必須充分考慮環境變化等自然因素，核電站盡量建在不易發生重大災害的地區。此次日本核泄漏是由于特大地震伴隨海嘯襲來從而引發的，而近幾年由于人類對環境的破壞，災害叢生地震頻發。因此，中國核電建設的當務之急就是在設計的層面上充分考慮發生地震的可能性，在抗震方面的設計應該做好最壞的打算。只有這樣，才能確保不出問題。在當前東部率先發展的大趨勢下，我國沿海地區的經濟和人口密度急劇增大。各級政府必須高度重視海洋災害可能造成的影響，切實提高沿海地區的災害防御能力。

其次，中國核電設施應該做好嚴格的監測和維護,嚴格禁止這些設施出現超期服役現象，而且不管在怎樣的緊急情況下，電站內都必須擁有穩定可靠的“多路”供電系統。據報道，泄漏的最主要原因是海嘯超出了設想的水平，海嘯引起的滔天洪水將柴油發電機房淹沒，造成應急供電系統不能工作。并且福島一期核電站原本設計壽命已經到期，但出于成本考量而繼續運作，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，但由于其安全設計存在缺陷，最終導致了目前事態的惡化。中國目前有13座核電站正在運行，雖然已經有嚴格的監測和維護機制，但仍然馬虎不得，尤其是一旦監測出問題，一定要及時處理，才能確保安全。

第三，我國在核安全和輻射安全方面存在法律空白,核能領域基本法原子能法立法一拖再拖,至今依然沒有出臺,中國核安全法律缺位問題突出。在核安全形勢嚴峻的背景下,我國必須高度重視和積極推進核安全立法。雖然環境保護部發布了《核動力廠環境輻射防護規定》，但這只是屬于政府部門規章的范疇,只是涉及核電廠的選址和環境標準問題,法律層級和效力都明顯偏低。在原子能法的立法進展緩慢的現實情況下,建議由全國人大常委會盡快制定出臺核安全法,對核能安全監督、核能監管主體及責任、核事故應急處理以及相關法律責任進行全面規范。

第四, 中國核電發展必須嚴把質量關。核電是人類主要的清潔能源，具有高效、環保、低成本等特點，大力發展核電等清潔能源，是中國為了適應經濟增長和環境保護需要而提出的重要經濟戰略，是我國經濟可持續發展的需要。目前我國已經進入了核電高速發展的時期，核電一旦建成，將會接受時間的考驗長期運行，中國同時或者陸續建設這么多臺核電機組，我們必須十分重視建設質量，不能為了追求發展速度而降低了建設質量。

最后，對類似核電這種含有潛在高風險的行業要提前做好相應的應對措施。日本作為世界上利用核能最早也最普遍的國家，核能安全領域中的措施在世界上處于領先水平，在切爾諾貝利核電站事故之后，更是加大了對核電設施的防護力度，設計了多重應對措施，然而，在這場日本歷史上最大的地震來襲之后，其既有防護措施卻顯得捉襟見肘，用于應急啟動的電源無法運作，直接導致了后續一系列危機的產生和蔓延。中國核電設施一定要事先制定切實可行的應急預案。在安全運行的時候，就要提前做好一旦發生緊急事故如何處理的預案，對于一些有著潛在危害性的設施，管理者更應當加強事故處理和應對訓練，特別是針對極端情況發生時的模擬演練更需提上議事日程，以避免一旦發生緊急事故而束手無策。

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》

第二篇：日本核泄漏事件與我國核電事業發展

日本核泄漏事件與我國核電事業發展

3月11號當地時間14點46分，日本宮城縣發生世紀大地震，引發大規模海嘯并造成重大損失，甚至導致福島第一核電站發生爆炸造成核泄漏。這一事件，照成了國際性的轟動，并引起了我國參加兩會的代表及高層們的重視，甚至在國民中也造成了很大的影響，一時間因心思不正的分子的擾亂性行為，而造成“鹽慌”等等。當這些風暴漸漸開始平息下來，人們不禁產生了各種問題。如，此次日本核泄漏事件，是否會對我國產生不良反應？我國距離日本如此的近，是否會對我們的日常生活產生影響？核能真的值得人類發展利用嗎？在核能的開發中是否存在著安全隱患？等質疑聲此起彼伏。

那么，核能的開發是否值得？日本的核泄漏，又對我國產生了哪些影響？

一直以來，很多人都認為核能是最安全同時最可靠的能源。但是，由于此次日本福島第一核電站機組發生爆炸、導致放射性物質泄漏的事件讓人不得不對核能的安全性產生了置疑。據了解，與常規能源相比，核能主要有三大優勢——核能的能量密度非常之大；核能是非常清潔的能源；核能具有較高的經濟性。因此，伴隨著我國能源的逐漸減少，也就決定了我國核能的開發是趨勢所趨。

而在此次照成日本福島第一核電站機組發生爆炸、導致放射性物質泄漏的主要原因，是由于核裂變產生核反應堆的“剩余發熱”照成的。一般為了防止“剩余發熱”的危害，對反應堆做了很多可靠的設計，從而大大降低了因“剩余發熱”而照成的許多，如地震等問題。然而在此次發生的日本地震，其規模大大超過了預期，從而照成核泄漏事件的發生。而此次日本核泄漏事件不僅并未對我國照成很大的損失，反而為包括我國在內的世界各國敲醒了警鐘，并促進了世界各國專家學者們對核能開發問題的重視及研究。

除此之外，此次日本核泄漏事件還推動了我國對核能開發的重視，并建立了相關法案。近日，在中國政法大學舉行了首屆原子能法論壇。而這一論壇的舉行，也體現了我國核能相關法律建立的開端，這對我國具有極重要的意義。

因此，各種事實表明，此次的日本核泄漏事件，或多或少的震動了不少國民的內心，但，對我國的各項發展卻并未帶來太多的損失。而且，盡管核能的開發仍存在著一定的安全隱患，但，就總趨勢而言，核能的開發對能源問題具有深遠意義。

賢齊責任編輯，《全國人大代表：日本福島核泄露帶來四大警示》，中國網，2011年03月13日

朱昂，《日本發生核輻射 對中國將會有什么影響？》，人民網，2011年03月15日 22:52:00 廖恒責任編輯，《我國核電事業進入快速發展的新階段》，國防科工委，2008年06月17日16:08 《日本核泄漏事件推動我國首部原子能法立法》，法制晚報，2011年05月21日14:40

第三篇：日本核泄漏對中國核電事業發展的影響

日本核泄漏對中國核電事業發展的影響

摘要：福島核泄露這一重大突發事件，也引起了參加全國兩會代表們的高度關注。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展帶來了警示，國家需要重新審視我國核電發展帶來的各種影響。

關鍵字：日本核泄漏，自然災害，核能立法，防護措施等。

正文：

3月11號當地時間14點46分，日本宮城縣發生世紀大地震，引發大規模海嘯并造成重大損失，甚至導致福島第一核電站發生爆炸造成核泄漏。據最新消息，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”。這是地震發生以來，日本的核電站第一次宣布進入緊急狀態。

日本福島核泄漏，已證實影響到日本多個地區的飲用水，東京等13個地區的自來水廠，均檢測到了放射性物質，引發日本國內民眾搶購凈水機和瓶裝水。據韓國環境研究所實驗數據，反滲透凈水機可以有效過濾核放射物質，達到飲水安全。截至29日，日本福島核放射性物質已擴散至全球，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，核泄漏事件波及全球

天災人禍很難以預料，這種罕見的、巨大的自然災害，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。不過，此次因地震引發的福島核泄露事件給發展核電的世界各國帶來四方面的啟示：

第一從規劃開始，就嚴格考慮核電站的布局、選址問題，選址一定要正確，并進行嚴格的環境評估，同時考慮地質災害等相關災害因素；

第二，建設當中要按照標準來規范、經營，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舉行。在論壇上，以學者身份帶領研究小組為立法起草提供學術支持的中國政法大學教授趙威表示，目前，中國核能行業協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部門征求意見。

第三，應對突發事件，要快速反應，需要建立聯動應急機制；電站內要必須擁有穩定可靠的“多路”供電系統。據報道，泄漏的最主要原因是海嘯超出了設想的水平，海嘯引起的滔天洪水將柴油發電機房淹沒，造成應急供電系統不能工作。并且福島一期核電站原本設計壽命已經到期，但出于成本考量而繼續運作，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，但由于其安全設計存在缺陷，最終導致了目前事態的惡化。

第四，核能經營風險，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。管理者更應當加強事故處理和應對訓練，特別是針對極端情況發生時的模擬演練更需提上議事日程，以避免一旦發生緊急事故而束手無策。我國在建和在運核電技術的安全等級高于福島核電站技術。福島核電站屬于沸水堆，其工作原理是直接用反應堆產生的蒸汽去推動汽輪機發電，蒸汽中可能包含大量放射性物質，由于少了一個環路，其安全性較主流的二代堆技術（即壓水堆）低了一個級別，并且如果出現緊急情況需要排放蒸汽，則放射性物質也隨之排出，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，用于發電的二回路蒸汽中不會含有放射性物質，如遇緊急情況需要排放二回路系統的蒸汽，也不會有放射性物質外泄;日本受影響核電站采用的是二代核電技術，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散熱。我國正在沿海建設并將向內陸推廣的第三代AP1000核電技術則不存在這個問題，因其采用“非能動”安全系統，就是在反應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急發電機，僅利用地球引力等自然力就可驅動核電廠的安全系統，巧妙地冷卻反應堆堆芯，帶走堆芯余熱，并對安全殼外部實施噴淋，從而恢復核電站的安全狀態。

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

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

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》

第四篇：日本核泄漏事故對核電發展的影響

日本核泄漏事故對核電發展的影響

[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利用的一個不可逆轉的必然發展趨勢。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的發展產生了嚴重而深遠的影響。

[關鍵字] 核泄漏核電發展影響

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難性影響，核能是最現實的大規模替代能源。各國從本國國情出發，積極發展核電站建設，已成為世界能源開發利用的一個不可逆轉的必然發展趨勢。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.核電站的發電原理

核電站是利用原子核裂變反應時釋放巨大能量，再通過發動機轉變為電能。核電站發電原理示意圖如圖所示。它是以核反應堆來代替火電站的鍋爐，以核燃料在核反應堆中發生特殊形式的“燃燒”產生熱量，使核能轉變成熱能，推動汽輪發電機發電，其奧妙主要在于核反應堆。核反應堆的合理結構應該是：核燃料＋慢化劑＋熱載體＋控制設施＋防護裝置。

核電廠的反應器內有大量的放射性物質，如果釋放到外界環境，會對生態及民眾造成傷害。因此核電站都設有安全系統和危急冷卻系統等。

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，對于核電站的建設應非常謹慎，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，對環境有利，發電成本優于其他能源等，因此發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生強烈九級大地震并引發海嘯，日本福島第一核電站嚴重受損發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活度達到62萬萬億貝克勒爾，過去一個月間，放射性物質泄漏最嚴重時一度達到每小時1萬萬億貝克勒爾，且持續數小時，總量已經超過核泄漏事故7級對應的“數萬萬億貝克勒爾”。

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，則日本將變為象切爾諾貝利一樣的死城無人區，日本從地理上被攔腰截斷，經濟隨之癱瘓，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濟圈（占日本經濟80%）不保，經濟面臨崩潰，并且會遭到世界各國譴責。曾經讓日本引以為豪的核電現在卻成了“燙手山芋”。

25年前的蘇聯切爾諾貝利事故發生后，全球的絕大多數核電站都改建成了能動式的，一旦發生事故，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，并且部分機組已經出現了老化現象，這座核電站本應在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計上，都應當具有一定的抗風險能力，但9.0級的大地震是設計者預料未及的，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，據報道，3月14日，2號機組冷卻裝置注水泵停止注水，導致水位下降，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。一份調查報告顯示，福島核電站事故發生前，多數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管不到位，會導致核技術、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難。

3.我國的核電現狀

中國核電裝機量僅占全球平均值的十分之一，發展潛力很大，不應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堆有11座，總功率約為900萬千瓦，自這些反應堆建成發電以來，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。目前國內正在建造的有26座核電反應堆，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，核電將逐步發展為我國主要能源之一。我國的核電技術包括成熟的二代改進型及先進的三代技術，處于世界先進行列，并且核應急工作實施國家、省市自治區和核電廠三級管理體制。國家核安全法規要求核電廠在裝料運行前必須制定全面的應急響應計劃和進行應急演習，在核電廠運行之后，還要以一定的時間頻度進行應急培訓和應急演習，以發現應急響應準備工作中可能存在的缺陷。

總體來說，中國現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安全性更高，即使在最壞的情況下，密閉的反應堆安全殼也能把絕大部分的放射性物質都控制起來，對周圍環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并實現國產化，屬于第三代反應堆設計―AP1000技術。AP1000技術為美國西屋公司設計，采用了“非能動”安全系統，緊急情況下，無需電源，只利用地球引力、物質重力便可驅動安全降溫。例如在停堆散熱的問題上，在反應堆頂部就建有一個數千噸的硼酸水箱，一旦發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的硼酸水直接傾斜而下，浸沒核燃料棒，實現停止核反應的降溫目的。

我國正在試驗并逐步推廣應用的快中子堆（簡稱快堆）技術，是當今唯一現實的易裂變燃料增殖堆，目前投入使用的核電站都是非增殖堆型，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，是我國核能大規模可持續發展的關鍵堆型。

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性和恢復能力的。目前福島核電站泄漏常見產物碘131的半衰期只有8天，大部分將會一個月內消失應對措施也較簡單，服用碘片；銫137的半衰期為30年，不過在體內不會久存，大部分會在一年之內排出；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的受污染水排入海中，這些污水的放射性物質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，但有可能經食物鏈在魚類和貝類體內積聚。

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屬于“低燒不退”。不過，出現大爆炸導致大量放射性物質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都能遠程傳播，只有碘和銫等極少數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，也要關注著事故的發展，必要時采取相應的應對措施。

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

參考文獻：

[1]周濤;李精精;侯周森：《中國核電發展的安全性研究》《華北電力大學學報(社會科學版)》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》《中國科技產業》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模型和海洋環流擴散模型，從理論計算值和實際監測值兩個方面都說明了日本核泄漏的輻射物質不會對我國產生直接的影響，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。

通過海洋環流模型的分析可以知道，若泄漏源設置在近地層992hPa, 10 d 后影響范圍可達北美大部地區, 但濃度比所設置的源區濃度低約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, 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域.核泄漏物質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。

通過對本文模型的分析，日本核泄漏物質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，日本核泄漏物質不會多我國造成直接的危害。

【關鍵字】 核污染

流體傳播

影響分析

一、問題重述與分析

1、問題重述

在日本大地震導致核泄漏后，關于核擴散而引起的安全問題已經受到廣泛的關注，在我國也一度引起了人民的恐慌。根據人們的這種恐慌心理，提出合理的假設建立數學模型，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生危害【1】。

② 由于人體對輻射物質有一定承受能力，只有當大氣中的輻射物質達到一定程度的時候才會對人體產生危害，那么在我國，大氣中的核輻射物質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受到的核污染最嚴重，并通過數學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所覆蓋，另一方面，由于流體是要不斷的流動的，所以不會產生聚集，也就說，只要當核泄漏物質的擴散高峰期通過我國時沒有達到對人體產生危害的程度，則以后就不會對我國居民的身體產生危害，通過建立數學優化模型，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，日本近海發生9.0級地震并引發了大海嘯，沿海核電站受到破壞，開始釋放具有放射性物質。很多人擔心這些物質會危害自己的健康，因此急切希望了解：地震中損壞的日本核電站散發的放射性物質，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而言，會隨空氣移動的發射性粉塵可能是主要的威脅。若對此進行預測，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，部分地區空氣中監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

由于要用數學模型解決實際問題，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、在日本大地震發生后的一段時間內，全球空氣對流速度保持v1 不變。

2、核輻射物質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的吸收，且核泄漏物質是均勻擴散的。

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-------------輻射物質傳播的距離

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

B-------------核泄漏物質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總量 V1-------------單位面積覆蓋的輻射物質量

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，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*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-----------網絡的邊長，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，他們隨不同穩定度類別而取不同的值，并滿足?z=bxq的關系 h-----------面源的平均高度，m N-----------上風方網格數

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 假設全球大氣處于不對流狀態，則核污染物質會以恒定的速度v0 向四周擴散，已輻射源的核輻射量近似作為核輻射總量，據日本文部科學省3月21號發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，核放射性物質基本上就降為0，而我國的東北地區距離日核泄漏源的而最近距離為1000km，也就是說，在此模型的假設下，我國東北地區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的傳播的方程可以用線性函數 建立核污染物質運動的方程

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流，肯定會有少量的污染物的傳到我國，但不會對我國構成大的危害。

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，性質均勻，平均流場平直，穩定，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，無轉化。污染物在地面被反射；③擴散在同一溫度層結中發生，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由下式決定：

?(?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，只有當地表的和輻射物質的濃度超過50毫西弗時才會對人體產生明顯的影響；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中的采用有面源高度的ADTL模型來計算由面源產生的污染物濃度。該模式的應用要根據具體情況，把他們分為多箱排列的面源，并假設源強的空間分布均勻，污染的擴散遵循一定的規律，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的選取則應該根據具體情況而定，根據我國各個監測點的監數據，統計得到中性層結是?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進行數值描述)。由監測統計數據同時可以知道中性層結時

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3個監測點的核輻射物質的日均濃度，表一給出了監測點計算得到的和輻射物質日均濃度和實測濃度值

表一

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

監測點 計算值 誤差（/%）計算值 誤差(/%)實測值 樣本數 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的監測值 用ADMS模型計算時，有兩個點位的計算值大于監測日均值，另一個點位則相反，監測值大于日均值。而且實際監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系統，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，主要取決于大氣輸送沉降和海洋自身環流輸送兩個方面。另外由于，核泄漏物質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生地處于西風帶，盛行西向風，核輻射物質會向偏東方向擴散，而我國位于日本西側，所以輻射物質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，通過實際監測結果葉表面，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。監測機構對采集的海水樣本進行監測發現，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23”船和“中國海監15”船搭載國家海洋局北海環境監測中心8名技術人員，在距離日本福島核電站1781公里的黃海相關海域再次進行海水取樣和大氣γ輻射劑量率監測。監測結果顯示：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3月17日7時大氣監測結果顯示，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。

我們也可以通過數學模型對這一情況進行說明。

P=(s-vtB)/S 放射性物質在海洋中一次方程向四周擴散，根據氣象部門的預測報告，放射性物質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生后10, 20, 30 和50 d 的核泄漏物質隨海流輸運擴散的分布情況.圖中箭頭代表模擬的平均環流場分布, 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1/1000 濃度的等值線分布, 以其表征核泄漏物質的影響范圍.可以看出,20 d 后, 核泄漏物質向北輸運擴散到約38.5°N 位置向東轉向;50 d 內, 核泄漏物質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.圖2 假定福島核泄漏物質源在不同高度(近地面(a)、5(b)和10 km(c)),模式預測的核泄漏物質影響范圍。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影響范圍.在3 月14 日最靠近福島的大氣模式網格點3 層不同高度處分別放置濃度為1.0 的核泄漏物質,(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 模式預測的海洋表層流場(矢量)分布和核泄漏物質在海洋表層的影響范圍(紅線內)紅線表示泄漏源處核物質0.001 濃度的等值線分布, 靠近福島海洋網格點濃度設置為1.0.a)~(d)分別代表核物質泄漏后10, 20, 30 和50 d 后的影響范圍

若核泄漏物質進入海洋, 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。

六．模型結果的分析

通過問題一的線性模型可以直觀的看出和輻射物質在傳播過程中會被大氣中的一些物質吸收，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測點的放射性核物質濃度分別為東北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%,而對我們人體安全的核放射性物質濃度為不高于50mSv都不會對人體產生明顯的傷害，所以從理論計算上和實際監測都表明我國不會直接受到日本核泄漏污染物質的危害。

據日本防衛省透漏，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，但廣泛的面上監測數據表明4月下旬核泄漏影響范圍趨于相對穩定。

DCG（derived concentration guideline）標準(飲用水與食品)和DAG標準（derived air guideline）（大氣環境, 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，面積達600平方公里左右（圖1）。這一范圍對環境的嚴重影響將會持續到10年以上 以WHO環保標準衡量（飲用水碘-131和銫-137小于5Bq/升；大氣環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環保標準以下。因此這一帶在數月后也會達到WHO環保標準要求，以WHO環保標準衡量不達標的范圍將會縮小到5000平方公里以內。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驗和教訓，應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），相當的碘-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；99.5%會沉降在300公里半徑范圍內，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流的模型分析，也表面日核泄漏放射性物質不會通過海洋環流的形式直接危害到我國。由于太平洋的大氣和海洋環流特點，日核泄漏物質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成危害，模型一的線性規劃雖然過于理論，但對于我們研究問題也有一定的指導意義，在絕對理想的情形下，物質的運動確實具有一定的線性相關性，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中。但這兩類模型仍然具有一定的限制性，主要表現在（1)擴散參數?y?z的計算在目前主要有廓線法和經驗公式法．但是這2種方法所得擴散參數都有一定的局限性，建議在應用時，結合對當地長期氣象觀測與污染物擴散監測資料的分析．給出適合于當地的擴散參數計算方法（2)對f區域或更大的范圍，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．盡可能地做到優化模式，提高效率。（3)對于局地擴散，在地形不太復雜的條件下．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，可以嵌套流場預報模式，這時候一定要注意2個模式接口程序的設計；若果用高斯模式，流場可以采用臺站的風、溫預報結果．計算結果是否能夠令人滿意，主要就看流場預報結果。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，研究他們的擴散規律及危害。也有一定的指導意義。

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

參考文獻：

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【3】孫大偉 新一代大氣擴散模型（ADMS）應用研究 朝陽市環境科學研究所 【4】喬方利 王關鎖 趙偉 趙杰臣 戴德君 宋亞娟 宋振亞 2011年3月日福島核泄漏物質輸運擴散路徑的情景模擬和預測 科學通報 2011年

附錄：

【1】 國際上有著兩類不同的放射性物質安全標準。一類是DCG標準，根據在固定環境生活一年產生1mSv輻射劑量推算的特定放射性物質濃度。另一類為環保標準，以特定放射核素的區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的差別。以以碘-131為例日本對自來水的DCG標準為300Bq/升，美國和世界衛生組織（WHO）的DCG標準為110 Bq/升。自來水的環保標準，加拿大為6 Bq/升，WHO為5 Bq/升，而美國為1.5 Bq/升日本沒有具體規定，按計算應是12 Bq/升。對空氣也有相應的不同標準。日本的環境標準是比其它發達國家寬的。機構發布的信息和傳媒的報導，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。如報導說:“日本福島地區自來水、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，導致了錯誤的理解，實際上前者高了30倍。“日本13個都縣檢測出自來水含有放射性物質”的報導說法也是不妥的。實際上是自來水碘-131已超過了WHO環衛標準。能檢測出自來水含有人工放射性物質遠不止這些地區。如東京新宿地區自來水碘-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;21日達到5.25 Bq/升, 已超標;22日升至18.7 Bq/升, 超標了3倍