切爾諾貝利大火是否會燒化核電站“石棺”

切爾諾貝利核電站禁區森林大火蔓延十餘天,一度逼近核廢料儲存設施,火災造成區內輻射值超常並釋放大量放射性煙塵。烏克蘭官方稱不會危及核設施,當地核輻射也正常,綠色和平組織稱火災規模大過官方估計


切爾諾貝利大火是否會燒化核電站“石棺”


文 |《財經》記者 李斯洋



烏克蘭切爾諾貝利核電站禁區的森林大火持續燃燒,一度離禁區內最危險的核廢料儲存地點僅2公里。正當火勢失控之際,一場“及時雨”讓火情部分得到控制。


從此前社交媒體發佈的現場照片和視頻來看,這場從4月3日開始燃燒的森林大火規模很大,火勢兇猛。烏克蘭緊急情況部門4月13日稱,已經出動了310名消防員和數十輛消防車、3架飛機和3架直升機滅火,但仍難以控制火勢。


危急時刻“天公作美”,當地時間14日上午11點開始的一場降雨將禁區的大部分明火澆滅。目前消防人員已開闢出約110公里的隔離帶,並加強了儲存放射性廢料設施的防火措施。


火災導致當地核輻射量顯著升高,引發廣泛關注甚至恐慌。


早在4月5日,烏克蘭生態檢查部門負責人菲爾索夫(Yegor Firsov)就在Facebook稱,當地輻射量很不幸超過了正常閾值,並公佈一段視頻,顯示探測輻射量的蓋革計數器數值比正常值高16倍。但烏克蘭官方後來否認這一說法,並表示該地區“在正常範圍內”,菲爾索夫也撤下他的言論。


西南風將裹挾著煙塵向白俄羅斯方向飄動,4月14日風向突變,煙塵朝著烏克蘭首都基輔方向襲來。據美國航空航天局(NASA)公佈的Aque衛星圖片顯示,在切爾諾貝利核電站方圓2600平方公里的禁區內,森林大火和濃煙異常活躍。


烏克蘭緊急情況部門4月13日回應稱,電站、廢料儲存以及禁區內的其他關鍵地點沒有受到威脅;基輔的所有輻射水平都是正常的,並呼籲民眾保持冷靜,不要聽信“世界末日”的謠言。


不過,據路透社援引綠色和平組織俄羅斯分部一名成員的話表示,火災規模比烏克蘭官方估計的要大,第一火場過火面積達到3.4萬公頃,而距核電站僅一公里之遙的第二火場過火面積也有1.2萬公頃。據國際文傳電訊社報道,此間輿論認為烏政府難逃“未予足夠重視”之嫌。


人們擔心,火情是否會再度威脅核廢料儲存設施的安全,而大火產生的放射性濃煙隨氣流將向更多地方擴散。


不大可能危及核廢料儲存設施


大火威脅的切爾諾貝利核廢料儲存設施,是一座巨型的“石棺”狀拱頂混凝土掩體,其下“封印”著34年前的那場舉世聞名的核災難殘骸。


該“石棺”掩體落成於2017年,由不鏽鋼架支撐,長260米、寬165米、高110米,厚厚的混凝土壁重達3.1萬噸,接近埃菲爾鐵塔的三倍重量。


中國核電工程有限公司研究員級高級工程師,《世界三次嚴重核事故始末》參編人陳巧豔向《財經》介紹,“石棺”將整座發生爆炸的切爾諾貝利核電站4號反應堆殘骸罩在其內,核電站其他的1號、2號和3號機組運行產生的核廢料也貯存於此處,對應一座地下掩體設施。


陳巧豔認為,“石棺”始終處在國際原子能機構(IAEA)的監督下建造和運營,防護級別非常高,與四周留有足夠的消防隔離帶,能夠抵禦一定規模和時長的大火,不太可能造成其內放射性物質洩漏。


回溯至1986年4月26日凌晨,由於人為操縱失誤和反應堆設計缺陷,前蘇聯切爾諾貝利核電站4號機組核反應堆發生爆炸,造成大量強輻射物洩漏,導致方圓6萬多平方公里土地受到直接汙染,134名應急工作人員罹患急性放射病,其中28人死於極大劑量的輻射。撤離人員11萬餘人。成為迄今人類和平利用核能歷史上最嚴重的事故。


核洩露事故發生後的數月內,衝鋒陷陣的蘇聯救災人員緊急搭建了一座“石棺”用於封鎖事故反應堆。並且,切爾諾貝利核電站並未因核事故而停工,由於能源短缺,烏克蘭政府要求其他未受影響的機組繼續工作,直到2000年整座核電站才最終廢棄。隨著舊“石棺”嚴重老化,巨大的安全隱患擺在歐洲和全世界面前。


1997年12月,第23屆八國集團首腦會議決定成立切爾諾貝利基金,歐洲復興開發銀行(EBRD)受託管理,為“掩蔽工程實施計劃(Shelter Implementation Plan, SIP)” 籌集資金,以資助烏克蘭完成切爾諾貝利事故善後工作。


SIP項目要求在切爾諾貝利打造一座至少保持100年安全穩定的“石棺”狀掩體,輔之開拓出一大片新安全禁區(NSC),最終將核電站的遺址徹底轉變為一個符合生態要求地區。據歐洲重建和發展銀行計算,SIP項目耗費達20多億美元。


歐洲復興開發銀行(EBRD)核安全部門主管Vince Novak表示,切爾諾貝利核事故的善後處理對全球核能行業意義重大,確保切爾諾貝利4號機組的安全遮蔽會讓大家認識到核事故是能用妥善的方法得到解決的。


放射性煙塵的危害有多大


火災導致切爾諾貝利核電站禁區輻射量顯著上升,引起廣泛關注和討論,人們擔心,火災造成的放射性煙塵擴散會帶來安全隱患。


烏緊急情況部門4月14日指出,輻射檢測每時每刻都在進行,目前首都基輔和諾貝利核電站附近的普里皮亞季的輻射指標現處於正常範圍內。烏緊急情況部門呼籲人們保持冷靜,不要聽信各類謠言。


陳巧豔向《財經》記者介紹,1986年核事故發生後,廠址的周圍是沉積了大量放射性核素。隨著時間的流逝,短半衰期的放射性核素已衰變殆盡,而長半衰期的放射性核素會滲透到土壤、地表水之中,並吸附濃集在植物體內。


大火的焚燒使植被、地表水、土壤和物體表面殘留的放射性核素,發生大體積炭化、灰化和減容減量,造成放射性物質的二次彌散,導致輻射量高於背景值。


根據2014年發表於國際環境與健康領域頂級期刊《Environment International》的一篇論文,研究者基於2010年真實發生的切爾諾貝利禁區火災數據,通過計算機建模,測算了3類情形下切爾諾貝利禁區發生火災造成的影響。


論文指出,如果禁區內10%的面積被燒,放射性元素銫-137的釋放量約為0.3PBq(PBq為放射性活度單位,用來測量環境中放射性物質的輻射強度);如果50%的面積被燒,釋放量約為1.6PBq,如果全部被燒,釋放量約為4.2PBq。焚燒10%森林的釋放總量就可以達到國際原子能機構(IAEA)核事故等級的5~6級。


不過,上述研究給出的是科學家設想的最壞情況,目前火勢尚未深入禁區,過火面積超過禁區10%的可能性不大。


陳巧豔強調,這些被火災釋放的放射性物質的劑量非常低,遠低於威脅人體安全的標準。“自然界的岩石、土壤、水和植物裡普遍存在放射性核素,任何普通的一場森林大火都可以檢測到放射性高於背景值。”


“2017年我們的核電專家坐飛機前往切爾諾貝利考察,發現切爾諾貝利當地的蓋格計數器讀數比飛機的讀數相當,說明當地環境中的放射性水平已經降到很低。”陳巧豔表示,從福島核電站事故來看,雖然在一些地方的放射性值比正常值高一些,但還不到影響人的健康的程度,依然有人正常居住和生活。


焚燒釋放出來的放射性物質會隨著煙塵和氣溶膠釋放到大氣環境中將擴散到更遠地方,一些長半衰期的核裂變金屬核素,如銫-137、鐵-54、鈷-60、錳-53、鎳-63等的放射性同位素會被吸附在氣溶膠和煙塵上,能夠飄浮幾十、上百公里然後重新沉降在地表;碳-14、氚、碘-129等氣態放射性核素,將重新參與全球的大氣循環。


“不必擔心,放射性物質的濃度會隨遷移距離快速下降。”《財經》記者從一位從事核設施流出物及環境介質輻射測量的專家處獲知,火災造成的放射性煙氣能上升到多高,決定了能飄多遠。煙塵飄浮降落如果近似看成一個拋物線(實際上更復雜),一般森林火災,不太可能上升到很高的高空,所以飄浮降落的區域半徑比較小,大量遷移到別國的幾率更加小。


該專家進一步表示,目前中國大陸處於春夏季,主風向是來自太平洋的東南風和來自印度洋的西南風,都是從海上吹往內陸,和放射性飄來的方向正相反。這與1986年4月26日切爾諾貝利事故發生時間接近,情況相似。“即使飄到中國時,放射性也已經過很大區域的大氣擴散和大氣稀釋,對中國影響很小。”


核電站如何應對火災


人類自從撤離切爾諾貝利禁區後,這片土地即被大自然接管,森林覆蓋率呈現顯著增長,其中大部分為易燃不易滅的針葉林,大量落在地面的松針層極易發生火情擴散。2000年核電站完全廢棄後,周圍的樹木長期無人清理。


“核電站遇到外部襲來的火災,這種狀況發生的可能性很小,因為在核電站選址之初就要離開可燃物相當大距離。”中國核電工程有限公司研究員級高級工程師,能源行業核電標準化技術委員會消防專項組副組長譚廣萍向《財經》記者表示。


據譚廣萍介紹,按照國內的標準要求,核電站選址是需要經過嚴格篩選和評價,考慮所有可能對核電站造成危害的各種因素,包括油庫、航線等,並與其相距有效的安全距離,防止對核電站造成侵襲。核電站生產區域內一般鋪設石子,而不種植草木,廠房全部是混凝土建造,可以防止外部火災在廠區內的擴散。


相對於廠外襲來大火這類小概率事件,核電站需要著重應對廠內的火災隱患。


“根據核電廠總平面佈置要求,核電廠內各子項之間都要保持一定的防火間距,一旦出現起火點,不會造成全廠性的火勢蔓延。”譚廣萍介紹,核電站各廠房內都會設計安全防火分區,對一些特殊地方會重點防護的,如變壓器、油罐、電纜、其它可燃物等都有特殊防護設施,核廢料的貯存場所也會嚴格封死在混凝土之中。


在中國,核電廠按照規範要求設置了火災自動報警、滅火和防排煙等設施,同時各大核電廠內都配備有專職消防隊員,定期訓練並建立起一整套預警滅火機制。“核電廠對消防管理有一套完善的管理體系,包括在廠內啟動動火作業,也需要各級的審批手續、監管制度。”譚廣萍表示。


2019年9月,國務院發表《中國的核安全》白皮書,這是中國發表的首部核安全白皮書,明確了“縱深防禦”的核電站消防安全管理原則,即設置多道防禦屏障和多重保護,強化防禦的完整性、獨立性和有效性。


譚廣萍認為,核電站可以通過從預防開始,逐層逐級設置火災預防、撲滅火災和防止火勢蔓延的手段以達到“縱深防禦”的要求。



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