1999年,日本三座核反應(yīng)堆在臺(tái)灣大地震中自動(dòng)關(guān)閉,兩天后重啟。2011年3月,日本東部大地震期間,11臺(tái)在運(yùn)核電站自動(dòng)關(guān)閉。福島第一核電站的其中三個(gè)機(jī)組,因15米高的海嘯造成停電,導(dǎo)致冷卻劑無(wú)法供應(yīng),最終造成放射性物質(zhì)泄露的嚴(yán)重事故,事故等級(jí)為INES 7級(jí)。
1、神戶(hù)大地震(1995年)

日本神戶(hù)新聞報(bào)報(bào)道了1995年1月17日破壞神戶(hù)及其周?chē)貐^(qū)的7.2級(jí)神戶(hù)大地震,引發(fā)了人們對(duì)受災(zāi)地區(qū)核電站安全的擔(dān)憂(yōu)。
在該次地震中,水平地面加速度為817 Gal,比預(yù)期要高,垂直加速度為332 Gal。

事實(shí)上,距離震中200公里內(nèi)的所有動(dòng)力反應(yīng)堆都沒(méi)有受到任何損壞,當(dāng)時(shí)運(yùn)行的反應(yīng)堆仍在滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行。高濱和大河核電站位于本州島太平洋一側(cè),距震中約130公里。美浜核電站距離約180公里。
據(jù)報(bào)道,該地區(qū)位于大阪和京都的研究反應(yīng)堆也未受地震影響。
2、臺(tái)灣大地震(1999年)

臺(tái)灣馬鞍山核電站
1999年9月21日,中國(guó)臺(tái)灣中部發(fā)生里氏7.6級(jí)淺層地震,數(shù)千人喪生。這導(dǎo)致位于臺(tái)灣北部的金山和國(guó)圣的三座反應(yīng)堆自動(dòng)關(guān)閉,兩天后才重新啟動(dòng)。
當(dāng)時(shí)的第四座反應(yīng)堆正在添加燃料,臺(tái)灣南部的馬鞍山核電站的兩座反應(yīng)堆繼續(xù)運(yùn)行,但后來(lái)由于配電設(shè)施受損而降低了功率。
該次地震后,開(kāi)始注意一個(gè)主要問(wèn)題,電力恢復(fù)到工業(yè)的速度有多快。
3、宮城大地震(2005年)

女川核電站
2005年8月16日,日本本州島東北部發(fā)生里氏7.2級(jí)地震,宮城町的三座女川核電站反應(yīng)堆自動(dòng)關(guān)閉。
根據(jù)S1設(shè)計(jì)基準(zhǔn)250 Gal(已達(dá)到)和S2 PGA 350-400 Gal,將其設(shè)置為200 Gal跳閘。電廠的任何主要部分均未發(fā)生損壞。
女川核電站2號(hào)機(jī)組在經(jīng)過(guò)全面檢查并確認(rèn)580 Gal的S2數(shù)字對(duì)該機(jī)組是安全的(相當(dāng)于8.2級(jí))后,于2006年1月重新啟動(dòng)。
巖土工程分析和安全評(píng)估在NISA主持下進(jìn)行,NISA批準(zhǔn)了該公司的一份報(bào)告。
3號(hào)機(jī)組于2006年3月重啟,較小的1號(hào)機(jī)組于2007年5月重啟。
4、新潟中越大地震(2007年)

柏崎刈羽核電站
2007年7月16日,日本發(fā)生里氏6.8級(jí)的新潟大地震,震中距東京電力公司柏崎刈羽核電站(7965 MWe)僅16公里。同時(shí),當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)因素導(dǎo)致廠區(qū)的地震烈度被放大。
該電站的地震儀測(cè)得的PGA為332至680 Gal,不同機(jī)組的S1設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為170至270 Gal,實(shí)際基巖上的S2值為450 Gal。
峰值地面加速度超過(guò)了所有機(jī)組的S1設(shè)計(jì)值,以及1、2和4號(hào)機(jī)組的S2值,因此電廠需要關(guān)閉。
四個(gè)反應(yīng)堆在預(yù)設(shè)的120 Gal水平下自動(dòng)關(guān)閉,另外三個(gè)反應(yīng)堆當(dāng)時(shí)沒(méi)有運(yùn)行。
所有停機(jī)和冷卻功能均按設(shè)計(jì)工作。雖然現(xiàn)場(chǎng)因地震發(fā)生了許多事件,但沒(méi)有任何事件威脅到安全,盡管地面加速度高達(dá)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的三倍,但主反應(yīng)堆和渦輪機(jī)組在結(jié)構(gòu)上沒(méi)有受到影響。
對(duì)一回路冷卻水的分析證實(shí),反應(yīng)堆堆芯中的燃料沒(méi)有損壞。在2008年年中左右完成全面調(diào)查并確認(rèn)安全之前,該工廠一直處于關(guān)閉狀態(tài)。
看起來(lái),四個(gè)較老的機(jī)組,可能比距離較遠(yuǎn)1.5公里的5-7號(hào)機(jī)組更脆弱。
經(jīng)濟(jì)貿(mào)易與工業(yè)部(METI)隨后成立了一個(gè)由20名成員組成的新潟大地震調(diào)查與對(duì)策委員會(huì),以調(diào)查此次地震對(duì)電站的具體影響,并據(jù)此確定政府和公用事業(yè)部門(mén)必須解決哪些問(wèn)題,以確保核電站安全。

對(duì)于在20世紀(jì)70年代批準(zhǔn)建造第一個(gè)柏崎刈羽核電廠機(jī)組,非常靠近現(xiàn)在被認(rèn)為是地質(zhì)斷層線(xiàn)的地方,政府對(duì)此負(fù)有一定的責(zé)任。
NISA邀請(qǐng)IAEA、核安全委員會(huì)和東京電力公司一起審查情況。
2007年9月,日本向IAEA高級(jí)監(jiān)管機(jī)構(gòu)會(huì)議提交了一份報(bào)告,2008年初,IAEA又進(jìn)行了一次訪(fǎng)問(wèn)。
NISA于11月發(fā)布了地震破壞的安全重要性評(píng)估。在國(guó)際核事件等級(jí)(INES)中,最嚴(yán)重的損害等級(jí)為零,沒(méi)有任何安全意義。
其他損害被認(rèn)為與核安全無(wú)關(guān)。7個(gè)主要反應(yīng)堆機(jī)組本身仍在接受檢查,但似乎沒(méi)有損壞。
2008年5月,東京電力公司根據(jù)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)因素,對(duì)柏崎刈羽核電廠1-4號(hào)機(jī)組采用了2280 Gal(2.33g)最大設(shè)計(jì)基準(zhǔn)地震運(yùn)動(dòng)的新標(biāo)準(zhǔn),是之前S2的五倍以上,對(duì)5-7號(hào)機(jī)組采用了1156 Gal(1.18g)。
2008年11月,NISA批準(zhǔn)了公用事業(yè)公司的新地震評(píng)估,并在機(jī)組升級(jí)時(shí)對(duì)其進(jìn)行了最終安全審查。7號(hào)機(jī)組于2009年5月重啟,6號(hào)機(jī)組于2009年8月重啟,1號(hào)機(jī)組于2010年5月重啟,5號(hào)機(jī)組于2010年11月重啟。2-4號(hào)機(jī)組保持關(guān)閉狀態(tài)。
5、東日本大地震(2011年)

2011年3月11日下午2時(shí)46分,日本發(fā)生的東北大地震造成了相當(dāng)嚴(yán)重的破壞,其引發(fā)的海嘯(上升高度為40米)造成的損失更大。
這似乎是一場(chǎng)持續(xù)時(shí)間約3分鐘的雙重地震,震中位于本州島東部宮城縣仙臺(tái)市離岸130公里處,本州向東移動(dòng)了4米,并使附近的海岸線(xiàn)下沉了1米。
當(dāng)時(shí),該地區(qū)四座核電站的11座反應(yīng)堆正在運(yùn)行,地震發(fā)生時(shí),所有反應(yīng)堆都自動(dòng)關(guān)閉。
大多數(shù)機(jī)組的冷卻泵都可以用電運(yùn)行,并且在幾天內(nèi)實(shí)現(xiàn)了冷停堆。
然而,在東京電力公司的福島第一核電站,發(fā)生一系列重大事故。三座反應(yīng)堆因地震而關(guān)閉,應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)按預(yù)期啟動(dòng),但一小時(shí)后被海嘯淹沒(méi)而關(guān)閉。當(dāng)時(shí)海嘯高度約為15米。

其他安全系統(tǒng)被證明是不充分的,導(dǎo)致當(dāng)局下令并隨后延長(zhǎng)了疏散時(shí)間,而工程師們正在努力恢復(fù)電力和冷卻。
關(guān)閉的運(yùn)營(yíng)單位有東京電力公司的福島第一核電站1、2、3、4號(hào)機(jī)組,東北電力的女川核電站的1、2、3號(hào)機(jī)組和日本電力公司的東海核電站。
小川核電站1號(hào)機(jī)組在非核渦輪機(jī)廠房?jī)?nèi)短暫失火,但主要問(wèn)題集中在福島第一核電站1-3號(hào)機(jī)組。首先,安全殼結(jié)構(gòu)內(nèi)的壓力穩(wěn)步增加,導(dǎo)致氣體持續(xù)排放到大氣中。
排出的氣體和蒸汽主要包括氫,氫氣的產(chǎn)生,是由非常熱的核燃料鋯包層與水相互作用產(chǎn)生的。

12日晚些時(shí)候,1號(hào)機(jī)組反應(yīng)堆安全殼上方的建筑物發(fā)生氫氣爆炸,兩天后在3號(hào)機(jī)組再次發(fā)生氫氣爆炸,原因是氫氣與空氣混合。
15日,2號(hào)機(jī)組在反應(yīng)堆壓力容器發(fā)生破裂,釋放出大量放射性物質(zhì)。在反應(yīng)堆內(nèi)部,水位下降,暴露出核燃料,通過(guò)向反應(yīng)堆壓力容器中泵送海水來(lái)解決這一問(wèn)題。
當(dāng)發(fā)現(xiàn)反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)上部的乏燃料池在水中耗盡時(shí),出現(xiàn)了一系列問(wèn)題。
據(jù)法國(guó)ISRN稱(chēng),4號(hào)機(jī)組正在進(jìn)行維護(hù),其所有548個(gè)燃料組件以及其他乏燃料(總計(jì)1535個(gè)組件)都在該水池中,其熱負(fù)荷約為3 MW。3號(hào)機(jī)組的燃料池包含566個(gè)燃料組件。

日本核工業(yè)安全局最初宣布福島第一核電站事故INES等級(jí)5級(jí),這是一次后果更廣泛的事故,與1979年的三里島事故相同,但在對(duì)事故頭幾天的放射性釋放進(jìn)行新的估計(jì)后,日本國(guó)家安全局將其重新分類(lèi)為7級(jí),雖然明確表示放射性釋放量約為切爾諾貝利的十分之一。
2008年,福島兩座核電站的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)加速度已升級(jí)為水平441-489 Gal(第一核電站)和415-434 Gal(第二核電站)。兩座電站的臨時(shí)記錄數(shù)據(jù)表明,在2號(hào)機(jī)組的基礎(chǔ)上,第一核電站的最大值為550 Gal(其他281-548 Gal),而第二核電站的最大值為254 Gal。
女川核電站1號(hào)機(jī)組記錄了567 Gal。第一核電站2、3和5號(hào)機(jī)組在E-W方向超過(guò)其最大響應(yīng)加速度設(shè)計(jì)基準(zhǔn)約20%。記錄時(shí)間超過(guò)130-150秒(在北面幾公里處的沉積物上,地面加速度約為2000 Gal)。
6、其他經(jīng)驗(yàn)

地震之前曾發(fā)生在一些日本和其他電力反應(yīng)堆附近,沒(méi)有不良影響。
2010年6月13日,日本北部福島近海發(fā)生里氏6.2級(jí)地震。最近的沿海城市中,在日本shindo等級(jí)中登記了5個(gè)。
最近的核電站(13座反應(yīng)堆):福島第一核電站和第二核電站,以及女川核電站未受影響。
福島核電站1號(hào)機(jī)組反應(yīng)堆廠房基座墊處的水平地面加速度達(dá)到60 Gal。
在截至2004年的20年間,日本沒(méi)有一座反應(yīng)堆被地震探測(cè)器停堆。在這些情況下,電廠自動(dòng)關(guān)閉(“跳閘”)作為安全預(yù)防措施,這是因?yàn)榈卣饘?duì)電廠運(yùn)行特性的影響。
1993年11月,本州東北部發(fā)生里氏5.8級(jí)地震,在距震中30公里的東北電力女川核電站1號(hào)動(dòng)力反應(yīng)堆(497 MWe, BWR)產(chǎn)生121 Gal的地面加速度。
現(xiàn)場(chǎng)S1和S2事件的設(shè)計(jì)條件分別為250和375 Gal,反應(yīng)堆設(shè)置為在測(cè)得的峰值地面加速度(PGA)為200 Gal時(shí)停堆。
事實(shí)上,由于中子通量的變化超出設(shè)定參數(shù),反應(yīng)堆在較低水平下停堆。
2003年5月,距離同一女川核電站更遠(yuǎn)的7.1級(jí)地震產(chǎn)生225 Gal的地面加速度,使3號(hào)機(jī)組跳閘(1號(hào)和2號(hào)機(jī)組未運(yùn)行)。
2004年10月,東京以北250公里的新潟縣發(fā)生里氏6.8級(jí)地震,對(duì)附近的柏崎刈羽核電廠核電站沒(méi)有影響,但兩周后發(fā)生里氏5.2級(jí)地震,導(dǎo)致其中一座反應(yīng)堆7號(hào)機(jī)組停堆。

2005年3月,九州北部發(fā)生的7.0級(jí)地震,沒(méi)有影響附近的玄海核電站和仙臺(tái)核電站,也沒(méi)有影響島根核電站和伊方核電站。
1993年7月,北海道海岸發(fā)生里氏7.8級(jí)地震,對(duì)核設(shè)施沒(méi)有影響。距離震中95公里的町泊核電站1號(hào)和2號(hào)反應(yīng)堆(550Mwe,PWR)繼續(xù)正常運(yùn)行。

1994年12月,日本北部發(fā)生里氏7.5級(jí)地震,但沒(méi)有對(duì)附近的11座沸水反應(yīng)堆或核燃料設(shè)施造成損壞。所有操作正常。
西方和蘇聯(lián)設(shè)計(jì)的反應(yīng)堆在北美和歐洲經(jīng)歷了重大地震活動(dòng),沒(méi)有受到損壞。
1994年1月美國(guó)發(fā)生的6.6級(jí)地震期間,加州的動(dòng)力反應(yīng)堆圣奧諾弗雷(San Onofre)核電站2號(hào)和3號(hào)機(jī)組(1070 MWe和1080 MWe,PWR)以及代阿布洛峽谷核電站 1號(hào)和2號(hào)機(jī)組(1073 MWe和1087 MWe,PWR)繼續(xù)正常運(yùn)行。
距離震中約112公里,距離較近的圣奧諾弗雷核電站。

亞美尼亞核電站
1988年12月,亞美尼亞西北部發(fā)生里氏6.9級(jí)地震,造成至少25000人死亡。位于震中以南約75公里處兩臺(tái)機(jī)組的亞美尼亞核電站有震感,但兩臺(tái)蘇聯(lián)設(shè)計(jì)的壓水堆運(yùn)行正常,沒(méi)有損壞報(bào)告。
這是俄羅斯第一座專(zhuān)門(mén)用于地震地區(qū)的核電站,于1976年開(kāi)始運(yùn)行。
2008年5月,中國(guó)中部四川省西南部發(fā)生里氏7.9級(jí)地震。受影響的主要核設(shè)施是軍事設(shè)施,顯然沒(méi)有任何放射性釋放。距離震中約250公里的宜賓燃料制造廠(生產(chǎn)動(dòng)力反應(yīng)堆和研究反應(yīng)堆燃料組件)完好無(wú)損。
中國(guó)的動(dòng)力反應(yīng)堆都距震中至少900公里。
根據(jù)伊朗向IAEA提交的報(bào)告,2013年4月,伊朗發(fā)生里氏7.7級(jí)地震,沒(méi)有造成任何損害,但后來(lái)報(bào)告稱(chēng)混凝土出現(xiàn)了一些裂縫。
該電站的設(shè)計(jì)可承受8級(jí)地震。
7、海嘯

大型海底地震通常會(huì)引起海嘯——壓力波在海洋中傳播非常迅速,當(dāng)?shù)竭_(dá)淺水時(shí)會(huì)變成超過(guò)十米高的巨浪,然后猛烈沖刷內(nèi)陸。
2004年12月印尼9級(jí)地震后的海嘯波及印度西海岸,影響了馬德拉斯/金奈附近的卡爾帕卡姆(Kalpakkam)核電站。

卡爾帕卡姆核電站
當(dāng)在冷卻水進(jìn)水口檢測(cè)到非常異常的水位時(shí),電廠自動(dòng)關(guān)閉。六天后重啟。
2011年3月,福島第一核電站和第二核電站受到了一場(chǎng)大海嘯的影響。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)海嘯高度第一核電站為 5.7米,第二核電站 5.2米,盡管第一核電站建在海拔約10米、第二核電站建在13米的地方。
兩座核電站的海嘯高度均超過(guò)14米,而第一核電廠的渦輪機(jī)廠房則在海水約5米以下,直到水位下降。
這場(chǎng)海嘯的最大振幅是23米的起點(diǎn),距離福島160公里。
在上個(gè)世紀(jì),該地區(qū)發(fā)生了八次海嘯,最大振幅超過(guò)10米(有些甚至更大),這些海嘯是由7.7至8.4級(jí)地震引起的,平均每12年發(fā)生一次。
1983年和1993年的地震是最近一次影響日本的地震,震源處的最大高度分別為14.5米和31米,均由7.7級(jí)地震引起。
就當(dāng)時(shí)的科學(xué)研究而言,福島第一核電站在20世紀(jì)60年代設(shè)計(jì)和選址時(shí)采取的海嘯應(yīng)對(duì)措施被認(rèn)為是可以接受的,該特定海岸線(xiàn)的爬高記錄較低。
但在2011年災(zāi)難發(fā)生的18年前,新的科學(xué)研究已經(jīng)出現(xiàn),關(guān)于在第一核電站發(fā)生大地震并導(dǎo)致大約15.7米的大海嘯的可能性。
然而,這尚未導(dǎo)致核電站運(yùn)營(yíng)商、東京電力公司或政府監(jiān)管機(jī)構(gòu),尤其是核工業(yè)安全局(NISA)采取任何重大行動(dòng)。
討論仍在進(jìn)行,但行動(dòng)很少。海嘯應(yīng)對(duì)措施也可以根據(jù)IAEA的準(zhǔn)則進(jìn)行審查,該準(zhǔn)則要求考慮到高海嘯水平,但NISA繼續(xù)允許福島核電站在沒(méi)有足夠應(yīng)對(duì)措施的情況下運(yùn)行,例如將備用發(fā)電機(jī)上山,密封建筑物的下部,以及為海水泵提供一些備用,盡管有明確的警告。
即使對(duì)于非常接近海平面的核電站,反應(yīng)堆周?chē)鷪?jiān)固的密封安全殼結(jié)構(gòu)也可以防止海嘯對(duì)核部分造成任何損壞,盡管核電站的其他部分可能會(huì)受損。
在福島,未密封的地面渦輪機(jī)大廳包含備用柴油發(fā)電機(jī)和大部分電氣開(kāi)關(guān)設(shè)備。
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