核能专家40年前曾提醒:福岛核电站使用的美国核反应堆有设计缺陷

日本福岛核电站近况 《纽约时 》 道截图

2021年4月13日,日本政府正式决定以海洋排放方式处置福岛核电站事故产生的100多万吨核废水,消息一出,全世界哗然,所有的媒体都把焦点放在了“核污染”上,而今天小编科普的内容则不是“核污染”,而是日本福岛核电站中5座美国GE(通用电气)公司生产的Mark 1核反应堆。为什么要科普这个呢?因为日本使用的这款反应堆从诞生之日就饱受争议,它虽然是美国核能发电产业和监管机构的掌上明珠,但是在美国一些核能安全专家眼里却像是一颗定时炸弹。今天小编就来给大家科普这款反应堆背后的故事。

受损后的日本福岛核电站

公开资料显示:日本福岛核电站6座反应炉中,有5座是Mark 1(中文:马克1型反应堆)沸水式反应堆,该反应堆是美国GE(通用电气)公司在20世纪60年代研制,日本于20世纪70年代引进国内。

什么是沸水式反应堆

沸水反应堆(英文简称:BWR)是一种常见的主要以发电为用途的轻水反应堆。由美国爱达荷国家实验室与通用电气公司在20世纪50年代联合研发成功并投入量产。

第一座马克1型反应堆

沸水反应堆使用去离子水作为冷却和中子减速的介质。堆芯发生的核裂变将产生热能,使冷却水沸腾成为高压蒸汽,从而驱动涡轮,然后通过发电机将其转化成电能。从汽轮机排出的蒸汽,通过冷凝器凝结成液态水,回流到反应堆核心,完成循环。

日本福岛核电站使用的就是第一代沸水式反应堆: BWR/1,该反应堆搭配的是饱受争议的Mark1围阻体。

Mark 1沸水式反应堆在质疑中一直运行至今

根据美国通用电气负责核电厂技术研发销售的部门发言人给出的数据显示,美国现有23座Mark 1沸水式反应炉,全球其他地区则有32座沸水式反应炉一直在运行。

资料显示,Mark 1沸水式反应堆的围阻体设计早在20世纪70年代就引发核能安全专家们的强烈批评,当时就有专家指出:“若反应炉过热产生氢气,引发的爆炸可能会让围阻体损毁”,这个当时的预言没想到在40年后的福岛核电站的事故中真实上演。

根据20世纪80年代,美国通用电气曝光的内部文件显示:马克1型反应堆因未经足够的测试、存在影响安全的设计瑕疵,导致美国国内数家使用该反应堆的公司、发电厂经营者曾打算对通用电气提起诉讼。在此期间,美国国内所有采用马克1型反应堆的核电站都对该反应堆进行了改进。

马克1型反应堆的诸多瑕疵当中,最致命的就是其围阻体的低围阻容量设计,就像福岛核电站现正经历的状况,这种设计经不起爆炸,以及氢气膨胀的冲击。

曾担任美国通用电气公司工程师的布瑞·丹鲍(David Bridenbaugh)爆料称:自己就是因为在1976年因为担心反应炉安全设计问题而离开美国通用电气公司,丹鲍回忆称:“当时我不认为各家电力公司有重视这个问题。我觉得,在完成分析前,有一部分核电厂应该关闭,但通用和各家电力公司都不想这么做,我只好离开”。布瑞·丹鲍还对媒体透露称,Mark 1的设计根本无法承受重大意外中可能面临的负担。

英国伦敦帝国学院核工程中心主任葛林·姆斯(Robin Grimes)向媒体爆料称:“Mark1 沸水式反应堆围阻体40年前这样设计是为了方便,当时的设计准则是,方便性比安全问题更重要”,同时他也称:“就我所知,Mark 1是唯一以那种方式建造的反应炉。这是很糟的决定,我们正在承受这个糟糕决定造成的后果。这真的是非常奇怪的设计。”

哈罗德·丹顿

20世纪80年代,美国核能管理委员会核反应堆法规办公室主任哈罗德·丹顿(Harold Denton)曾公开断言:一旦发生事故造成燃料棒过热与熔毁后,马克1型反应堆爆炸的几率高达90%。

左哈罗德·丹顿与总统吉米·卡特 1979年4月1日在三英里岛核电厂

哈罗德·丹顿因以精湛的技术而果断处置1979年3月28日美国三英里岛核电厂事故而被美国人称为英雄。三英里岛核电厂事故被称为是美国历史上最严重的核电事故。

福岛核泄漏事件发生后美国通用公司的反应:

面对日本媒体的指责和质疑,美国通用电气水电部门发言人麦可·特图原(Michael Tetuan)说:“马克1型反应堆是该行业内的主力反应堆,拥有40多年的安全可靠记录,从来没有哪一个马克1型围阻系统出现过缺口”。

但是通用电气并未说明马克1型反应堆的设计是否足以承受福岛第一核电站所遭遇到的一连串事故,包括震级9.0大地震、伴随的大海啸和造成的一系列设备损毁。

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