日本 福島 核電廠 爆炸, MIT 學者怎麼說?

日本在2011年3月11日發生觀測史上第四大芮氏規模9.0大地震,並引起大海嘯、進而引發福島核電廠危機事件。有鑑於網路上流傳許多不同的說法,正確性也待查驗,鳥專欄作者bird大大熱血翻譯了刊登在MIT核子工程科學系網頁上的文章,並希望提供給T客邦的讀者參考。(譯文經過編輯部小幅度的潤飾)

譯者前言:偶然在朋友轉寄的新聞連結中看到這篇「Why I am not Worried about Japan's Nuclear Reactors」 文章,這是由 MIT 的 Dr. Josef Oehmen 所寫的,關於日本福島核能電廠在震災後發生一連串事件的看法。原文其實來自於他寫給日本親戚的 Email,但被貼在部落格上引起廣大迴響,因此 MIT 的核子工程科學系將全文刊登在這裡,並且持續更新和回應。

看完文章之後,我覺得這是目前為止我所看過對福島核電廠危機最清楚又易懂的文章,相較於台灣記者那些連他們自己都不知道在寫什麼的東西,這篇文章實在是太棒了。現在這個世界上有太多人在關心這件事,所以我決定把它譯成中文,與大家共享。我雖然不具核工的專業,但所譯的東西都經過查證與確認,相信正確性會遠比那些記者寫的東西要好。如有謬誤,歡迎指正。

日本 福島 核電廠 爆炸, MIT 學者怎麼說?

▲日本福島第一核電廠。(圖片來源:news.com.au

福島核電廠的結構

福島的核電廠是所謂的「沸水式反應爐」(BWR,Boiling Water Reactor)。沸水式反應爐將水煮沸,產生水蒸氣,進而推動渦輪帶動發電機發電。核能燃料在反應過程中產生熱,利用這些熱能將水煮沸、產生蒸氣;蒸氣推動渦輪、渦輪轉動發電機發電,而最後這些蒸氣再經過冷凝後變回水,水再回到反應爐內重覆被加熱。反應爐的工作溫度在攝氏 285 度左右。

第一道防線:固態燃料錠

核能燃料是氧化鈾。氧化鈾是陶瓷狀的物質,它的融點高達攝氏 2800 度。燃料被做成錠狀的單位,每錠大約是直徑一公分,長約一公分的圓柱體。這些燃料錠被裝在用一種稱為「Zircaloy」的鋯合金所做成的管狀護套中,緊緊地封住。鋯合金大概在攝氏 1200 度左右會開始出問題:在這個溫度下它會開始跟水發生反應。裝滿燃料錠的的管子稱為燃料棒,數以百計的燃料棒組合在一起成為反應爐的爐心。

第二道防線:鋯合金護套

核裂變反應會產生許多高輻射的產物,固態的燃料錠是守住核裂變產物的第一道防線,而鋯合金的護套則是第二道防線,它將這些放射性物質與反應爐的其他部份隔離開來。

第三道防線:壓力槽

反應爐的核心裝在壓力槽中。壓力槽是由極為厚重的鋼所製成的,工作環境約為7MPa(1000psi)的壓力左右,並且設計成可以承受核子意外時會發生的更高壓力。壓力槽是阻擋放射性物質與外界接觸的第三道防線

第四道防線:圍阻體

反應爐的整套循環管路包含壓力槽、管路、和幫浦、以及管路裡的冷卻劑,也就是水,全部被包在稱之為圍阻體的結構中。圍阻體是第四道防線,它是一個氣密的,極厚的鋼筋水泥容器。這個容器只有一個用途: 在必要的時候可以無限期地承受融毀的爐心。為了使它更可靠,在圍阻體的外圍還會有另一個更厚更大的混凝土結構,稱之為二次圍阻體。

一次和二次圍阻體都被包覆在反應爐建築中。反應爐建築只是設計用來隔絕反應爐與外界的風霜雪雨,它其實沒什麼強度。在福島核電廠前幾次的爆炸中,被炸毀的就是這個部份。

日本 福島 核電廠 爆炸, MIT 學者怎麼說?

▲福島第一核電廠1號機氫氣爆炸後的外壁破損狀況。(圖片來源:dailymail

<後面還有核子反應與爆炸流程解說>

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42.  joykafka (發表於 2011年3月17日 23:28)
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請問您的譯文可以轉貼在 FB 上嗎?
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44.  PL (發表於 2011年3月18日 10:40)
如果各位看了原文,作者 Josef Oehmen 是 MIT 的Mechanical engineer and research scientist. 他並不是 Nuclear engineer or scientist!

所以他在 Blog 上(http://morgsatlarge.wordpress.com/2011/03/13/why-i-am-not-worried-about-japans-nuclear-reactors/)也說了請盡量的質疑他 Nuclear 方面的知識(please feel free to question my competence).

Actually these text is based on an email that Josef Oehmen send to family and friends in Japan the night of March 12.

So in conclusion please don't be too optimistic..
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45.  100000081015470 (發表於 2011年3月20日 01:20)
這場『核災』看來已經要落幕了,結局正如作者所言。
看來是一場鬧劇:
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導演:看不見的黑手(或許是為了商業利益)
期貨市場原油價格大漲、碳排放交易價格大漲、鈾價大跌....牽動了許多商業利益
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演員:
1.不善解說的『專業人員』:竟然連核電廠的SOP都無法解釋;
2.唯恐天下不亂的『政客』:美日及各國政客配合演出,天衣無縫;
3.善灑狗血的『媒體』:或許該說嗜血的媒體。
4.自以為是的『環保團體』:已經變成逢「核」必反。
5.搶碘片、搶碘鹽的『百姓』:恰如其份地散佈恐懼。
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一週之內,我們看盡了「恐懼與貪婪」,這部片子不斷上演,只是劇情不同、導演或許不同、主角配角總會適時地出現,熟練地演出。
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47.  Peterlongny (發表於 2011年3月21日 20:01)
(⊙ˍ⊙)
一篇關於日本福島核電廠的核反應爐事故之論述...之前在中外網站引起了熱烈迴響
原文作者 Dr. Josef Oehmen 目前是 MIT 研究部門的科學家...專長機械工程領域

由於他不具備核能科學背景...亦不隸屬於 MIT 核子科學方面的部門
因此其部分觀點
熱烈迴響之餘...更引起了一些爭議
包含 MIT 核子工程學系...也跳出來參一咖

"本是同根生" ( 同校教職員工 )
雖然沒來個嚴厲批判...但 "更正、撇清與捍衛一下專業領域" 的意味濃厚

術業有專攻...看法 見仁見智

整篇原始文章...原是 Dr. Josef Oehmen 寄給日本親友的 E-Mail
內容雖然有小部分瑕疵...但見解平易詳實
比起坊間一大堆 "阿沙不魯" 的所謂專家、名嘴...還是要 略勝一籌
值得細細品味喲

一方面...增廣見聞
另一方面...也借這個機會考驗一下自己對荷電的專業知識有多少
若本事夠大...順便提出自己卓越的見解批判一番又何妨

※ MIT 核工系的 "MIT NSE Nuclear Information Hub" 網站持續更新...並且隨著事件進展提供相關的說明
歡迎看官自行點閱: http://mitnse.com/
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48.  100000081015470 (發表於 2011年3月22日 08:04)
原文作者 Dr. Josef Oehmen 目前是 MIT 研究部門的科學家...專長機械工程領域.............
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MBA剛在台灣興起風潮時,許多管理學院很希望能招收「非商學系」的畢業生進入MBA的領域,希望MBA訓練出來的人材,不侷限於傳統的財管、人事管理的領域。
這個方向是正確的。
原文作者或許是因為專長在機械工程領域,而後續修習「風險管理」,所以在論及福島危機時,能深入淺出,適當地點出重點。
個人也是畢業於以理工科著名的管理學院,我以為如果專長在核工的專家,在論及福島事件時,寫的文章或許會很精闢,但是可能會流於艱深,太著重專業,這樣就不是大家能輕易了解。
本文如果在專業領域方面無太大瑕疵,關於核災的防範以及風險性,均能恰如其份地題點到重點,勝過核災專家的千言萬語。
福島事件,在台灣也引起一陣風雨,或許是因為政客的炒作、媒體的誤導與綠色團體的私心,將核能與核災巧妙地藉福島事件劃上等號,達成其訴求的目的。
不過最重要的是,我們國內的專家,包含台電的工程人員,至今不曾發表過任何關於台灣核能電廠的結構、構造、防護體系與災害防治的SOP,所以讓這些利益團體藉核災達成其訴求。
專業人士可以將專業的事情說明的很詳盡,但不見得大家都能懂。
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49.  路人甲 (發表於 2011年3月25日 18:41)
真搞败,跟着wiki链接还以为是有用的东西,从头说到尾整个就是一“核电站基础入门”嘛囧rz
稍有点高中物理常识的都应该知道叭

回1L的大哥,说白了就是主要脏器没事 就胳膊腿有点问题 养两天就好了。。。
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51.  花子 (發表於 2011年4月06日 17:33)
╮(╯_╰)╭

看來第19樓的朋友
你所說的…
"雖然是預測,但在日本不致於會發生車諾比那樣的慘事。"
可能要修正囉
現在已經排放一堆有輻射的水到太平洋了
@@ 再接下來情況是否樂觀還是未知數呢…
只能說 祈禱這個事件快點落幕吧
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52.  Peterlongny (發表於 2011年4月08日 03:26)
(⊙ˍ⊙) MIT NSE Nuclear Information Hub
News updates, April 6, 2011

TEPCO has reported that as of 5:38 AM JST, the leakage of water from Unit 2's supply cable pit has stopped. Before and after photos supplied by the IAEA are shown below:

( http://mitnse.com/ )

After it was found that the leak had stopped, TEPCO continued to reinforce the crack by applying additional sealant. They are now considering the injection of additional "liquid glass" coagulant as an added measure of safety.

Release of low-level radioactivity water from the facility's water treatment facility to the ocean is underway. This measure is intended to prevent a potentially much more serious release of contamination to the ocean by allowing the more radioactive water currently flooding the reactor buildings to be stored. The IAEA states that this operation is likely to last no more than five days.

Monitoring of radiation levels in air and water surrounding the plant is ongoing. Levels of radioactive iodine and cesium levels at the site continue to show an overall downward trend:

http://www.tepco.co.jp/en/press/corp-com/release/betu11_e/images/110406e8.pdf

Radiation levels in seawater immediately adjacent to the facility, near where the leak from Unit 2 occurred, have shown an increase in recent days:

http://www.tepco.co.jp/en/press/corp-com/release/betu11_e/images/110406e4.pdf.

However, these levels are expected to decrease now that the leak has ceased. Officials in Japan are monitoring the levels of contamination to fish in the region, and at the time being, no vessels (including fishing vessels) are permitted within 30 km of the nuclear power station. The U.S. FDA has stated that it will carefully check all fish imported from Japan to ensure that it meets regulatory limits.

◎ NSE AT MIT→ The Department of Nuclear Science and Engineering at MIT
◎ TEPCO→ Tokyo Electric Power Company
◎ JST→ Japan Standard Time
◎ IAEA→ International Atomic Energy Agency
◎ U.S. FDA→ U.S. Food and Drug Administration
.....

【 中文翻譯 】~ By Peterlongny

"最新消息" ... 2011年4月6日

日本時間上午5點38分,東京電力公司對外宣稱:「從2號機組的豎坑裂縫所流出的輻射污水,其外洩的狀況已經中止。」事故發生前後,由國際原子能機構所提供的照片如下:

( http://mitnse.com/ )

P1→ 左圖是4月2日發現2號機供檢修電纜使用的豎坑積存高濃度輻射污水,自豎坑的裂縫入海,造成嚴重污染。東京電力6日宣佈,對豎坑下方灌注 "水玻璃" 的化學混凝劑,已成功阻止輻污水入海。

P2→ 右圖是4月6日拍攝的豎坑,裡面已沒有積存輻汙水。

東京電力公司將繼續採用額外的密封膠,並考慮罐注更多的 "水玻璃" 化學混凝劑,以強化堵塞混凝土槽的裂縫。

核電廠已排放的低幅射污水,對海洋生態影響的評估亦在同步進行。由於目前反應爐裡還蓄積著大量高濃度的幅射污水,這項措施是為了防堵積存的高濃度幅污水外洩入海。國際原子能機構指出,這項持續補救措施可能不必超過五天。

輻射污水對核電廠周遭空氣、水和植物的影響亦著手監測中。放射性元素 "碘和銫" 的含量,目前已呈現整體下降的趨勢:

( http://www.tepco.co.jp/en/press/corp-com/release/betu11_e/images/110406e8.pdf )

針對2號爐所排放的幅射污水,最近幾天監測核電廠附近海水的結果,顯示海水幅射值有上升趨勢:

( http://www.tepco.co.jp/en/press/corp-com/release/betu11_e/images/110406e4.pdf )

但由於幅射污水目前已停止洩漏,預料上述海水幅射值將會持續下降。日本官方已下令禁止船舶 ( 包括漁船 ) 在核電廠30公里的海域範圍內航行,並嚴密監控該地區的魚獲污染狀況。美國食品暨藥物管理局已表示,將嚴格檢測所有從日本進口的水產,以確保其符合國家安全規定。
.....

【 附註 】

"水玻璃" 乃矽酸鈉 ( sodium silicate ) 的水溶液,把矽酸鈉溶入水中加熱而成,是透明而粘性很強的液體。

使用的範圍很廣:涵蓋隧道和下水道的土木建築、肥皂添加劑、接著劑、紙漿和纖維等。它和土壤硬化劑混合的話,具有固體化的特性;這次東京電力公司用它來阻止輻射汙水汙染擴散到海洋,發揮了預期的效果。

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