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福岛事故之后：印第安角核电站何去何从？/福岛第一核电站事故

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< 福岛事故之后：印第安角核电站何去何从？
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3月13日日本标准时间7:30，东京电力公司准备释放放射性蒸汽，表示“释放的辐射量将很小，不会影响人体健康”[1]，并在8:41和9:20进行了人工排放。[2] 3月13日日本标准时间9:25，操作人员开始使用消防车的水泵，向安全壳（PCV）注入含有硼酸的水。[3][4] 当水位继续下降，压力继续上升时，注入的水在13:12改为海水。[5] 到15:00，人们注意到尽管加水了，但反应堆内的水位没有上升，辐射却增加了。[6] 最终记录到了水位上升，但水位停留在反应堆堆芯顶部以下2米处。其他读数表明情况可能并非如此，仪表可能出现了故障。[2]

3月14日1:10，停止向安全壳（PCV）注入海水，因为储备池中的所有水都用完了。3:20恢复供水，并恢复注水。[4] 3月15日上午，秘书官枝野宣布，据东京电力公司称，在3号和4号反应堆附近的一个地点，检测到当量剂量率为400 mSv/h。[7][8][9] 这可能是由于4号机组爆炸产生的碎片造成的。[10]

爆炸

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3月13日日本标准时间12:33，日本政府首席发言人枝野幸男表示，3号机组外壳内部正在积聚氢气，就像1号机组发生的情况一样，存在发生类似爆炸的风险。[11] 3月14日日本标准时间11:15，福岛第一核电站3号反应堆周围建筑物发生了预期的爆炸，原因是积聚的氢气被点燃。[12][13] 日本原子能安全保安院（NISA）报告称，与1号机组一样，反应堆建筑物的顶部被炸飞，但内部安全壳没有破损。这次爆炸比1号机组的爆炸更大，在40公里外都能感觉到。反应堆内的压力读数在11:13左右保持在380 kPa，在11:55保持在360 kPa，而标称水平为400 kPa，最大记录值为840 kPa。继续注水。在维修大厅记录到的剂量率为0.05 mSv/h，在工厂入口记录到的剂量率为0.02 mSv/h。[14] 当天有报道称，爆炸中有11人受伤。[15] 《每日电讯报》报道称，日本中央核生化武器防御部队的6名士兵在爆炸中丧生。[16] [存疑 – 讨论]，但日本只报道了受伤情况。东京电力公司和NISA宣布，4名东京电力公司员工、3名分包商员工和4名自卫队士兵受伤。[17][18] 美国核工程师阿诺德·冈德森指出，与1号机组的氢气爆炸相比，3号机组的爆炸威力更大，垂直碎片喷射更高，因此他推测3号机组的爆炸涉及乏燃料池材料的瞬发临界，这是由建筑物内最初较小的氢气爆炸引起的机械破坏触发的。[19]

乏燃料池

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3月16日日本标准时间约10:00，NHK电视台的直升机在30公里外拍摄到福岛第一核电站有白烟冒出。官员们认为3号反应堆机组是最有可能的来源，并表示其安全壳可能已被破坏。[20] 3号和4号反应堆机组的控制室在日本标准时间10:45被疏散，但工作人员获准返回并在11:30恢复向反应堆注水。[21] 日本标准时间16:12，自卫队（SDF）支奴干直升机准备向3号机组泼水，当时人们认为从该机组建筑物冒出的白烟是反应堆建筑物顶层燃料棒冷却池的水沸腾产生的蒸汽，同时还要向4号机组泼水，因为该机组的冷却池也缺水。当直升机测量到的辐射水平为50毫西弗时，该任务被取消。[22][23] 日本标准时间21:06，政府报告称3号反应堆不太可能遭受重大损坏，但它仍然是他们最优先考虑的事项。[24]

3月17日早些时候，东京电力公司请求军方再次尝试使用直升机向反应堆泼水[25]，并在日本标准时间10:00左右进行了四次用海水泼水的行动。[26] 警察使用了水炮向反应堆建筑物顶部喷水，随后由自卫队的喷水车辆接替。3月18日，消防员接手了这项任务，6辆消防车每40分钟喷射6吨水。另外还有30辆超救援车辆参与了喷水作业。[27] 由于担心3号机组的爆炸可能损坏了乏燃料池（截至3月22日，共喷水3742吨），每天都持续进行喷水作业直到3月23日，并轮换人员以最大程度地减少辐射暴露。[7] 3月22日，在连接到新的电网电源后，控制室的照明恢复，到3月24日，可以使用冷却和净化系统向乏燃料池中添加35吨海水。[28] 3月21日，据报道3号机组东南角有灰烟冒出。乏燃料池位于建筑物的这一部分。工人们被疏散出该区域。东京电力公司声称辐射水平没有发生重大变化，烟雾在当天晚些时候消散。[29]

3月23日，3号机组冒出黑烟，导致工厂再次疏散工人，不过东京电力公司官员表示工厂的辐射水平没有出现相应的飙升。“我们不知道烟雾的原因，”核安全机构的西山英彦说。[30] 4月27日，东京电力公司将其对3号机组受损燃料的估计从25%修正为30%。[31] 5月10日，据报道，3号机组乏燃料池中水的辐射测量结果为每立方厘米140千贝克的放射性铯-134、每立方厘米150千贝克的铯-137和每立方厘米11千贝克的碘-131。[32]

乏燃料池临界可能性

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东京电力公司声称，暴露的燃料组件存在一个很小但非零的概率会达到临界状态。[33][34] 英国广播公司评论说，临界状态永远不会意味着核爆炸，但可能会导致放射性物质持续释放。[33] 由于轻水反应堆使用的浓缩水平较低，因此临界状态通常被认为极不可能发生。[35][36][37] 然而，在今日俄罗斯上，低剂量辐射研究员兼反核活动家克里斯托弗·巴斯比推测，摧毁3号反应堆机组建筑物的爆炸是乏燃料池中发生的某种“核爆炸”。[38] 同样，如上所述，阿尼·冈德森推测2011年3月13日位于3号反应堆机组建筑物顶部的乏燃料池发生瞬发临界导致爆炸。 [39]

5月11日，东京电力公司发布了乏燃料池的水下机器人视频。视频显示，大量碎片污染了水池。根据水样，未具名的专家和东京电力公司认为燃料棒“基本上没有损坏”。[40][32]

反应堆堆芯受损

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3月25日，官员宣布反应堆压力容器可能破裂并泄漏放射性物质。受污染的水的高辐射水平阻碍了工作。[41] 日本原子力产业安全机构（NISA）于3月30日再次表达了对3号机组破裂的担忧。[42] NHK世界报道了NISA的担忧，称“空气可能正在泄漏”，很可能是通过“反应堆下方控制棒插入处的阀门、管道和开口变弱”造成的，但“没有迹象表明反应堆压力容器存在大的裂缝或孔洞”。[42] 与其他反应堆一样，水从冷凝器储水池转移到抑制池浪涌罐，以便冷凝器可以用来容纳从地下室抽出的放射性水。[43] 5月15日，东京电力公司透露，容纳核燃料的压力容器“2号和3号机组可能受损并泄漏水”，这意味着泵入反应堆的大部分数千吨水都泄漏了。[44]

4号反应堆机组

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燃料池内部视图。还可以看到水面上的装料起重机的倒影。

地震发生时，4号机组已于2010年11月29日停运，进行包壳更换和燃料补给。[45][46] 2010年12月，所有548根燃料棒都已从反应堆转移到反应堆建筑物上层楼层的乏燃料池[47]，并放置在装有硼的格架中以抑制任何核反应。[10] 该水池用于在燃料棒从反应堆取出后存放一段时间，目前存放着1479根燃料棒。[48] 最近使用的燃料棒产生的衰变热比旧燃料棒多。[49] 3月14日星期一日本标准时间04:00，水池中的水温达到84°C，而正常值为40-50°C。[10] 国际原子能机构获悉，3月15日日本标准时间19:00，水温仍为84°C，但截至3月18日，未再报告任何进一步的信息。[7][50] 4月11日，4号机组发生火灾。

爆炸

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3月15日日本标准时间约6点，4号反应堆4楼屋顶区域以及邻近的3号反应堆部分遭到爆炸损坏。[51][52] 据认为爆炸是由乏燃料池附近积聚的氢气点燃引起的。最初认为氢气来自储存的燃料棒，但后来东京电力公司认为氢气来自3号反应堆。[53] 美国核管理委员会（Nuclear Regulatory Commission）后来的报告推测，这次爆炸可能导致4号反应堆乏燃料池中的燃料被喷出。[54] 3月15日上午9点40分，4号反应堆乏燃料池起火，可能释放了那里储存的燃料产生的放射性污染物。[55][56] 东京电力公司表示，工作人员在12点前扑灭了大火。[57][58] 随着辐射水平升高，一些仍在工厂的员工被疏散。[59] 3月15日上午，枝野幸男大臣宣布，根据东京电力公司的说法，4号反应堆测得的辐射剂量当量率达到100 毫西弗/小时。[8][9] 枝野幸男表示，没有持续释放“高辐射”。[60]

日本核安全机构（NISA）报告称，爆炸后，4号反应堆外壳建筑的一面墙上出现了两个8米见方的洞，面积为64平方米（690平方英尺）。[61] 17点48分，有报道称乏燃料池中的水可能正在沸腾。[62][63] 3月15日21点13分，4号反应堆控制室内的辐射导致工作人员无法长期停留。[64] 工厂内仍有70名工作人员，而800人已被疏散。[65] 到22点30分，据报道东京电力公司无法向乏燃料池注水。[10] 到22点50分，该公司正在考虑使用直升机投水，[65][66] 但由于担心安全性和有效性而推迟了这一计划，并考虑改用高压消防水带。[67]

3月16日日本标准时间5点45分，一名将电池送往4号反应堆中央控制室的工作人员在反应堆建筑西北角发现了火灾。[68][69] 此事已报告给当局，但在6点15分进一步检查时未发现火灾。其他报道称火势已得到控制。[70] 11点57分，东京电力公司发布了一张照片，显示“建筑物外墙的大部分已经倒塌”。[71] 技术人员考虑从直升机上向建筑物喷洒硼酸。[72][73]

乏燃料池

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3月16日，美国核管理委员会（NRC）主席格雷戈里·贾茨科在国会作证时表示，NRC认为乏燃料池中的所有水都已蒸干。[74][75] 日本核当局和东京电力公司对此报告表示异议，但当天晚些时候，贾茨科坚持自己的说法，称日本的消息来源已证实了这一点。[76] 13点，东京电力公司声称，直升机观察表明池水并未蒸干。[77] 法国核与辐射安全研究所（IRSN）表示同意，称直升机机组人员根据对4号反应堆的目视检查，将计划中的向3号反应堆投水任务转移了。[78]

3月16日大约14点30分，东京电力公司宣布，位于4号反应堆安全壳区域外的储存池[79]可能正在沸腾。日本标准时间约20点，计划使用警用消防水炮向4号反应堆喷水。[80]

3月18日，有报道称，喷入乏燃料池的水消失的速度超过了蒸发所能解释的速度，这表明存在泄漏。[81][82] 3月20日，自卫队军用卡车向建筑物喷水，试图为燃料池补充水源。[83] 3月22日，澳大利亚军方运来了贝克特公司拥有的机器人设备，用于对燃料池进行远程喷水和观察。《澳大利亚人报》报道称，这将首次清晰地观察到反应堆建筑物中“最危险”的燃料池。[84]

国际原子能机构报告称：“从3月22日到25日，每天使用配备长伸缩臂的混凝土泵向乏燃料池注入130至150吨海水。从3月24日21点05分世界标准时间到25日1点20分，还通过乏燃料冷却系统注入了海水。截至3月25日23点世界标准时间，仍观察到反应堆建筑物冒出白烟。”[85] 3月29日，海水被换成了淡水。[86]

4月12日采集的乏燃料池水分析表明，虽然那里储存的1535个燃料组件中可能有一些受损，但根据测量的辐射水平，大多数储存的燃料组件完好无损。[87] 东京电力公司进一步表示，“4号反应堆燃料池中的燃料棒在损坏过程中释放了铯-134和-137”，并且东京电力公司“需要继续监测它”。[88] 4月13日，东京电力公司报告称，乏燃料池的温度升至90摄氏度，池上方6米处的辐射水平达到84毫西弗/小时。[88] 后来发现，这一峰值是由于未能正确保持SFP被水覆盖造成的。[89] 截至4月25日，东京电力公司仍在向燃料池泵入70至210吨水，根据燃料池内的温度变化水量。东京电力公司还报告称，它正在试图尽量减少向燃料池添加的水量，因为担心“水的重量可能会削弱反应堆建筑物”。[90] 4月28日，东京电力公司宣布，它认为水没有从燃料池泄漏，只是蒸发了。东京电力公司基于这样的计算：储存池中储存的乏燃料产生的热量预计每天会蒸发140至210吨水，这与它补充的水量一致。[91] 5月9日，东京电力公司开始着手为4号反应堆乏燃料池安装支撑结构，因为担心爆炸可能削弱了结构。[92]

乏燃料池临界可能性

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4号反应堆乏燃料池于4月30日进行的目视检查表明，池中乏燃料棒没有明显的可见损坏。这一观察结果与对快速临界性的推测不一致。[93]

5号和6号反应堆

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5号和6号机组与500千伏双叶线连接

地震发生时，这两台反应堆都处于停运状态（5号反应堆于2011年1月3日停运，6号反应堆于2010年8月14日停运），尽管它们仍然装载着燃料，这与4号反应堆不同，4号反应堆在地震前已卸出燃料棒。[48]

政府发言人枝野幸男于3月15日表示，5号和6号反应堆正在密切监测，因为冷却过程运行不佳。[60][94]日本标准时间9:16，正在考虑拆除5号和6号反应堆厂房的屋顶板，以释放任何氢气积聚。[7]3月15日21:00，据报道，5号机组的水位高于燃料棒2米，但在5小时内下降了40厘米。[7]3月18日公布的水温显示，5号反应堆内部为182°C，6号反应堆内部为161°C。[95]

3月17日，据报道，6号机组已恢复柴油发电机供电，并将用于为5号机组的泵供电，运行补给水冷凝系统(MUWC)以提供更多水。[7]一旦外部电源恢复到电站，就准备向反应堆压力容器注水，因为反应堆中的水位被认为正在下降。[7]日本原子力安全保安院报告称，3月20日所有机组的电网连接已完成[96]，通过新的电缆和变压器。

提供给国际原子能机构的信息表明，3月14日19:00至3月18日21:00期间，5号和6号机组的储水池温度稳定在60-68°C左右，但缓慢上升。[7]3月18日，反应堆水位仍保持在燃料棒顶部以上约2米。[50][97]已确认已拆除5号和6号机组屋顶上的面板，以释放任何氢气。[7]3月19日4:22，6号机组的A号应急发电机组第二台重新启动，使5号机组余热排出系统(RHR)的C泵能够运行，从而冷却乏燃料储水池。[98]当天晚些时候，6号机组的B泵也重新启动，以冷却那里的乏燃料池。[7][99]3月19日18:00，5号机组池温度降至48°C，[100]3月20日降至37°C，而6号机组池温度降至41°C。[83]3月20日，日本原子力安全保安院宣布，两台反应堆均已恢复到冷停堆状态。[101][102]

3月23日，据报道，5号反应堆的冷却泵在从备用电源切换到电网供电时停止工作。[103][104]大约24小时后，故障得到修复，冷却工作重新启动。3月25日，6号机组的余热排出系统冷却切换到永久电源供电。[105]

辐射水平和放射性污染

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电站周围污染区域地图（3月22日至4月3日）。
主要文章：福岛第一核事故的辐射影响

由于故意排放以降低气压，故意将冷却水排放到海中以及意外或不受控制的事件，福岛安全壳已释放出放射性物质。东京电力公司核电与厂址部代理部长松本纯一在[4月12日]的新闻发布会上承认了福岛事故的严重性，他说：“虽然[切尔诺贝利和福岛]事故的细节不同，但从释放辐射量的角度来看，[福岛]与切尔诺贝利一样严重或更严重。”[106]

根据日本原子力安全委员会的数据，朝日新闻报道称，截至3月24日，事故可能已释放30,000至110,000TBq的碘-131。[107]3月16日，报告的最高辐射剂量率为1000毫西弗/小时。[108]3月29日，在2号机组附近，辐射监测工作受到阻碍，因为有人认为某些辐射水平可能高于1000毫西弗/小时，但“1000毫西弗是其测量设备的上限”。[109]事故发生后，日本核工作者的最大允许剂量提高到每年250毫西弗，以应对紧急情况。[110][111]东京电力公司因未为其工人提供足够的安全设备而受到批评，包括缺乏监测和净化设备的指控，以及将最危险的工作交给分包商。[112][113][114][115]

日本厚生劳动省宣布，在福岛地区生产的牛奶和茨城县某些蔬菜中检测到放射性物质含量超过法定限值。3月23日，东京的自来水中的放射性物质含量超过了婴儿安全标准，促使政府向有婴儿的家庭分发瓶装水。[116]3月22日，在电站排放口附近的海水中发现了碘-131含量升高，到3月29日已升高到法定限值的3,355倍。此外，铯-134和铯-137的浓度也远超法定限值，超过限值的100倍以上。

地下室、电缆沟和管道隧道的污染

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福岛电缆沟和隧道的侧视图。1:反应堆厂房，2:汽轮发电机和相关的冷凝器。

如右侧示意图所示，福岛第一核电站设有多条沟渠和管道隧道，这些沟渠和隧道从每个机组的反应堆（示意图#1）延伸到该机组的涡轮机房（示意图#2），最终通往大海（示意图#6右侧）。[117]在某些位置，这些连接是开放式沟渠，而在其他位置，这些连接则是管道隧道。[117]

3月27日，在恢复2号机组供电的工作期间，东京电力公司报告称，2号机组涡轮机房地下室的水中辐射水平非常高。[118]虽然最初报道的辐射水平超过正常水平的1000万倍后来被证明是错误的，但辐射测量结果仍比正常水平高出10万倍以上。[119]3月28日，核安全委员会宣布怀疑“2号反应堆暂时熔化的燃料棒中的放射性物质已进入反应堆安全壳内的水中，然后通过未知途径泄漏”。[120]后来，在三个机组的沟渠中发现了高放射性水。[121][122]这些沟渠延伸向大海，但并不直接与大海相连（见示意图#6）。[121][122]3月30日，2号和3号机组的沟渠水位距离溢出到海中仅1米。[122]相比之下，1号机组的沟渠距离溢出仅10厘米。[122]

沟渠中水位过高，且存在溢出到海中的可能性，这使得冷却工作变得复杂，因为用于冷却反应堆的水也被认为会流入沟渠。[109]因此，预计用大量淡水冷却2号机组会导致沟渠注满并溢出到海中，从而加剧放射性物质的释放。[109]因此，东京电力公司将注入2号机组的水量从每小时16吨减少到7吨。[121]东京电力公司采用了两种方法来防止高放射性水泄漏到海中。[123]

从地下室抽水

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为福岛综合设施建造符合国际标准的应急泵阀，横田空军基地

防止隧道水泄漏到海中的第一种方法是将隧道抽干。从3月27日开始，操作人员试图将涡轮机房地下室（见示意图#2下方的隧道）的水抽到冷凝器（大型黑色容器）中。[124][125]通过将地下室的水抽出，东京电力公司希望降低沟渠水位，并降低溢出到海中的可能性。然而，“两个冷凝器都满了”，这阻止了抽水工作。[126]因此，使用了能够每小时转移10至25吨水的泵将冷凝器水转移到储水罐中，为2号机组地下室的水腾出冷凝器储水空间。然而，由于储水罐和冷凝器都几乎满了，东京电力公司还考虑使用油轮或“大型浮体”作为放射性水的临时储存地点。[127][128]无论海上是否有可用于储存放射性污染水的场所，东京电力公司都决定于4月5日将来自废水处理厂的污染最轻的水（约为法律限值的100倍）排放到海中，以腾出储存空间。[129][130]）。[130][131]与此同时，4月5日，东京电力公司开始将1至3号机组的冷凝器中的水泵入各自的冷凝水储存罐，为沟渠水腾出空间。[131]

堵塞水源
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高放射性水通过砾石层泄漏的路径。
1: 反应堆建筑，2: 涡轮机建筑，3: 注射硅酸钠。

东京电力公司限制溢出到海中的第二种方法是堵塞与沟渠相连的坑中的泄漏点。最终，在2号机组（4月1日发现）和3号机组（5月11日发现）的坑中发现了泄漏点。[132][133]虽然后来发现的3号机组的泄漏点据报道在一天内就被堵住了，[132]但2号机组的坑泄漏花了更长的时间才停止。

4月1日发现的2号机组坑泄漏位于2号反应堆地下室附近，且在沟渠系统上方。[122]当时据报道，坑中的裂缝是沟渠系统的主要水源；[122]然而，当时3号机组的泄漏尚未知晓。[132][133]东京电力公司报告称，2号机组的泄漏来自一个20厘米大小的裂缝，并且可能从3月11日9级地震震动该电厂开始就一直在泄漏，直到4月6日最终被修补。[134][135]然而，坑上方的辐射水平超过1000毫西弗/小时（1西弗/小时，100雷姆/小时），阻碍了技术人员安全工作。[136]无论如何，东京电力公司试图使用沙袋和混凝土来堵塞泄漏。[122]然而，到4月2日，东京电力公司承认水仍在泄漏到沟渠和海中。[137]4月2日，东京电力公司表示，他们再次尝试堵塞该孔，这次使用了2000升合成树脂。[138]东京电力公司试图将用于尿布的聚合物吸水剂注入通往坑的管道中；这种吸水剂还与锯末和碎报纸混合使用。[123][139]然而，在4月3日和4月4日，这种方法似乎未能减缓泄漏，导致东京电力公司使用彩色染料来确认泄漏的位置和大小。[140][141]染料表明泄漏来自破裂的管道，并通过砾石渗入坑中。[142]4月5日，东京电力公司开始使用液体玻璃来尝试阻止泄漏。[142]最后，4月6日，东京电力公司在2号机组附近的坑中钻了一个孔，并将水玻璃（硅酸钠）注入坑中。[143]用于冷却受损反应堆的水所携带的余热加速了注入混合物的凝固。此后不久，东京电力公司宣布水已停止从坑中泄漏。[144]

为了防止未来发生泄漏，东京电力公司在2号机组安装了7块钢板，以阻止水从电站的进水口流出（参见图6）。[144]预计将在福岛的其他机组增加更多钢板。[144]然而，后来怀疑这些钢板“搅动了”放射性碎片，并导致海水中测量的辐射量显著增加。[145]从长远来看，东京电力公司“还在考虑向2号反应堆的抑制室灌注粘合剂混凝土，以修补据信导致放射性水泄漏到涡轮机房和沟渠的洞口”。[146]4月21日，东京电力公司估计，在泄漏被堵住之前，有520吨放射性水泄漏到海中，释放了4700 TBq（是该设施年限额的20000倍）。[147]东京电力公司没有估计3号机组泄漏中逃逸的水量，但确实表示泄漏的水中碘-131、铯-137和铯-134的污染程度远远超出了监管限值，[148]并且泄漏在发现当天就被修补了。[132]

持续的努力
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随着泄漏至少暂时得到堵塞，4月10日，东京电力公司恢复了3月27日开始的工作，从隧道系统中排出水，以便对电站的原始冷却系统进行维修。排出水被认为至关重要，因为水放射性极强，超过了1000 mSv/h测量设备的测量范围，因此在不排出水的情况下无法安全地进行维修工作。[144][149][150]

到4月13日，东京电力公司已将大约“250吨高放射性水从沟渠抽入机组的涡轮机冷凝器”，使沟渠水位降低了4厘米。[144]最初的水深约为99厘米。[144]东京电力公司估计，抽水“大约需要40个小时才能将沟渠中约700吨的水移走”。[144]最终将不得不从2号机组的地下室以及1号和3号机组的沟渠和地下室中排出水。[144]到4月15日，东京电力公司估计，已经从沟渠中抽出了60000吨高放射性水中660吨。[151]据信水位已下降了8厘米。[152]东京电力公司宣布，预计将开始将一些沟渠水储存在4月4日至10日从污水处理厂排放了9100吨轻度污染水而腾出的储水空间中。[149][153]然而，在宣布水位下降后不久，水位又开始上升，4月16日上升了2.5厘米，[152][153]4月17日上升了3厘米[146]，据信这是之前堵塞泄漏到海洋的努力造成的。[152][153]4月19日，东京电力公司估计，2号机组涡轮机地下室含有25000立方米的污染水，[154]后来估计这水含有400 PBq的放射性。[155]然后，4月20日，东京电力公司开始将地下室的水抽到污水处理设施。[156]到4月27日，东京电力公司已将189万升高污染水抽到处理厂，并宣布计划增加更多的抽水能力。[157]在2号机组地下室抽水工作取得进展的同时，5月14日，东京电力公司宣布，似乎1号机组地下室也“半满”了放射性水，预计这将推迟清理工作。[158]5月15日，东京电力公司宣布计划从3号机组涡轮机房地下室和沟渠系统中抽取约4000吨的22000吨污染水；地下室水深1.4米。[71]

中央燃料储存区域

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从反应堆中取出的乏燃料组件最初会将其储存在与其反应堆相邻的水池中至少18个月。然后可以将其转移到中央燃料储存池。[7]该储存池包含6375个燃料组件，据报道“安全”，温度为55°C。在进一步冷却后，燃料可以转移到干式储存罐中，干式储存罐没有显示任何异常迹象。[159]3月21日，燃料池的温度略微上升至61°C，并向池中喷水。[7]3月24日恢复了冷却系统的供电，到3月28日，据报道温度已降至35°C。[160]

事故等级

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不同核事件的辐射水平比较。

核事故的严重程度暂时[161]在国际核事件分级尺度(INES)上评级为7级。该等级从0级开始，表示异常情况，没有安全后果，到7级，表示事故造成广泛污染，并造成严重健康和环境影响。在福岛事故之前，切尔诺贝利灾难是唯一记录在案的7级事故，而三哩岛事故是5级事故。

日本原子能机构最初将1号机组的情况评级低于这两起先前事故；3月13日，它宣布将该事件归类为4级，“局部后果事故”。[162]3月18日，它将1号、2号和3号机组的评级提高到5级，“更广泛后果事故”。它将4号机组的情况归类为3级“严重事件”。[163]

一些方面对日本的分级提出了异议，认为当时的情况比他们承认的要严重。3月14日，三位俄罗斯专家表示，核事故应归类为5级，甚至可能是6级。[164]一天后，法国核安全局ASN表示，福岛核电站可能被归类为6级。[165]截至3月18日，法国核安全局——以及截至3月15日，芬兰辐射安全与核安全管理局——估计福岛事故在INES上的等级为6级。[166][167]3月24日，著名反核环保组织绿色和平组织的一位科学顾问，利用来自奥地利ZAMG[168]和法国IRSN的数据，撰写了一份分析报告，他在报告中将整个福岛事故的等级评为INES 7级。[169]

最初氢气爆炸期间的辐射释放。

《朝日新闻》3月26日报道称，根据其计算，此次事故可能达到6级。[107]《华尔街日报》表示，日本核安全与保安院将对是否提高事故等级做出决定。[170]INES 6级，即“严重事故”，此前仅应用于卡斯奇姆事故（苏联，1957年），而唯一达到7级的事件是切尔诺贝利事故（苏联，1986年）。此前5级事故包括温德斯凯尔火灾（英国，1957年）；卢森反应堆事故（瑞士，1969年）；三哩岛事故（美国，1979年）；以及戈亚尼亚事故（巴西，1987年）。

在将“严重性”评估为民用核电站的部分或完全熔毁后，《纽约时报》4月3日报道称，根据遥感和计算机“模拟”，表明严重事故数量突然增加了一倍，福岛第一核电站的三个反应堆处于某种程度的熔毁状态。《纽约时报》根据世界核协会的信息，列举了此前三起民用核电站熔毁事故：三哩岛事故；圣劳伦特核电站事故（法国，1980年，INES 4级）；以及切尔诺贝利事故。[171]

4月11日，日本核安全与保安院（NISA）根据整个事件而非将每个反应堆视为独立事件（评级在3到5级之间）来考虑，将福岛第一核电站事故的INES等级暂时提升至7级。这将使福岛成为核工业历史上第二起7级“重大核事故”；话虽如此，截至4月12日，福岛事件释放的辐射量仅为1986年切尔诺贝利事故（INES 7级）释放辐射量的约10%。[161][172]

其他国家的辐射

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另请参阅：福岛第一核电站事故的辐射影响#日本以外地区的分布

福岛事故导致全球范围内（纽约州、阿拉斯加州、夏威夷州、俄勒冈州、加利福尼亚州、蒙特利尔和奥地利）检测到“痕量”辐射，包括碘-131和铯-134/137。[173][174][175]一份被广泛引用的奥地利气象局报告，基于在事故发生后的前10天，对全球几个全面禁止核试验条约组织放射性核素测量设施（德国弗莱堡、瑞典斯德哥尔摩、日本高崎和美国萨克拉门托）在几天理想观测数据进行外推，估算了截至3月19日释放的碘-131的总量。[176][177]该报告根据这些全球测量站估计的碘-131总排放量在10 PBq到700 PBq之间。[176]这个估计值是切尔诺贝利事故估计释放的1760 PBq[176][178]碘-131的1%到40%。[177]这份报告可能没有更新，但作为比较，4月12日日本核安全与保安院的一份报告估计，在较长的时间段内，基于日本测量设备测量的碘-131总释放量为130到150 PBq。[178]这大约是切尔诺贝利事故释放碘-131的7%到9%。[179]一位在加州测量放射性核素但没有估计总释放量的加州大学伯克利分校核工程教授断言，“这些放射性尘埃不会造成重大的健康威胁”。[180]撰写奥地利气象局报告的专家断言，“切尔诺贝利事故释放了比福岛第一核电站迄今释放的更多的放射性和更多种类的放射性元素，但造成大部分健康风险的是碘和铯——特别是在切尔诺贝利核电站周边地区以外”。[177]截至4月28日，美国华盛顿州卫生部（距离日本最近的美国州之一）报告称，福岛核电站的放射性物质水平已大幅下降，通常低于标准检测所能检测到的水平。[181]

直接放射性尘埃的辐射

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在日本以外国家，空气过滤器检测到的辐射水平极低。加拿大卫生部表示，在加拿大测量的辐射增加量小于现有背景水平的自然日变化；只有通过分析存在的同位素才能检测到放射性尘埃的存在，并且总辐射水平没有显著增加。[182]

加拿大卫生部将3月18日加拿大空气中因福岛事故增加的辐射量定为0.5 纳西弗，而背景水平则因地区不同而异，从20到1200纳西弗不等。[182]

在美国，政府机构——环境保护署（EPA）[183]、能源部和卫生部——以及独立的大学团队都进行了监测。双方都发现了低水平的辐射。政府机构因其发布信息的速度较慢且细节较少而受到批评；核政策学者罗伯特·阿尔瓦雷斯指出，“缺乏透明度”加剧了不信任。[184]

雨水和食物中的放射性

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放射性同位素可以通过降水或生物积累（植物/动物，最终包括人类，选择性地吸收和浓缩特定元素）而富集。从长远来看，铯放射性同位素可能比碘-131更危险，因为它们的半衰期更长（铯-134为两年，铯-137为30年）[185]，而碘-131的半衰期为8天，因此在环境中持续存在以及在生物体中长期积累的风险更大。碘-131可以被绿叶蔬菜和牛奶/奶酪富集。CRIIRAD，一个法国非政府组织，于4月7日警告称，作为预防措施，欧洲的儿童和孕妇应限制食用这些食物，此外还应避免将雨水作为主要饮用水源，尽管它将风险评估为“非常低”。CRIIRAD得出结论，残留在体外或所谓的“直接放射性尘埃”的放射性颗粒的风险微不足道。[186]

在中国[187]和美国加利福尼亚州[188]检测到低水平的铯放射性同位素。在美国，环境保护署在6个城市检测到的牛奶中存在可检测水平的放射性同位素，在夏威夷州希洛市报告的水平最高[189]；铯-134、铯-137和碘-131的水平分别为24 p居/升（0.89 Bq/升）、19 p居/升（0.70 Bq/升）和18 p居/升（0.670 Bq/升）。

伯克利大学的一个团队在雨水中观察到碘-131峰值水平为每升540皮居里（20 Bq/l）。这大大超过了美国环保署规定的饮用水中放射性碘的标准，即每升3皮居里（0.1 Bq/l），尽管该标准是基于每天饮用70年的水而设定的。[184]

需要注意的是，监管机构设定的允许水平可能会有所不同；FDA 对牛奶规定的水平比EPA 对水规定的水平高出数千倍。这部分是由于对产品消费时间的假设不同，部分是由于风险阈值不同。[190]

截至2011年4月12日，尚未观察到日本以外地区生产的食物和水受到严重污染。[191]

放射性碎片

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国际太平洋研究中心的海洋学家表示担忧，目前的模型不足以预测从反应堆中冲出的受污染碎片的行为。[192]

反应

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日本反应及疏散措施

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东京都警视厅 机动队（防暴警察） 水炮；这种类型的水炮曾用于福岛冷却发电厂。[193]
J-Village，楢叶町，东京电力公司“基地”所在地。

政府于3月11日19:03宣布进入核紧急状态。最初下令疏散半径2公里，然后是10公里。[194] 后来，首相菅直人指示工厂周围20公里（12英里）范围内的居民必须撤离，并敦促居住在工厂20公里至30公里之间的居民留在室内。[195][196] 距离设施20公里至30公里的区域内的居民可以自愿撤离。20公里疏散区并未严格执行，据报道居民已返回家中取回贵重物品。[197] 4月21日，日本政府显然改变了政策，正式宣布将更严格地执行20公里疏散区，每个住宅最多只能有一人返回，且最多停留两小时。[198][199] 然后在4月22日，日本政府宣布将疏散区从20公里“圆形”区域扩展到福岛厂址西北方向的不规则区域。[199] 5月16日，日本政府开始疏散官方隔离区外的居民，包括饭馆村，那里反复测量到高水平的辐射。[200][201]

首相于3月12日访问了该工厂，听取了情况介绍。[202] 他呼吁保持冷静，不要夸大危险。[203] 东京电力公司在J-Village设立了“基地”，这是一个位于楢叶町和広野町的体育训练中心，距离工厂以南约20公里。[204]

3月30日，国际原子能机构宣布，在3月18日至26日从福岛县饭馆村（福岛第一核电站西北40公里）采集的样本中发现了20 MBq/m2的碘-131。国际原子能机构根据其10 MBq/m2的标准建议扩大疏散区域。秘书长枝野表示，政府将等待观察高辐射是否持续。[205] 3月31日，国际原子能机构宣布了一个新的值7 MBq/m2，该值来自3月19日至29日在饭馆村采集的样本。[206] 该物质每天衰减8%到9%。

危机发生六周后，宣布了关于对核电站放射性污染对环境和健康影响的大规模研究计划。来自日本各地的学者和研究人员将从5月开始与福岛县政府合作。[207]

国际反应

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疏散航班从三泽起飞。

国际社会对核事故的反应是对2011年东北地方太平洋近海地震和海啸的人道主义救援，也包括对福岛第一核电站事件受影响人员的救援。该反应还包括对反应堆发展情况和升级风险的关注表达。此外，这些事故促使人们重新评估现有的和计划中的国家核能计划，一些评论员质疑核复兴的未来。[208][209][210][211]

美国、澳大利亚和瑞典指示其公民疏散至少80公里的半径。 韩国建议离开超过80公里的地方，并制定通过一切可能方式撤离的计划。[212][213] 西班牙已建议其公民离开120公里的区域。法国[214]、英国[118][215]、德国[216][217][218]、瑞士[219]、奥地利[220]、意大利[118]、澳大利亚[118]、新西兰[221][222]、芬兰[223]、肯尼亚[224]、以色列[225]都建议其公民离开东京都市区。[226][227]

前往日本的旅行人数非常少，但一些国家已经包机协助希望离开的人员。3月中旬，一些国家开始正式撤离其公民。[228]

世界卫生组织宣布打算在未来20年内持续进行公共卫生研究。[229]

人员伤亡

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主要新闻来源报道，至少有两名东京电力公司员工在地震后因“灾难条件”确认死亡。[230] “东京电力公司表示，这两名分别为21岁和24岁的工人遭受了多处外伤，据信死于失血过多。由于该工厂已经泄漏辐射三周，他们的遗体进行了去污处理。”[231]

据报道，在福岛县富冈町的一家医院撤离后，有45名病人死亡。其中一些人“因三天没有吃东西而脱水”。[232]

反应堆状态摘要

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图例[233][234]
无直接关注 关注 严重状况

清理

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最初，东京电力公司没有提出恢复对反应堆控制的策略。德国物理学家和核专家赫尔穆特·希尔斯表示，“他们正在使用并非为这种类型的状况设计的工具进行临时处理”。[275]然而，4月17日，东京电力公司似乎提出了一个计划的大致基础，其中包括：（1）在大约六到九个月内实现“冷停堆”；（2）“在大约三个月内恢复反应堆和乏燃料池的稳定冷却”；（3）从6月开始对1号、3号和4号机组安装“特殊覆盖物”；[276][277]（4）“为在涡轮机地下室和外部沟渠中积聚的放射性水安装额外的储存容器”；[278]（5）使用遥控设备清理现场；[278]以及（6）使用沉淀池来限制海洋污染。[278]此前，东京电力公司公开承诺在海平面以上20米处安装新的应急发电机，这是3月11日海啸摧毁的发电机的两倍高度。[279]东芝和日立都提出了关闭该设施的计划。[89]

批评人士“并不完全相信东京电力公司能够按其设定的时间表实现反应堆的冷停堆”[278]，因为“挑战的规模和复杂性是前所未有的”。[280] 5号和6号机组的长期计划尚未公布，“但它们也可能需要退役”。[280]

5月5日，工作人员自事故发生以来首次进入反应堆厂房。[281] 工人们开始安装空气过滤系统，以净化放射性物质污染的空气，以便更多工作人员安装水冷系统。[281]

尝试

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图例
有效 部分有效 无效 不适用或未知


提议

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硼酸正在被空运到福岛，用于添加到冷却水中。

硼

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官员们已经考虑过将硼酸、硼化塑料珠或碳化硼颗粒插入或定点空投到乏燃料池中，以吸收中子。[72][307]法国于2011年3月17日向日本空运了95吨硼[308]，美国提供了9吨。[309]吸收中子的硼酸已被注入反应堆堆芯，但尚不清楚是否在喷洒乏燃料池（SFP）时也加入了硼。[282]

石棺

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3月18日，路透社报道[310]，日本核能机构发言人西山秀彦在被问及是否要将反应堆埋在沙子和混凝土中时表示：“这种方案是我们考虑的备选方案，但我们目前正专注于冷却反应堆。”由于这种方案无法提供冷却，因此被认为是最后的手段，它需要在地板下方进行大规模的加固，就像切尔诺贝利核电站的石棺一样。[311]

织物覆盖

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人们正在努力为三座受损的反应堆建筑安装织物覆盖物和过滤器，以限制辐射释放。[312]在1号到4号机组周围建造结构并用帆布包裹它们的费用估计将达到800亿日元。4月6日，消息人士告诉共同社，一家大型建筑公司正在研究这一方案，并且“建设工作要到6月才会开始”。该方案因其可能“在阻止放射性物质释放到环境中方面效果有限”而受到批评。[276]5月14日，东京电力公司宣布，已开始清理碎片，为在1号反应堆建筑上安装覆盖物腾出空间。[313]

清理范围

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国际专家表示，需要数百甚至数千人的劳动力才能花费数年甚至数十年才能清理该地区。[314]英国国家核公司安全政策部前成员约翰·普莱斯表示，“可能需要100年才能安全地从日本福岛核电站移除熔化的燃料棒”。[315]加州大学伯克利分校核工程教授爱德华·莫尔斯表示

……至少需要6个月的紧急稳定工作，大约2年的临时修复工作，以及长达30年的全面清理工作。此外，该地点高水平的土壤污染也引发了人们对未来几十年内人员在该地点工作可行性的担忧。[314]

然而，据英国广播公司新闻报道，日本反应堆制造商东芝表示，可以在大约10年内拆除地震受损的福岛核电站，比美国的三哩岛核电站快三分之一。[316]作为比较，三哩岛核电站发生事故后，花了11年时间才首次打开部分熔化的堆芯容器，清理工作又花费了几年时间。

东京电力公司于2011年4月17日宣布，预计大约三个月内将恢复受损反应堆的自动冷却系统，并在六个月内将反应堆置于冷停堆状态。[317]

碎片

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2011年4月10日，东京电力公司开始使用遥控无人重型设备清理1号到4号反应堆周围的碎片。1号和3号反应堆的氢气爆炸造成的碎片和瓦砾，既妨碍了救援行动，也因其高放射性而带来了危险。这些碎片将被装入容器，并储存在工厂内。[318]

水

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日本政府已请求俄罗斯派遣浮动水净化工厂“兰迪什”协助处理受损反应堆产生的放射性水。“兰迪什”由俄罗斯建造，日本提供资金，用于处理核潜艇退役过程中产生的液体废物。[319]

行政问题

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安全记录

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福岛反应堆控制室。

福岛第一核电站是伪造记录丑闻的中心，导致东京电力公司多名高管离职。它还导致了之前未报告的工厂问题的披露。[320] 2002年，东京电力公司承认其伪造了福岛第一核电站1号反应堆的安全记录。由于丑闻和福岛的燃料泄漏，该公司不得不关闭其所有17座核反应堆以承担责任。[321] 一个向反应堆温度控制阀供电的配电盘11年来未经检查。检查未涵盖与冷却系统相关的设备，例如水泵电机和柴油发电机。[322]

除了日本国内的担忧，国际原子能机构 (IAEA) 也对日本核电站抵御地震的能力表示担忧。在2008年东京举行的八国集团核安全与保障小组会议上，一位国际原子能机构专家警告称，里氏震级超过7.0 的强烈地震可能对日本核电站构成“严重问题”。[323]

2006年3月，日本政府反对法院关于关闭该国西部一座核电站的命令，理由是对其抗震能力存在疑问。日本的核与工业安全机构认为它是“安全的”，并且“所有安全分析都进行了适当的评估”。[324]

与核工业的监管关系

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灾难后核反对派的抗议

2010年，石田徹，前经济产业省（METI）局长，该部门负责监管核工业，离开了该机构，几个月后加入东京电力公司担任高级顾问。他跟随白川洁，另一位经济产业省的资深人士，他在东京电力公司担任董事会成员和执行副总裁，直到2010年6月退休。[325][326]

监管俘获可能导致了海啸退去后暴露的一系列故障。监管俘获也可能导致了目前的情况。批评人士认为，政府与监管机构共同承担着责任，因为他们没有理会警告，没有确保核工业监督的独立性，同时鼓励在国内和国际上扩大核能。《纽约时报》报道称，日本核监管体系倾向于支持和推动核工业，原因是天下り（大致翻译为“从天上下来”），即高级监管人员接受他们曾经监管的公司的高薪职位。为了保护他们在该行业中潜在的未来职位，监管机构试图避免采取可能惹恼或使他们监管的公用事业公司感到尴尬的立场。东京电力公司作为日本最大的电力公用事业公司，使其成为退休监管机构最理想的职位，通常“高级官员去东京电力公司工作，而级别较低的官员则最终去了较小的公用事业公司”。[328]

保险

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根据主要再保险公司慕尼黑再保险的说法，私人保险业不会受到福岛核电站事故的重大影响。[329] 瑞士再保险也表示，“日本核设施的保险范围不包括地震冲击、地震和海啸引发的火灾，无论是财产损失还是责任损失。瑞士再保险认为，福岛核电站的事故不太可能导致财产与意外险行业出现重大的直接损失。”[330]

参考文献

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模板：2011年东北地方太平洋近海地震

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