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(yàn)，在全世界范圍內(nèi)來(lái)說(shuō)，一個(gè)地點(diǎn)的核電站即便出現(xiàn)超大劑量的核物質(zhì)泄露，對(duì)幾千公里公里以外的人的生理影響是極為有限的，所以對(duì)核泄漏事件不用恐慌?，F(xiàn)在說(shuō)正題。

現(xiàn)在人類(lèi)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(duì)人體有強(qiáng)烈危害，并可以致人死亡的。裂變堆按照慢化劑分類(lèi)，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(gè)循環(huán)回路，簡(jiǎn)單說(shuō)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S后通過(guò)管道推動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。沸水堆中的壓力大約在70個(gè)大氣壓左右。

圖1，沸水堆圖解

壓水堆則有兩個(gè)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(guò)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(jìn)行下一個(gè)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(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)繼而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。壓水堆的第一個(gè)回路中的壓力在120-160個(gè)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(gè)名字就是這樣來(lái)的吧。

從結(jié)構(gòu)上看，沸水堆少一個(gè)回路，結(jié)構(gòu)上要簡(jiǎn)單一半，而且省去了容易出問(wèn)題的熱交換器，經(jīng)濟(jì)效率也不錯(cuò)。體積小，效率高，造價(jià)低，看起來(lái)真是輕水堆的不二人選。

但是實(shí)際上，這玩意兒有點(diǎn)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(jī)，在核燃料中被加熱，帶上了核輻射的水，奔著汽輪機(jī)就去了。一旦某個(gè)環(huán)節(jié)密封不好，比如汽輪機(jī)上的各種軸承閥門(mén)出了點(diǎn)小紕漏，泄露出來(lái)的蒸汽那都是有危險(xiǎn)的。所以為了保險(xiǎn)起見(jiàn)，還專(zhuān)門(mén)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(hào)和二號(hào)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(shí)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(gè)回路就直接把熱能帶出來(lái)。

回到正題上來(lái)。

重點(diǎn)是在今天福島核電站爆炸這事上。日本政府對(duì)爆炸這事遮遮掩掩的，半天沒(méi)說(shuō)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(yǔ)，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(shuō)，當(dāng)天下午福島第一核電站1號(hào)機(jī)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(rèn)定為冷卻用氫氣爆炸?！?/p>

好，正常情況下，一個(gè)核電站的什么地方需要用到氫氣冷卻呢？我上面已經(jīng)說(shuō)了，沸水堆在原理上，是用水來(lái)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(jī)。由于汽輪機(jī)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(jì)的太長(zhǎng)，不然離心力吃不消，所以汽輪機(jī)的軸就設(shè)計(jì)的很長(zhǎng)，多放幾個(gè)葉盤(pán)，以便讓蒸汽多做一點(diǎn)功。

因?yàn)檩S太長(zhǎng)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(jì)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(qián)又高效。唯一的缺點(diǎn)就是，不安全。怎么又不安全了？

因?yàn)闅錃庵灰烊肟諝庵?，濃度達(dá)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(hào)飛艇爆炸事故，當(dāng)時(shí)就死了36個(gè)人?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)室里也偶爾做氫氣爆炸實(shí)驗(yàn)，它的熱值很高，高達(dá)40200千卡/公斤(脂肪的熱量才只有約9000千卡/公斤)，所以一點(diǎn)氫氣炸起來(lái)就驚天動(dòng)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(shuō)氫氣爆炸，那么汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)部分應(yīng)該已經(jīng)被炸成零件狀態(tài)了。

有人說(shuō)怎么不用安全的氦氣，這里要說(shuō)明，因?yàn)闅錃獗群獗阋?，商業(yè)上是需要考慮成本的。

危險(xiǎn)的不僅是氫氣爆炸，而更嚴(yán)重的是，這個(gè)沸水堆只有一個(gè)回路，核反應(yīng)堆跟汽輪機(jī)是直接通過(guò)管道連通的。也就是說(shuō)，那一炸，核泄漏就是必然的了，問(wèn)題之在于，泄露了多少。這個(gè)我也只能估計(jì)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(méi)多大危險(xiǎn)。而新聞里說(shuō)，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，反應(yīng)堆就馬上停機(jī)，一個(gè)小時(shí)以后，海嘯才摧毀了備用電源，就是說(shuō)這段時(shí)間里，汽輪機(jī)里可能已經(jīng)沒(méi)有多少水蒸氣了。

但是，天知道那一炸的時(shí)候，有沒(méi)有核燃料從管道里被沖擊波擠出來(lái)然后擴(kuò)散開(kāi)去。日本政府不說(shuō)，我也只能靠還沒(méi)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(mén)附近的輻射量達(dá)到正常值70倍以上，1號(hào)機(jī)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(mén)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(shuō)，這玩意兒嚴(yán)重超標(biāo)了。

炸個(gè)相連的汽輪機(jī)就超標(biāo)到這個(gè)份上？有可能，因?yàn)檫@個(gè)堆是70年代建成的老堆了，汽輪機(jī)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(lái)了，也就包括這積累在機(jī)器上的核輻射。

不過(guò)這種核輻射是不用太擔(dān)心的，這屬于沾染式污染。我記得沒(méi)錯(cuò)的話，英國(guó)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(guò)了沒(méi)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(shuō)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(lái)炸了，沒(méi)準(zhǔn)連爐子一塊炸飛了。

以我淺薄的化學(xué)見(jiàn)識(shí)，核反應(yīng)爐里產(chǎn)生氫氣，有兩個(gè)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(gè)是合乎這次情況的我不知道，可能兩個(gè)都是對(duì)的，但是更偏向后一種。猜測(cè)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(gè)融掉。不管怎么樣，也超過(guò)了1000度了。但是鋯氫反應(yīng)的可能性更高，因?yàn)閷?shí)現(xiàn)起來(lái)應(yīng)該會(huì)更容易。

后來(lái)我仔細(xì)又讀了一遍新聞，感覺(jué)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(shuō)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(dāng)然這也是我的猜測(cè)?，F(xiàn)場(chǎng)我沒(méi)去過(guò)，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(rèn)為，安全殼（如果這個(gè)老電廠有的話）應(yīng)該已經(jīng)裂了。按標(biāo)準(zhǔn)，安全殼可以承受7個(gè)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(shuō)，整個(gè)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(shuō)反應(yīng)容器還沒(méi)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(wú)法停止核裂變反應(yīng)，進(jìn)而融毀堆芯。

這就比我前面推測(cè)的汽輪機(jī)爆炸而產(chǎn)生的核泄漏，嚴(yán)重得多。遇到這種情況，作為當(dāng)?shù)氐钠胀ㄈ藖?lái)說(shuō)，還是趕緊逃命要緊，朝反方向，跑得越遠(yuǎn)越好。說(shuō)不好，這就是切爾若貝利第二啊。

之后聽(tīng)說(shuō)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(shí)還沒(méi)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(huì)使得終止堆芯鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的操作嚴(yán)重推遲甚至無(wú)法進(jìn)行。根據(jù)其他人的理論推測(cè)，融化的堆芯最后會(huì)穿透反應(yīng)爐，落在核電站的最底層。只要熔融物出來(lái)了，泄露的劑量就會(huì)達(dá)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(wú)人區(qū)。這對(duì)國(guó)土狹小的日本來(lái)說(shuō)，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(yán)重后果（不一定會(huì)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(xiǎn)。這就像高度烈酒能被點(diǎn)著，但是啤酒是點(diǎn)不著的，一個(gè)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(shuō)明核電站對(duì)反應(yīng)爐的控制已經(jīng)在失控的邊緣，鎘棒可能已經(jīng)無(wú)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(gè)范圍內(nèi)，然后慢慢讓核燃料冷卻下來(lái)，隨后想辦法封閉。這樣的做法可以避免出現(xiàn)嚴(yán)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(shuō)，要節(jié)省用電，大家一起度過(guò)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(huì)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(gè)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(méi)控制住，跟切爾若貝利一樣，整個(gè)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(zhuān)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(shuō)明的是，這次出事的核電站是一個(gè)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(duì)將來(lái)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(huì)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(guó)人接下來(lái)的一個(gè)禮拜是怎么處理的了。日本的核電運(yùn)營(yíng)史不怎么光榮，事故的消息也沒(méi)有全部公開(kāi)，所以結(jié)論很難下，沒(méi)準(zhǔn)只能讓美國(guó)人去處理。另外說(shuō)個(gè)對(duì)中國(guó)來(lái)說(shuō)是不幸中萬(wàn)幸的消息，最近吹的是冬季風(fēng)，從中國(guó)和俄羅斯往日本吹風(fēng)，所以短期以內(nèi)無(wú)論如何被核污染的空氣也漂不過(guò)來(lái)。日本暖流則從中國(guó)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(gè)彎向東邊，也就是向美國(guó)流過(guò)去.只是苦了在北美西海岸的人了，包括眾多的中國(guó)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(guò)這種方式“核反擊”了美國(guó)一次，還是導(dǎo)彈無(wú)法攔截的，也算是自然用一種讓人類(lèi)哭笑不得的方式嘲諷人類(lèi)吧。

第二篇：日本核泄漏事故對(duì)核電發(fā)展的影響

日本核泄漏事故對(duì)核電發(fā)展的影響

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

[關(guān)鍵字] 核泄漏核電發(fā)展影響

伴隨著世界對(duì)能源的需求飛速增長(zhǎng)，為避免氣候變暖可能給人類(lèi)文明和地球上的生命帶來(lái)災(zāi)難性影響，核能是最現(xiàn)實(shí)的大規(guī)模替代能源。各國(guó)從本國(guó)國(guó)情出發(fā)，積極發(fā)展核電站建設(shè)，已成為世界能源開(kāi)發(fā)利用的一個(gè)不可逆轉(zhuǎn)的必然發(fā)展趨勢(shì)。然而25年前的切爾諾貝利核電站的核泄漏事故對(duì)人類(lèi)的傷痛還沒(méi)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(fēng)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(shí)釋放巨大能量，再通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。核電站發(fā)電原理示意圖如圖所示。它是以核反應(yīng)堆來(lái)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(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)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(hù)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(huì)對(duì)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(yùn)營(yíng)的核電站數(shù)量在亞洲名列第一，嚴(yán)格說(shuō)，日本位于全球最集中的地震、火山帶上，對(duì)于核電站的建設(shè)應(yīng)非常謹(jǐn)慎，但由于日本是一個(gè)能源緊缺國(guó)家，并且核電不排放溫室氣體，對(duì)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(guó)策。2011年3月11日，日本本州島附近海域發(fā)生強(qiáng)烈九級(jí)大地震并引發(fā)海嘯，日本福島第一核電站嚴(yán)重受損發(fā)生核泄漏事故并逐步升級(jí)，4月12日日本原子能安全委員會(huì)測(cè)算泄漏出的放射性物質(zhì)活度達(dá)到62萬(wàn)萬(wàn)億貝克勒爾，過(guò)去一個(gè)月間，放射性物質(zhì)泄漏最嚴(yán)重時(shí)一度達(dá)到每小時(shí)1萬(wàn)萬(wàn)億貝克勒爾，且持續(xù)數(shù)小時(shí)，總量已經(jīng)超過(guò)核泄漏事故7級(jí)對(duì)應(yīng)的“數(shù)萬(wàn)萬(wàn)億貝克勒爾”。

日本首相菅直人稱(chēng)福島核泄漏事故是日本歷史上最大的危機(jī)。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(wú)人區(qū)，日本從地理上被攔腰截?cái)?，?jīng)濟(jì)隨之癱瘓，將面臨淪為“二流國(guó)家”的危險(xiǎn)；若不封堆，一旦放泄物大量外泄，則首度東京及附近經(jīng)濟(jì)圈（占日本經(jīng)濟(jì)80%）不保，經(jīng)濟(jì)面臨崩潰，并且會(huì)遭到世界各國(guó)譴責(zé)。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(dòng)式的，一旦發(fā)生事故，就會(huì)有冷卻水自動(dòng)灌注下來(lái)，而東京電力公司卻沒(méi)有把福島核電站改建，給這次事故留下了隱患，并且部分機(jī)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(bào)廢，卻被延長(zhǎng)使用，并且沒(méi)有改建，上世紀(jì)該公司就存在“隱瞞事實(shí)及提交虛假報(bào)告”問(wèn)題。

核電站從理論上和設(shè)計(jì)上，都應(yīng)當(dāng)具有一定的抗風(fēng)險(xiǎn)能力，但9.0級(jí)的大地震是設(shè)計(jì)者預(yù)料未及的，但比9.0級(jí)大地震更可怕的是管理者的責(zé)任意識(shí)不到位，這次事故中的福島核電站2號(hào)機(jī)組，就是人為疏忽造成的，據(jù)報(bào)道，3月14日，2號(hào)機(jī)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(shí)走神，忘記了確認(rèn)注水泵的燃料量，燃料用完，注水泵才停止工作的。這個(gè)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(bào)告顯示，福島核電站事故發(fā)生前，多數(shù)核電運(yùn)營(yíng)商沒(méi)有就長(zhǎng)時(shí)間斷電做好準(zhǔn)備。還有更讓人擔(dān)憂的是由于監(jiān)管不到位，會(huì)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(huì)給人類(lèi)造成另一種核災(zāi)難。

3.我國(guó)的核電現(xiàn)狀

中國(guó)核電裝機(jī)量?jī)H占全球平均值的十分之一，發(fā)展?jié)摿艽螅粦?yīng)因一次事故否定核電的重要性。

我國(guó)核電從1985年開(kāi)始起步，目前我國(guó)運(yùn)行的核反應(yīng)堆有11座，總功率約為900萬(wàn)千瓦，自這些反應(yīng)堆建成發(fā)電以來(lái)，總的平均負(fù)荷因子高達(dá)86.8%，達(dá)到世界先進(jìn)水平，它們主要位于廣東、浙江和江蘇。目前國(guó)內(nèi)正在建造的有26座核電反應(yīng)堆，總功率約2800萬(wàn)千瓦，國(guó)家能源局和工程院正在研究的目標(biāo)是：2020年核電發(fā)展到7000萬(wàn)千瓦，2030年達(dá)到2億千瓦，2050年達(dá)到4億~ 5億千瓦，核電將逐步發(fā)展為我國(guó)主要能源之一。我國(guó)的核電技術(shù)包括成熟的二代改進(jìn)型及先進(jìn)的三代技術(shù)，處于世界先進(jìn)行列，并且核應(yīng)急工作實(shí)施國(guó)家、省市自治區(qū)和核電廠三級(jí)管理體制。國(guó)家核安全法規(guī)要求核電廠在裝料運(yùn)行前必須制定全面的應(yīng)急響應(yīng)計(jì)劃和進(jìn)行應(yīng)急演習(xí)，在核電廠運(yùn)行之后，還要以一定的時(shí)間頻度進(jìn)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(zhǔn)備工作中可能存在的缺陷。

總體來(lái)說(shuō)，中國(guó)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(guó)目前在運(yùn)行的核電機(jī)組，都是上世紀(jì)80年代從國(guó)外引進(jìn)的第二代改進(jìn)型或革新性核電站，“門(mén)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(guó)最早1985年3月20日開(kāi)工的秦山核電站，機(jī)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(lái)，對(duì)周?chē)h(huán)境和人員也基本沒(méi)有任何影響。此外，我國(guó)目前在建的浙江三門(mén)核電站和山東海陽(yáng)核電站將使用最先進(jìn)的新一代核電站AP1000并實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，屬于第三代反應(yīng)堆設(shè)計(jì)―AP1000技術(shù)。AP1000技術(shù)為美國(guó)西屋公司設(shè)計(jì)，采用了“非能動(dòng)”安全系統(tǒng)，緊急情況下，無(wú)需電源，只利用地球引力、物質(zhì)重力便可驅(qū)動(dòng)安全降溫。例如在停堆散熱的問(wèn)題上，在反應(yīng)堆頂部就建有一個(gè)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(méi)核燃料棒，實(shí)現(xiàn)停止核反應(yīng)的降溫目的。

我國(guó)正在試驗(yàn)并逐步推廣應(yīng)用的快中子堆（簡(jiǎn)稱(chēng)快堆）技術(shù)，是當(dāng)今唯一現(xiàn)實(shí)的易裂變?nèi)剂显鲋扯?，目前投入使用的核電站都是非增殖堆型，?duì)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(guó)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(duì)世界的影響。

人類(lèi)有史以來(lái)一直受著天然電離輻射源的照射。從穿越星系而來(lái)的宇宙射線，到自然中無(wú)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(yàn)帶來(lái)的放射性沉降灰，人體對(duì)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(jiàn)產(chǎn)物碘131的半衰期只有8天，大部分將會(huì)一個(gè)月內(nèi)消失應(yīng)對(duì)措施也較簡(jiǎn)單，服用碘片；銫137的半衰期為30年，不過(guò)在體內(nèi)不會(huì)久存，大部分會(huì)在一年之內(nèi)排出；放射性钚在高溫下生成，且非常重，不會(huì)輕易飛散。對(duì)于并非核電站搶修人員的廣大公眾，高能核輻射的風(fēng)險(xiǎn)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(dān)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(zhuān)家推測(cè)，30年后排入海水中的放射性物質(zhì)將擴(kuò)散至整個(gè)太平洋，但濃度已被稀釋的非常低，不會(huì)對(duì)人體造成影響，但有可能經(jīng)食物鏈在魚(yú)類(lèi)和貝類(lèi)體內(nèi)積聚。

許多國(guó)際組織和國(guó)家專(zhuān)家認(rèn)為，福島第一核電站目前的狀態(tài)屬于“低燒不退”。不過(guò)，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(fēng)或海水遠(yuǎn)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(yuǎn)程傳播，只有碘和銫等極少數(shù)放射性元素會(huì)借風(fēng)勢(shì)和海水傳播，大氣或海水對(duì)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(duì)周邊國(guó)家不會(huì)有重大影響。因此，對(duì)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(shí)采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)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(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議上提出，要對(duì)現(xiàn)有的核電站進(jìn)行安全檢查，并暫停對(duì)核電站建設(shè)項(xiàng)目的審批。這說(shuō)明我國(guó)核電站的建設(shè)腳步可能暫時(shí)放緩，并更加注重安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]周濤;李精精;侯周森：《中國(guó)核電發(fā)展的安全性研究》《華北電力大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版)》第二期，2011年.[2]程剛：《走進(jìn)核污染危機(jī)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(guó)核電》《中國(guó)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(qǐng)以PDF格式閱讀”

第三篇：日本核泄漏世界經(jīng)濟(jì)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(duì)當(dāng)?shù)厥称忿r(nóng)產(chǎn)品造成嚴(yán)重污染

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

中國(guó)華北西南等地空氣中監(jiān)測(cè)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(guó)，此次地震給制造業(yè)帶來(lái)重創(chuàng)的同時(shí)，也暫時(shí)壓抑了日本的能源需求，這對(duì)于正苦于中東持續(xù)危機(jī)而不斷高企的油價(jià)而言，將是一盆頗及時(shí)的冷水。地震發(fā)生后國(guó)際油價(jià)明顯回落，這種趨勢(shì)可能會(huì)持續(xù)一段時(shí)間。但一旦災(zāi)后重建啟動(dòng)，日本的能源需求或許還有明顯的報(bào)復(fù)性膨脹，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，日本核泄漏對(duì)油價(jià)的抑制作用，恐不可高估。

另外人們開(kāi)始對(duì)能源進(jìn)行思考，積極探索新能源，這一事件無(wú)疑是對(duì)新能源開(kāi)發(fā)與利用的一個(gè)很大的促進(jìn)。經(jīng)濟(jì)的影響

1日本核泄漏的巨額損失重創(chuàng)日本經(jīng)濟(jì)

花旗集團(tuán)經(jīng)濟(jì)學(xué)家村島喜一預(yù)計(jì)，地震造成的損失總計(jì)為5萬(wàn)億到10萬(wàn)億日元(1美元約合81.65日元)，其中僅房屋損失就將達(dá)到數(shù)萬(wàn)億日元。

野村證券在報(bào)告中指出，日本經(jīng)濟(jì)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(zhǎng)的時(shí)間。穆迪經(jīng)濟(jì)分析公司首席經(jīng)濟(jì)學(xué)家

馬克·贊迪甚至說(shuō)：“日本經(jīng)濟(jì)面臨再次衰退風(fēng)險(xiǎn)。”

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(shì)。溫伯格說(shuō)，日本需要大量重建資金，但目前日本政府債務(wù)是經(jīng)濟(jì)總量的兩倍還多，為所有發(fā)達(dá)國(guó)家之最，而且日本財(cái)政赤字占國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值近10%，政府沒(méi)有過(guò)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(xiǎn)公司和再保險(xiǎn)公司因?yàn)樾枰獌敻兜卣饟p失，也會(huì)出售資產(chǎn)。全球金融市場(chǎng)因此可能面臨動(dòng)蕩。

據(jù)國(guó)際貨幣基金組織預(yù)計(jì)，2010年日本私人在國(guó)外投資總額為1660億美元。日本是美國(guó)國(guó)債的第三大持有者，截至2010年年底共持有美國(guó)國(guó)債近9000億美元。如果日本出售美國(guó)國(guó)債，美元將走低，美國(guó)融資成本將進(jìn)一步上漲，無(wú)疑會(huì)令美國(guó)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(jì)體，其制造業(yè)在全球經(jīng)濟(jì)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(jī)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(chē)、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(chē)也計(jì)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(dòng)，此舉將導(dǎo)致集團(tuán)減產(chǎn)4萬(wàn)輛汽車(chē)。

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

4、摩根大通將其對(duì)日本第一季度經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)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(zhǎng)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(guó)股市一開(kāi)盤(pán)即大幅下跌，道指與標(biāo)準(zhǔn)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(gè)核反應(yīng)堆的建造。股市的波動(dòng)顯示投資者的恐慌情緒正在上升。受日本形勢(shì)影響，紐約商交所四月原油(98.04,0.86,0.88%)期貨價(jià)格下降3.6%至每桶97.55美元，黃金價(jià)格也大幅下跌。

第四篇：日本核泄漏對(duì)中國(guó)核電事業(yè)發(fā)展的影響

日本核泄漏對(duì)中國(guó)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(guó)兩會(huì)代表們的高度關(guān)注。有代表對(duì)對(duì)日本核電站目前的形勢(shì)表示擔(dān)憂，也有代表說(shuō)這一事件給中國(guó)核電發(fā)展帶來(lái)了警示，國(guó)家需要重新審視我國(guó)核電發(fā)展帶來(lái)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(hù)措施等。

正文：

3月11號(hào)當(dāng)?shù)貢r(shí)間14點(diǎn)46分，日本宮城縣發(fā)生世紀(jì)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(yùn)營(yíng)福島第一核電站的東京電力公司在13日上午11時(shí)，向政府作出緊急通報(bào)，宣布福島第一核電站進(jìn)入“緊急狀態(tài)”。這是地震發(fā)生以來(lái)，日本的核電站第一次宣布進(jìn)入緊急狀態(tài)。

日本福島核泄漏，已證實(shí)影響到日本多個(gè)地區(qū)的飲用水，東京等13個(gè)地區(qū)的自來(lái)水廠，均檢測(cè)到了放射性物質(zhì)，引發(fā)日本國(guó)內(nèi)民眾搶購(gòu)凈水機(jī)和瓶裝水。據(jù)韓國(guó)環(huán)境研究所實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，反滲透凈水機(jī)可以有效過(guò)濾核放射物質(zhì)，達(dá)到飲水安全。截至29日，日本福島核放射性物質(zhì)已擴(kuò)散至全球，亞洲多國(guó)政府和美國(guó)都報(bào)告了來(lái)自日本受損核電站的少量輻射。

日本多地自來(lái)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(jiàn)的、巨大的自然災(zāi)害，對(duì)任何一種能源項(xiàng)目，比如石油、煤氣、風(fēng)電等等，都是巨大的挑戰(zhàn)。不過(guò)，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(guó)帶來(lái)四方面的啟示：

第一從規(guī)劃開(kāi)始，就嚴(yán)格考慮核電站的布局、選址問(wèn)題，選址一定要正確，并進(jìn)行嚴(yán)格的環(huán)境評(píng)估，同時(shí)考慮地質(zhì)災(zāi)害等相關(guān)災(zāi)害因素；

第二，建設(shè)當(dāng)中要按照標(biāo)準(zhǔn)來(lái)規(guī)范、經(jīng)營(yíng)，管理上要更加嚴(yán)格。近日，首屆原子能法論壇在中國(guó)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(guó)政法大學(xué)教授趙威表示，目前，中國(guó)核能行業(yè)協(xié)會(huì)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(zhuān)家學(xué)者的意見(jiàn)，完善原子能法草案，最終將于年底前向社會(huì)和有關(guān)部門(mén)征求意見(jiàn)。

第三，應(yīng)對(duì)突發(fā)事件，要快速反應(yīng)，需要建立聯(lián)動(dòng)應(yīng)急機(jī)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(bào)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(jī)房淹沒(méi)，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(jì)壽命已經(jīng)到期，但出于成本考量而繼續(xù)運(yùn)作，盡管在今年2月份的評(píng)估報(bào)告中，東京電力認(rèn)為這種超期服役不存在風(fēng)險(xiǎn)，但由于其安全設(shè)計(jì)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(yíng)風(fēng)險(xiǎn)，核能的投資成本非常高，周期長(zhǎng)，管理人員需要有更高的管理水平。管理者更應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)事故處理和應(yīng)對(duì)訓(xùn)練，特別是針對(duì)極端情況發(fā)生時(shí)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(wú)策。我國(guó)在建和在運(yùn)核電技術(shù)的安全等級(jí)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(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電，蒸汽中可能包含大量放射性物質(zhì)，由于少了一個(gè)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(gè)級(jí)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(guó)核電站的堆型主要是壓水堆，在壓水堆中，插入了一個(gè)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(huì)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(huì)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(wèn)題就在于遇緊急情況停堆后，須啟用備用電源帶動(dòng)冷卻水循環(huán)散熱。我國(guó)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(gè)問(wèn)題，因其采用“非能動(dòng)”安全系統(tǒng)，就是在反應(yīng)堆上方頂著多個(gè)千噸級(jí)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(jī)，僅利用地球引力等自然力就可驅(qū)動(dòng)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(duì)安全殼外部實(shí)施噴淋，從而恢復(fù)核電站的安全狀態(tài)。

中國(guó)方面已經(jīng)啟動(dòng)沿海城市的核安全監(jiān)測(cè)裝置，正在監(jiān)測(cè)日本的核電泄露對(duì)中國(guó)的影響。到目前為止，監(jiān)測(cè)的結(jié)果一切正常，尚未對(duì)中國(guó)造成影響。同時(shí)中國(guó)現(xiàn)在運(yùn)行的核電裝置有13臺(tái)。核安全監(jiān)管部門(mén)在場(chǎng)內(nèi)設(shè)置了監(jiān)測(cè)裝置，環(huán)境保護(hù)部門(mén)在場(chǎng)外設(shè)定了監(jiān)測(cè)裝置，到目前為止所有的監(jiān)測(cè)結(jié)果都表明，13臺(tái)核電機(jī)組排放指標(biāo)均遠(yuǎn)低于國(guó)際國(guó)內(nèi)的排放標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)行是安全的，運(yùn)行狀況是良好的。

目前，國(guó)家海洋環(huán)境預(yù)報(bào)中心已發(fā)布《核輻射污染預(yù)測(cè)信息》53期、《日本核電站事故發(fā)展動(dòng)態(tài)》40期，每日通過(guò)傳真、電子郵件、手機(jī)短信向相關(guān)單位發(fā)布核輻射污染預(yù)測(cè)信息，核事故污染擴(kuò)散分析預(yù)測(cè)的應(yīng)急視頻會(huì)商進(jìn)入常態(tài)化。同時(shí)，國(guó)家海洋環(huán)境預(yù)報(bào)中心正在開(kāi)發(fā)可提供未來(lái)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(bào)系統(tǒng)，為放射性污染物漂移擴(kuò)散模型提供高質(zhì)量的初始場(chǎng)。

參考文獻(xiàn)：《法制日?qǐng)?bào)》——《日本核泄漏警示：中國(guó)還缺一部核安全法》

《證券時(shí)報(bào)》

第五篇：日本核泄漏對(duì)我國(guó)的影響分析

日本核泄漏對(duì)我國(guó)的影響分析

【摘要】 論文通過(guò)建立核污染物的大氣傳播擴(kuò)散的線性模型，高斯模型和ADMS模型和海洋環(huán)流擴(kuò)散模型，從理論計(jì)算值和實(shí)際監(jiān)測(cè)值兩個(gè)方面都說(shuō)明了日本核泄漏的輻射物質(zhì)不會(huì)對(duì)我國(guó)產(chǎn)生直接的影響，在模型的建立過(guò)程中也通過(guò)模型間的比較，找出更具有實(shí)用價(jià)值和更具有推廣性的模型，通過(guò)模型的計(jì)算可以看出高斯模型較線性模型更具有使用價(jià)值，而ADMS模型較高斯模型又有進(jìn)一步的推廣實(shí)用性。

通過(guò)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(dá)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(gè)量級(jí), 15 d 后可影響到歐洲, 20 d 后前鋒進(jìn)入中國(guó)西部地區(qū), 30 d 后則布滿整個(gè)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(gè)緯帶;若泄漏源在10 km 高度, 10 d后即可影響中國(guó)大部分區(qū)域.核泄漏物質(zhì)通過(guò)海洋表層通道向東輸運(yùn)則緩慢得多, 50 d 后到達(dá)150°E 左右, 且影響范圍僅在一條狹窄條帶內(nèi)。

通過(guò)對(duì)本文模型的分析，日本核泄漏物質(zhì)可能有微量會(huì)覆蓋我國(guó)全境，而且在3月25號(hào)日核泄漏物的輻射量達(dá)到最大值，但我國(guó)的核輻射量仍然處于人體可以接受的安全的值。也就是說(shuō)，日本核泄漏物質(zhì)不會(huì)多我國(guó)造成直接的危害。

【關(guān)鍵字】 核污染

流體傳播

影響分析

一、問(wèn)題重述與分析

1、問(wèn)題重述

在日本大地震導(dǎo)致核泄漏后，關(guān)于核擴(kuò)散而引起的安全問(wèn)題已經(jīng)受到廣泛的關(guān)注，在我國(guó)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(diǎn)問(wèn)題：

① 日本的核泄漏物體究竟會(huì)不會(huì)覆蓋我國(guó)的全國(guó)范圍，對(duì)廣大人民的人生安全又會(huì)不會(huì)產(chǎn)生危害【1】。

② 由于人體對(duì)輻射物質(zhì)有一定承受能力，只有當(dāng)大氣中的輻射物質(zhì)達(dá)到一定程度的時(shí)候才會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生危害，那么在我國(guó)，大氣中的核輻射物質(zhì)會(huì)不會(huì)達(dá)到危害人體的程度，如果會(huì)，那么會(huì)在什么時(shí)候達(dá)到，如果不會(huì)，那么我國(guó)的哪一地區(qū)受到的核污染最嚴(yán)重，并通過(guò)數(shù)學(xué)模型分析在什么時(shí)候達(dá)到最嚴(yán)重的程度。

2、問(wèn)題分析

由于核泄漏物在空氣中的傳播類(lèi)似于流體運(yùn)動(dòng)，受到諸多因素的影響，如風(fēng)速，,核污染源頭的控制，大自然對(duì)核泄漏物質(zhì)的吸收能力等多方面，另一方面由于我國(guó)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(guò)建立流體運(yùn)動(dòng)的模型，同時(shí)考慮到諸多影響流體運(yùn)動(dòng)的因素，就可以大概的估算出我國(guó)是否會(huì)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(dòng)的，所以不會(huì)產(chǎn)生聚集，也就說(shuō)，只要當(dāng)核泄漏物質(zhì)的擴(kuò)散高峰期通過(guò)我國(guó)時(shí)沒(méi)有達(dá)到對(duì)人體產(chǎn)生危害的程度，則以后就不會(huì)對(duì)我國(guó)居民的身體產(chǎn)生危害，通過(guò)建立數(shù)學(xué)優(yōu)化模型，以日本核泄漏程度及擴(kuò)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(guó)達(dá)到最大影響程度的時(shí)間

二、問(wèn)題背景 2011年3月11日，日本近海發(fā)生9.0級(jí)地震并引發(fā)了大海嘯，沿海核電站受到破壞，開(kāi)始釋放具有放射性物質(zhì)。很多人擔(dān)心這些物質(zhì)會(huì)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(huì)在什么時(shí)候到達(dá)自己的身邊，以及什么時(shí)候會(huì)達(dá)到對(duì)人體有害的程度。

專(zhuān)家們認(rèn)為，對(duì)日本之外的國(guó)家和地區(qū)而言，會(huì)隨空氣移動(dòng)的發(fā)射性粉塵可能是主要的威脅。若對(duì)此進(jìn)行預(yù)測(cè)，需要考慮到風(fēng)向，風(fēng)速以及距離受損核電站的遠(yuǎn)近。截止到2011年3月30日，在我國(guó)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(cè)到來(lái)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(shí)際問(wèn)題，一般都要對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行量化處理，并且還要建立合理的假設(shè)上，針對(duì)要解決的問(wèn)題，記流體在真空中的流動(dòng)速度為v0 ,空氣對(duì)流速度（及風(fēng)速）為v1。

1、在日本大地震發(fā)生后的一段時(shí)間內(nèi)，全球空氣對(duì)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(duì)速度（及v0）總是保持不變的

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

4、所有人對(duì)核輻射的抵抗能力都是相同的。

四、符號(hào)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(shí)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(shí)單位距離被吸收的量 S-------------我國(guó)海域的面積

P-------------我國(guó)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(fēng)向任一點(diǎn)（x,y,z）的污染物濃度，mSv/s ?y?z-----------y和z方向擴(kuò)散系數(shù)，m U-----------污染源排放口的平均風(fēng)速，m/s Q-----------輻射源核輻射泄漏物的強(qiáng)度, mSv /s He-----------輻射源核輻射物上升的有效高度,m ?Y-----------Y方向擴(kuò)散參數(shù)*m。

Cy-----------地面橫風(fēng)向積分濃度，mSv /m3 KA-----------計(jì)算點(diǎn)A的地面濃度，mSv /m3 Q0-----------計(jì)算點(diǎn)所在源塊的源 強(qiáng)，mSv /s*m2

Qr-----------其上風(fēng)方向第i號(hào)源塊的源強(qiáng)，mSv /s*m2 L-----------網(wǎng)絡(luò)的邊長(zhǎng)，m u-----------平均風(fēng)速，m/s b,q-----------分別為確定大氣垂直擴(kuò)散標(biāo)準(zhǔn)?z的參數(shù)，他們隨不同穩(wěn)定度類(lèi)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(fēng)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(wèn)題的模型建立

模型一 假設(shè)全球大氣處于不對(duì)流狀態(tài)，則核污染物質(zhì)會(huì)以恒定的速度v0 向四周擴(kuò)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(hào)發(fā)表的核輻射檢測(cè)報(bào)告說(shuō)，在距離福島第一核電站南3公里的福島縣大熊町，檢測(cè)到的最高濃度的放射量為每小時(shí)110微西弗。在做近似計(jì)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(guó)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(qiáng)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(shí)也使大氣中碘-131較快清除掉。3月20號(hào)以前，日本離福島核電站100公里以外的地方幾乎沒(méi)有碘-131的異常。3月20號(hào)至23號(hào)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(dòng)（200-300Bq/kg）;而東京橫濱地區(qū)碘-131有少量增加（）9-30Bq/kg)。25號(hào)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(jiàn)圖一）。而根據(jù)這一回歸計(jì)算可確定西南向的最大的影響范圍為369公里。這遠(yuǎn)小于我國(guó)日核泄漏源在西南方向距離我國(guó)的最小距離2000公里。

圖一 西南向I-131的檢測(cè)值線性變化和回歸計(jì)算

圖二 西向地表飲用水I-131含量的線性變化和回歸計(jì)算

圖三 西向地表飲用水I-131含量的線性變化和回歸計(jì)算 從圖而可以看出，當(dāng)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(guó)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(shuō)，在此模型的假設(shè)下，我國(guó)東北地區(qū)基本上不會(huì)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(yùn)動(dòng)的方程

V1=-0.2172s+80.079（1）

由方程（1）求解可知當(dāng)s=368.69時(shí)，核輻射量就降為0，而在西南方向，我國(guó)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(huì)大量的傳到我國(guó)。由于分子的擴(kuò)散和海洋環(huán)流，肯定會(huì)有少量的污染物的傳到我國(guó)，但不會(huì)對(duì)我國(guó)構(gòu)成大的危害。

模型二

對(duì)于日核泄漏物得傳播，我們首先建立一般的高斯擴(kuò)散模型：

對(duì)于高架連續(xù)點(diǎn)源，若把坐標(biāo)原點(diǎn)取在排放點(diǎn)正下方的地面上，X軸的正方向指向平均風(fēng)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(diǎn)源的地面濃度是：

但由于在實(shí)際應(yīng)用中，高斯模式的限制條件太過(guò)于苛刻，主要有：①下墊面平坦，開(kāi)闊，性質(zhì)均勻，平均流場(chǎng)平直，穩(wěn)定，不考慮風(fēng)場(chǎng)的切變；②擴(kuò)散過(guò)程中，污染物本身是被動(dòng)，保守的。及污染物和空氣是無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，且擴(kuò)散過(guò)程中污染物無(wú)損失，無(wú)轉(zhuǎn)化。污染物在地面被反射；③擴(kuò)散在同一溫度層結(jié)中發(fā)生，平均風(fēng)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(guò)于苛刻，不利于模型在實(shí)際中的擴(kuò)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(fēng)對(duì)流尺度模式，Loft模式)：

PDF模式：在不穩(wěn)定條件下，對(duì)低浮力核污染物采用weil的PDF模式計(jì)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(fēng)對(duì)流尺度模式：

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

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

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

當(dāng)：x≥10F/w3

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

zw2?y?y?0.6XZi

Loft模式： 對(duì)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(duì)核輻射有一定的抵抗能力，只有當(dāng)?shù)乇淼暮洼椛湮镔|(zhì)的濃度超過(guò)50毫西弗時(shí)才會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生明顯的影響；為了計(jì)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(lái)計(jì)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(qiáng)的空間分布均勻，污染的擴(kuò)散遵循一定的規(guī)律，計(jì)算某點(diǎn)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(guó)各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)得到中性層結(jié)是?y和?z的一般表達(dá)式如下： ?y=0.1984x0.9601 ?z=0.3743x0.8203

(本文主要針對(duì)中性層結(jié)進(jìn)行數(shù)值描述)。由監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)同時(shí)可以知道中性層結(jié)時(shí)

U的表達(dá)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(jì)算了4月我國(guó)東北，華北，東南地區(qū)3個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的核輻射物質(zhì)的日均濃度，表一給出了監(jiān)測(cè)點(diǎn)計(jì)算得到的和輻射物質(zhì)日均濃度和實(shí)測(cè)濃度值

表一

不同模式核輻射物質(zhì)濃度計(jì)算值及實(shí)測(cè)日均值/(mSv/m3)高斯模式 ADMS模式

監(jiān)測(cè)點(diǎn) 計(jì)算值 誤差（/%）計(jì)算值 誤差(/%)實(shí)測(cè)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(jì)算時(shí)，地面濃度日均值均小于相應(yīng)的監(jiān)測(cè)值 用ADMS模型計(jì)算時(shí)，有兩個(gè)點(diǎn)位的計(jì)算值大于監(jiān)測(cè)日均值，另一個(gè)點(diǎn)位則相反，監(jiān)測(cè)值大于日均值。而且實(shí)際監(jiān)測(cè)的值和計(jì)算得到的值都表面，日核泄漏無(wú)不會(huì)對(duì)我國(guó)造成大的傷害。也就是說(shuō)我國(guó)全境是安全的。

模型三 全球可以看成是一個(gè)大的生態(tài)系統(tǒng)，核泄漏物不僅可以通過(guò)空氣的擴(kuò)散傳播，也可以通過(guò)海洋環(huán)流擴(kuò)散，由于我國(guó)和日本是隔海相望的鄰國(guó)，而日本在核泄漏事故后，也將大量的和污染物傾倒進(jìn)海洋，而此部分核泄漏物是否會(huì)影響我國(guó)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(gè)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(fēng)帶，盛行西向風(fēng)，核輻射物質(zhì)會(huì)向偏東方向擴(kuò)散，而我國(guó)位于日本西側(cè)，所以輻射物質(zhì)只會(huì)離我們?cè)絹?lái)越遠(yuǎn)。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(huì)被輸運(yùn)到日本以東的西北太平洋海域。實(shí)際上，通過(guò)實(shí)際監(jiān)測(cè)結(jié)果葉表面，日本核泄漏未對(duì)我國(guó)海洋造成危害。例如：北海分局于3月13日派出“中國(guó)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(jìn)行了海水取樣，并于14日返回山東青島。監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)采集的海水樣本進(jìn)行監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，海水樣本中的總β含量處于我國(guó)近海海域天然放射性本底范圍，日本福島核電站事故未對(duì)黃海中部海域造成影響。

3月16日上午，“中國(guó)海監(jiān)23”船和“中國(guó)海監(jiān)15”船搭載國(guó)家海洋局北海環(huán)境監(jiān)測(cè)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(jìn)行海水取樣和大氣γ輻射劑量率監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)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(duì)黃海中北部海洋大氣造成影響。據(jù)3月17日7時(shí)大氣監(jiān)測(cè)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(jiàn)異常，未受到日本核電站爆炸事故影響。

我們也可以通過(guò)數(shù)學(xué)模型對(duì)這一情況進(jìn)行說(shuō)明。

P=(s-vtB)/S 放射性物質(zhì)在海洋中一次方程向四周擴(kuò)散，根據(jù)氣象部門(mén)的預(yù)測(cè)報(bào)告，放射性物質(zhì)在海洋中的傳播過(guò)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(yùn)擴(kuò)散的分布情況.圖中箭頭代表模擬的平均環(huán)流場(chǎng)分布, 流速小于0.2 m/s 的分布略去,紅色實(shí)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(yùn)擴(kuò)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(yùn)擴(kuò)散, 遠(yuǎn)離中國(guó)海域.整體看來(lái), 核泄漏物質(zhì)在海表面輸運(yùn)速度比大氣中慢得多, 且限制在一個(gè)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(cè)的核泄漏物質(zhì)影響范圍。紫色、紅色、綠色、藍(lán)色、墨綠色和黑色實(shí)線分別代表預(yù)測(cè)的不同時(shí)刻(3, 5, 10, 15, 20, 30 d)全場(chǎng)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(diǎn)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(shí)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(shí)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(cè)的海洋表層流場(chǎng)(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(diǎn)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(jìn)入海洋, 則會(huì)隨海洋表層通道向東北緩慢輸運(yùn), 50 d 后到達(dá)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(guò)問(wèn)題一的線性模型可以直觀的看出和輻射物質(zhì)在傳播過(guò)程中會(huì)被大氣中的一些物質(zhì)吸收，以使得距離核泄漏源越遠(yuǎn)的地方，核輻射強(qiáng)度就越弱，由模型一的計(jì)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(guó)最近的為1000km，西南方向距離我國(guó)最近的為2000km，可以看出，日本核輻射污染物不會(huì)大量的擴(kuò)散到我國(guó)，而高斯模型和ADMS模型，通過(guò)計(jì)算，我國(guó)距離日本最近的幾個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)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(shí)際監(jiān)測(cè)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(duì)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(huì)對(duì)人體產(chǎn)生明顯的傷害，所以從理論計(jì)算上和實(shí)際監(jiān)測(cè)都表明我國(guó)不會(huì)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(kuò)散范圍最大的時(shí)間。3月底至4月中旬，以WHO環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)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(jí)別被提升至最高級(jí)別7級(jí)，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(cè)到銫-137達(dá)到163000 Bq/公斤，但廣泛的面上監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明4月下旬核泄漏影響范圍趨于相對(duì)穩(wěn)定。

DCG（derived concentration guideline）標(biāo)準(zhǔn)(飲用水與食品)和DAG標(biāo)準(zhǔn)（derived air guideline）（大氣環(huán)境, 5.7?Sv/小時(shí)）衡量, 超標(biāo)范圍被限定在離福島第一核電站西北方向長(zhǎng)45公里左右，寬小于15公里的狹長(zhǎng)范圍內(nèi)，面積達(dá)600平方公里左右（圖1）。這一范圍對(duì)環(huán)境的嚴(yán)重影響將會(huì)持續(xù)到10年以上 以WHO環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)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(shí)×0.04%=0.23?Sv/小時(shí), 也相當(dāng)于地表自然環(huán)境背景值的上限），不達(dá)標(biāo)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(shí)左右，但飲用水水碘-131和銫-137已降至WHO環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)以下。因此這一帶在數(shù)月后也會(huì)達(dá)到WHO環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求，以WHO環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)衡量不達(dá)標(biāo)的范圍將會(huì)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(wàn)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(lèi)和平利用核能的又一次經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，應(yīng)當(dāng)說(shuō)也是一次不小的進(jìn)步。

其實(shí)一次達(dá)到7級(jí)的核泄漏（釋放1018 Bq），相當(dāng)?shù)牡?131重量只有2.2克左右。其中95%會(huì)沉降在附近600平方公里范圍內(nèi)；99.5%會(huì)沉降在300公里半徑范圍內(nèi)，有可能擴(kuò)散到全球的量不過(guò)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(dá)1×106 Bq。核泄漏碘-131只占天然放射性的千萬(wàn)分之一。因此我國(guó)沒(méi)有任何理由去緊張和恐慌

另外通過(guò)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(huì)通過(guò)海洋環(huán)流的形式直接危害到我國(guó)。由于太平洋的大氣和海洋環(huán)流特點(diǎn)，日核泄漏物質(zhì)主要會(huì)向太平洋西岸流動(dòng)

七、模型的評(píng)價(jià)及推廣

本文通過(guò)建立了三種不同的模型來(lái)計(jì)算日核污染是否會(huì)對(duì)我國(guó)構(gòu)成危害，模型一的線性規(guī)劃雖然過(guò)于理論，但對(duì)于我們研究問(wèn)題也有一定的指導(dǎo)意義，在絕對(duì)理想的情形下，物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)確實(shí)具有一定的線性相關(guān)性，而且我們往往也是從簡(jiǎn)單模型入手，逐步將模型細(xì)化，實(shí)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(guò)建立高斯模型和ADMS模型，既比較了兩種模型對(duì)實(shí)際問(wèn)題的處理能力，也進(jìn)一步將問(wèn)題一的模型推廣到實(shí)際應(yīng)中。但這兩類(lèi)模型仍然具有一定的限制性，主要表現(xiàn)在（1)擴(kuò)散參數(shù)?y?z的計(jì)算在目前主要有廓線法和經(jīng)驗(yàn)公式法．但是這2種方法所得擴(kuò)散參數(shù)都有一定的局限性，建議在應(yīng)用時(shí)，結(jié)合對(duì)當(dāng)?shù)亻L(zhǎng)期氣象觀測(cè)與污染物擴(kuò)散監(jiān)測(cè)資料的分析．給出適合于當(dāng)?shù)氐臄U(kuò)散參數(shù)計(jì)算方法（2)對(duì)f區(qū)域或更大的范圍，一般來(lái)說(shuō)高斯模式不太適用．這時(shí)候要采用其他的擴(kuò)散模式．在選擇所要采用的模式時(shí)，既要考慮到模式的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還要考慮到諸如模式對(duì)源資料的要求、模式的計(jì)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(duì)于局地?cái)U(kuò)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(jì)算速度快．同時(shí)計(jì)算精度也不會(huì)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(fēng)切變影響的高斯模式。（4)在利用高斯擴(kuò)散模式時(shí)．很多時(shí)候要考慮將面源簡(jiǎn)化為點(diǎn)源，這時(shí)候只要比較兩者的計(jì)算結(jié)果(面源可以看作是點(diǎn)源的積分，如果差異不是很大(一般用最大濃度的相對(duì)偏差不超過(guò)某個(gè)百分?jǐn)?shù)或下風(fēng)向某個(gè)距離以后，相對(duì)濃度差異很小來(lái)判斷-，則可以將面源簡(jiǎn)化為點(diǎn)源。（5)如果要獲得理論上更合理的計(jì)算模式，若采用直接解擴(kuò)散方程類(lèi)的擴(kuò)散模式，可以嵌套流場(chǎng)預(yù)報(bào)模式，這時(shí)候一定要注意2個(gè)模式接口程序的設(shè)計(jì)；若果用高斯模式，流場(chǎng)可以采用臺(tái)站的風(fēng)、溫預(yù)報(bào)結(jié)果．計(jì)算結(jié)果是否能夠令人滿意，主要就看流場(chǎng)預(yù)報(bào)結(jié)果。但在實(shí)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(kuò)散，我們通過(guò)建立高斯模型和ADMS模型，研究他們的擴(kuò)散規(guī)律及危害。也有一定的指導(dǎo)意義。

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

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附錄：

【1】 國(guó)際上有著兩類(lèi)不同的放射性物質(zhì)安全標(biāo)準(zhǔn)。一類(lèi)是DCG標(biāo)準(zhǔn)，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(lèi)為環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，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(biāo)準(zhǔn)差，或DGC標(biāo)準(zhǔn)的4%來(lái)確定。因此DGC標(biāo)準(zhǔn)常是環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的20-50倍。同時(shí)各個(gè)國(guó)家對(duì)這兩類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)確定也有相當(dāng)?shù)牟顒e。以以碘-131為例日本對(duì)自來(lái)水的DCG標(biāo)準(zhǔn)為300Bq/升，美國(guó)和世界衛(wèi)生組織（WHO）的DCG標(biāo)準(zhǔn)為110 Bq/升。自來(lái)水的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，加拿大為6 Bq/升，WHO為5 Bq/升，而美國(guó)為1.5 Bq/升日本沒(méi)有具體規(guī)定，按計(jì)算應(yīng)是12 Bq/升。對(duì)空氣也有相應(yīng)的不同標(biāo)準(zhǔn)。日本的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)是比其它發(fā)達(dá)國(guó)家寬的。機(jī)構(gòu)發(fā)布的信息和傳媒的報(bào)導(dǎo)，常常是什么不超標(biāo)，或超標(biāo)多少倍等等。如果是沒(méi)有說(shuō)是用什么標(biāo)準(zhǔn)，這些信息將是很模糊的。如報(bào)導(dǎo)說(shuō):“日本福島地區(qū)自來(lái)水、牛奶碘-131超3-5倍”和“香港從日本進(jìn)口的菠菜碘-131含量超標(biāo)10倍”，那個(gè)高？由于用了不同的標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致了錯(cuò)誤的理解，實(shí)際上前者高了30倍?！叭毡?3個(gè)都縣檢測(cè)出自來(lái)水含有放射性物質(zhì)”的報(bào)導(dǎo)說(shuō)法也是不妥的。實(shí)際上是自來(lái)水碘-131已超過(guò)了WHO環(huán)衛(wèi)標(biāo)準(zhǔn)。能檢測(cè)出自來(lái)水含有人工放射性物質(zhì)遠(yuǎn)不止這些地區(qū)。如東京新宿地區(qū)自來(lái)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(cè)出有污染加入的放射性物質(zhì);21日達(dá)到5.25 Bq/升, 已超標(biāo);22日升至18.7 Bq/升, 超標(biāo)了3倍