日本核泄漏事件对我国核电事业发展的影响

第一篇：日本核泄漏事件对我国核电事业发展的影响

日本核泄漏事件对我国核电事业发展的影响

摘要：日本特大地震伴随海啸引发了福岛第一核电站爆炸及放射性物质泄漏，触目惊心的核泄漏事件给我们敲响了警钟，给中国核电事业的发展提出了警示。关键词：核泄漏；自然灾害；核能立法；防护措施等。

3月11日下午，日本东部海域发生9级大地震，并伴随特大海啸，次日，福岛第一核电站发生了爆炸和放射性物质泄漏。这是自1986年4月26日苏联乌克兰共和国切尔诺贝利核能发电厂发生严重核泄漏以来，人类发生的最严重的核泄漏事故。虽然日本因地震发生的核泄漏事件不会改变中国发展核电的决心和安排,但这次事件给中国核电事业的发展敲响了警钟。

首先，中国核电发展必须充分考虑环境变化等自然因素，核电站尽量建在不易发生重大灾害的地区。此次日本核泄漏是由于特大地震伴随海啸袭来从而引发的，而近几年由于人类对环境的破坏，灾害丛生地震频发。因此，中国核电建设的当务之急就是在设计的层面上充分考虑发生地震的可能性，在抗震方面的设计应该做好最坏的打算。只有这样，才能确保不出问题。在当前东部率先发展的大趋势下，我国沿海地区的经济和人口密度急剧增大。各级政府必须高度重视海洋灾害可能造成的影响，切实提高沿海地区的灾害防御能力。

其次，中国核电设施应该做好严格的监测和维护,严格禁止这些设施出现超期服役现象，而且不管在怎样的紧急情况下，电站内都必须拥有稳定可靠的“多路”供电系统。据报道，泄漏的最主要原因是海啸超出了设想的水平，海啸引起的滔天洪水将柴油发电机房淹没，造成应急供电系统不能工作。并且福岛一期核电站原本设计寿命已经到期，但出于成本考量而继续运作，尽管在今年2月份的评估报告中，东京电力认为这种超期服役不存在风险，但由于其安全设计存在缺陷，最终导致了目前事态的恶化。中国目前有13座核电站正在运行，虽然已经有严格的监测和维护机制，但仍然马虎不得，尤其是一旦监测出问题，一定要及时处理，才能确保安全。

第三，我国在核安全和辐射安全方面存在法律空白,核能领域基本法原子能法立法一拖再拖,至今依然没有出台,中国核安全法律缺位问题突出。在核安全形势严峻的背景下,我国必须高度重视和积极推进核安全立法。虽然环境保护部发布了《核动力厂环境辐射防护规定》，但这只是属于政府部门规章的范畴,只是涉及核电厂的选址和环境标准问题,法律层级和效力都明显偏低。在原子能法的立法进展缓慢的现实情况下,建议由全国人大常委会尽快制定出台核安全法,对核能安全监督、核能监管主体及责任、核事故应急处理以及相关法律责任进行全面规范。

第四, 中国核电发展必须严把质量关。核电是人类主要的清洁能源，具有高效、环保、低成本等特点，大力发展核电等清洁能源，是中国为了适应经济增长和环境保护需要而提出的重要经济战略，是我国经济可持续发展的需要。目前我国已经进入了核电高速发展的时期，核电一旦建成，将会接受时间的考验长期运行，中国同时或者陆续建设这么多台核电机组，我们必须十分重视建设质量，不能为了追求发展速度而降低了建设质量。

最后，对类似核电这种含有潜在高风险的行业要提前做好相应的应对措施。日本作为世界上利用核能最早也最普遍的国家，核能安全领域中的措施在世界上处于领先水平，在切尔诺贝利核电站事故之后，更是加大了对核电设施的防护力度，设计了多重应对措施，然而，在这场日本历史上最大的地震来袭之后，其既有防护措施却显得捉襟见肘，用于应急启动的电源无法运作，直接导致了后续一系列危机的产生和蔓延。中国核电设施一定要事先制定切实可行的应急预案。在安全运行的时候，就要提前做好一旦发生紧急事故如何处理的预案，对于一些有着潜在危害性的设施，管理者更应当加强事故处理和应对训练，特别是针对极端情况发生时的模拟演练更需提上议事日程，以避免一旦发生紧急事故而束手无策。

参考文献：《法制日报》——《日本核泄漏警示：中国还缺一部核安全法》

第二篇：日本核泄漏事件与我国核电事业发展

日本核泄漏事件与我国核电事业发展

3月11号当地时间14点46分，日本宫城县发生世纪大地震，引发大规模海啸并造成重大损失，甚至导致福岛第一核电站发生爆炸造成核泄漏。这一事件，照成了国际性的轰动，并引起了我国参加两会的代表及高层们的重视，甚至在国民中也造成了很大的影响，一时间因心思不正的分子的扰乱性行为，而造成“盐慌”等等。当这些风暴渐渐开始平息下来，人们不禁产生了各种问题。如，此次日本核泄漏事件，是否会对我国产生不良反应？我国距离日本如此的近，是否会对我们的日常生活产生影响？核能真的值得人类发展利用吗？在核能的开发中是否存在着安全隐患？等质疑声此起彼伏。

那么，核能的开发是否值得？日本的核泄漏，又对我国产生了哪些影响？

一直以来，很多人都认为核能是最安全同时最可靠的能源。但是，由于此次日本福岛第一核电站机组发生爆炸、导致放射性物质泄漏的事件让人不得不对核能的安全性产生了置疑。据了解，与常规能源相比，核能主要有三大优势——核能的能量密度非常之大；核能是非常清洁的能源；核能具有较高的经济性。因此，伴随着我国能源的逐渐减少，也就决定了我国核能的开发是趋势所趋。

而在此次照成日本福岛第一核电站机组发生爆炸、导致放射性物质泄漏的主要原因，是由于核裂变产生核反应堆的“剩余发热”照成的。一般为了防止“剩余发热”的危害，对反应堆做了很多可靠的设计，从而大大降低了因“剩余发热”而照成的许多，如地震等问题。然而在此次发生的日本地震，其规模大大超过了预期，从而照成核泄漏事件的发生。而此次日本核泄漏事件不仅并未对我国照成很大的损失，反而为包括我国在内的世界各国敲醒了警钟，并促进了世界各国专家学者们对核能开发问题的重视及研究。

除此之外，此次日本核泄漏事件还推动了我国对核能开发的重视，并建立了相关法案。近日，在中国政法大学举行了首届原子能法论坛。而这一论坛的举行，也体现了我国核能相关法律建立的开端，这对我国具有极重要的意义。

因此，各种事实表明，此次的日本核泄漏事件，或多或少的震动了不少国民的内心，但，对我国的各项发展却并未带来太多的损失。而且，尽管核能的开发仍存在着一定的安全隐患，但，就总趋势而言，核能的开发对能源问题具有深远意义。

贤齐责任编辑，《全国人大代表：日本福岛核泄露带来四大警示》，中国网，2011年03月13日

朱昂，《日本发生核辐射 对中国将会有什么影响？》，人民网，2011年03月15日 22:52:00 廖恒责任编辑，《我国核电事业进入快速发展的新阶段》，国防科工委，2008年06月17日16:08 《日本核泄漏事件推动我国首部原子能法立法》，法制晚报，2011年05月21日14:40

第三篇：日本核泄漏对中国核电事业发展的影响

日本核泄漏对中国核电事业发展的影响

摘要：福岛核泄露这一重大突发事件，也引起了参加全国两会代表们的高度关注。有代表对对日本核电站目前的形势表示担忧，也有代表说这一事件给中国核电发展带来了警示，国家需要重新审视我国核电发展带来的各种影响。

关键字：日本核泄漏，自然灾害，核能立法，防护措施等。

正文：

3月11号当地时间14点46分，日本宫城县发生世纪大地震，引发大规模海啸并造成重大损失，甚至导致福岛第一核电站发生爆炸造成核泄漏。据最新消息，运营福岛第一核电站的东京电力公司在13日上午11时，向政府作出紧急通报，宣布福岛第一核电站进入“紧急状态”。这是地震发生以来，日本的核电站第一次宣布进入紧急状态。

日本福岛核泄漏，已证实影响到日本多个地区的饮用水，东京等13个地区的自来水厂，均检测到了放射性物质，引发日本国内民众抢购净水机和瓶装水。据韩国环境研究所实验数据，反渗透净水机可以有效过滤核放射物质，达到饮水安全。截至29日，日本福岛核放射性物质已扩散至全球，亚洲多国政府和美国都报告了来自日本受损核电站的少量辐射。

日本多地自来水被检出放射性物质，核泄漏事件波及全球

天灾人祸很难以预料，这种罕见的、巨大的自然灾害，对任何一种能源项目，比如石油、煤气、风电等等，都是巨大的挑战。不过，此次因地震引发的福岛核泄露事件给发展核电的世界各国带来四方面的启示：

第一从规划开始，就严格考虑核电站的布局、选址问题，选址一定要正确，并进行严格的环境评估，同时考虑地质灾害等相关灾害因素；

第二，建设当中要按照标准来规范、经营，管理上要更加严格。近日，首届原子能法论坛在中国政法大学举行。在论坛上，以学者身份带领研究小组为立法起草提供学术支持的中国政法大学教授赵威表示，目前，中国核能行业协会已完成了原子能法的立法研究课题。

原子能法起草研究小组还在多方征求专家学者的意见，完善原子能法草案，最终将于年底前向社会和有关部门征求意见。

第三，应对突发事件，要快速反应，需要建立联动应急机制；电站内要必须拥有稳定可靠的“多路”供电系统。据报道，泄漏的最主要原因是海啸超出了设想的水平，海啸引起的滔天洪水将柴油发电机房淹没，造成应急供电系统不能工作。并且福岛一期核电站原本设计寿命已经到期，但出于成本考量而继续运作，尽管在今年2月份的评估报告中，东京电力认为这种超期服役不存在风险，但由于其安全设计存在缺陷，最终导致了目前事态的恶化。

第四，核能经营风险，核能的投资成本非常高，周期长，管理人员需要有更高的管理水平。管理者更应当加强事故处理和应对训练，特别是针对极端情况发生时的模拟演练更需提上议事日程，以避免一旦发生紧急事故而束手无策。我国在建和在运核电技术的安全等级高于福岛核电站技术。福岛核电站属于沸水堆，其工作原理是直接用反应堆产生的蒸汽去推动汽轮机发电，蒸汽中可能包含大量放射性物质，由于少了一个环路，其安全性较主流的二代堆技术（即压水堆）低了一个级别，并且如果出现紧急情况需要排放蒸汽，则放射性物质也随之排出，此次事故便是属于这种情况;我国核电站的堆型主要是压水堆，在压水堆中，插入了一个热交换器，冷却水采用两回路系统，用于发电的二回路蒸汽中不会含有放射性物质，如遇紧急情况需要排放二回路系统的蒸汽，也不会有放射性物质外泄;日本受影响核电站采用的是二代核电技术，最大问题就在于遇紧急情况停堆后，须启用备用电源带动冷却水循环散热。我国正在沿海建设并将向内陆推广的第三代AP1000核电技术则不存在这个问题，因其采用“非能动”安全系统，就是在反应堆上方顶着多个千吨级水箱，一旦遭遇紧急情况，不需要交流电源和应急发电机，仅利用地球引力等自然力就可驱动核电厂的安全系统，巧妙地冷却反应堆堆芯，带走堆芯余热，并对安全壳外部实施喷淋，从而恢复核电站的安全状态。

中国方面已经启动沿海城市的核安全监测装置，正在监测日本的核电泄露对中国的影响。到目前为止，监测的结果一切正常，尚未对中国造成影响。同时中国现在运行的核电装置有13台。核安全监管部门在场内设置了监测装置，环境保护部门在场外设定了监测装置，到目前为止所有的监测结果都表明，13台核电机组排放指标均远低于国际国内的排放标准，运行是安全的，运行状况是良好的。

目前，国家海洋环境预报中心已发布《核辐射污染预测信息》53期、《日本核电站事故发展动态》40期，每日通过传真、电子邮件、手机短信向相关单位发布核辐射污染预测信息，核事故污染扩散分析预测的应急视频会商进入常态化。同时，国家海洋环境预报中心正在开发可提供未来7天放射性污染物浓度分布和沉降分布的区域大气污染物输送数值预报系统，为放射性污染物漂移扩散模型提供高质量的初始场。

参考文献：《法制日报》——《日本核泄漏警示：中国还缺一部核安全法》

《证券时报》

第四篇：日本核泄漏事故对核电发展的影响

日本核泄漏事故对核电发展的影响

[摘要] 随着世界对能源的需求飞速增长，由于核电不排放温室气体，核能成为世界能源开发利用的一个不可逆转的必然发展趋势。日本福岛核泄漏事故不但是日本历史上最大的危机，而且也对世界核电事业的发展产生了严重而深远的影响。

[关键字] 核泄漏核电发展影响

伴随着世界对能源的需求飞速增长，为避免气候变暖可能给人类文明和地球上的生命带来灾难性影响，核能是最现实的大规模替代能源。各国从本国国情出发，积极发展核电站建设，已成为世界能源开发利用的一个不可逆转的必然发展趋势。然而25年前的切尔诺贝利核电站的核泄漏事故对人类的伤痛还没有完全治愈，今年的日本核泄漏事故再次把核能的利用推向了风口浪尖。

1.核电站的发电原理

核电站是利用原子核裂变反应时释放巨大能量，再通过发动机转变为电能。核电站发电原理示意图如图所示。它是以核反应堆来代替火电站的锅炉，以核燃料在核反应堆中发生特殊形式的“燃烧”产生热量，使核能转变成热能，推动汽轮发电机发电，其奥妙主要在于核反应堆。核反应堆的合理结构应该是：核燃料＋慢化剂＋热载体＋控制设施＋防护装置。

核电厂的反应器内有大量的放射性物质，如果释放到外界环境，会对生态及民众造成伤害。因此核电站都设有安全系统和危急冷却系统等。

2.日本的福岛第一核电站核泄漏事故及其反思

目前日本正在运营的核电站数量在亚洲名列第一，严格说，日本位于全球最集中的地震、火山带上，对于核电站的建设应非常谨慎，但由于日本是一个能源紧缺国家，并且核电不排放温室气体，对环境有利，发电成本优于其他能源等，因此发展核能成为日本的基本国策。2011年3月11日，日本本州岛附近海域发生强烈九级大地震并引发海啸，日本福岛第一核电站严重受损发生核泄漏事故并逐步升级，4月12日日本原子能安全委员会测算泄漏出的放射性物质活度达到62万万亿贝克勒尔，过去一个月间，放射性物质泄漏最严重时一度达到每小时1万万亿贝克勒尔，且持续数小时，总量已经超过核泄漏事故7级对应的“数万万亿贝克勒尔”。

日本首相菅直人称福岛核泄漏事故是日本历史上最大的危机。核泄漏使日本政府处于两难境地，如果把核电站用“石棺”封堆，则日本将变为象切尔诺贝利一样的死城无人区，日本从地理上被拦腰截断，经济随之瘫痪，将面临沦为“二流国家”的危险；若不封堆，一旦放泄物大量外泄，则首度东京及附近经济圈（占日本经济80%）不保，经济面临崩溃，并且会遭到世界各国谴责。曾经让日本引以为豪的核电现在却成了“烫手山芋”。

25年前的苏联切尔诺贝利事故发生后，全球的绝大多数核电站都改建成了能动式的，一旦发生事故，就会有冷却水自动灌注下来，而东京电力公司却没有把福岛核电站改建，给这次事故留下了隐患，并且部分机组已经出现了老化现象，这座核电站本应在2010年2月报废，却被延长使用，并且没有改建，上世纪该公司就存在“隐瞒事实及提交虚假报告”问题。

核电站从理论上和设计上，都应当具有一定的抗风险能力，但9.0级的大地震是设计者预料未及的，但比9.0级大地震更可怕的是管理者的责任意识不到位，这次事故中的福岛核电站2号机组，就是人为疏忽造成的，据报道，3月14日，2号机组冷却装置注水泵停止注水，导致水位下降，核燃料棒露出，造成如此重大事故的原因是东电公司的工作人员在作业时走神，忘记了确认注水泵的燃料量，燃料用完，注水泵才停止工作的。这个疏忽，可能只是暴漏东电管理混乱的冰山一角。一份调查报告显示，福岛核电站事故发生前，多数核电运营商没有就长时间断电做好准备。还有更让人担忧的是由于监管不到位，会导致核技术、核材料的丢失，一旦落入恐怖分子之手，将会给人类造成另一种核灾难。

3.我国的核电现状

中国核电装机量仅占全球平均值的十分之一，发展潜力很大，不应因一次事故否定核电的重要性。

我国核电从1985年开始起步，目前我国运行的核反应堆有11座，总功率约为900万千瓦，自这些反应堆建成发电以来，总的平均负荷因子高达86.8%，达到世界先进水平，它们主要位于广东、浙江和江苏。目前国内正在建造的有26座核电反应堆，总功率约2800万千瓦，国家能源局和工程院正在研究的目标是：2020年核电发展到7000万千瓦，2030年达到2亿千瓦，2050年达到4亿~ 5亿千瓦，核电将逐步发展为我国主要能源之一。我国的核电技术包括成熟的二代改进型及先进的三代技术，处于世界先进行列，并且核应急工作实施国家、省市自治区和核电厂三级管理体制。国家核安全法规要求核电厂在装料运行前必须制定全面的应急响应计划和进行应急演习，在核电厂运行之后，还要以一定的时间频度进行应急培训和应急演习，以发现应急响应准备工作中可能存在的缺陷。

总体来说，中国现有和在建核电站还是足够安全的，在各种事故条件下，能够保证将核物质封闭在耐压容器里、混凝土安全壳里。我国目前在运行的核电机组，都是上世纪80年代从国外引进的第二代改进型或革新性核电站，“门槛”比世界平均水平要高，核电站的选址更加保守、安全。如我国最早1985年3月20日开工的秦山核电站，机组分别为压水堆和重水堆，比日本核事故中的沸水堆技术安全性更高，即使在最坏的情况下，密闭的反应堆安全壳也能把绝大部分的放射性物质都控制起来，对周围环境和人员也基本没有任何影响。此外，我国目前在建的浙江三门核电站和山东海阳核电站将使用最先进的新一代核电站AP1000并实现国产化，属于第三代反应堆设计―AP1000技术。AP1000技术为美国西屋公司设计，采用了“非能动”安全系统，紧急情况下，无需电源，只利用地球引力、物质重力便可驱动安全降温。例如在停堆散热的问题上，在反应堆顶部就建有一个数千吨的硼酸水箱，一旦发生像福岛这样备用电源全部丧失的极端事故，仍可让可终止核反应的硼酸水直接倾斜而下，浸没核燃料棒，实现停止核反应的降温目的。

我国正在试验并逐步推广应用的快中子堆（简称快堆）技术，是当今唯一现实的易裂变燃料增殖堆，目前投入使用的核电站都是非增殖堆型，对铀资源的利用率也只有1％―2％，但在快堆中，铀-238原则上都能转换成钚-239而得以使用，快堆可将铀资源的利用率提高到60％―70％。它既能消除核燃料匮乏之虞，又能避免高放射性废物的后顾之忧，是我国核能大规模可持续发展的关键堆型。

4.日本核泄漏事故对世界的影响。

人类有史以来一直受着天然电离辐射源的照射。从穿越星系而来的宇宙射线，到自然中无所不在的微量放射性同位素的衰变辐射，还有火力发电厂燃烧煤炭以及全球核试验带来的放射性沉降灰，人体对辐射是有一定适应性和恢复能力的。目前福岛核电站泄漏常见产物碘131的半衰期只有8天，大部分将会一个月内消失应对措施也较简单，服用碘片；铯137的半衰期为30年，不过在体内不会久存，大部分会在一年之内排出；放射性钚在高温下生成，且非常重，不会轻易飞散。对于并非核电站抢修人员的广大公众，高能核辐射的风险是几乎不存在的。目前，日本福岛核电站积水处理困难重重，冷却与防漏工作陷两难，这不免让人更为担心。福岛核电站将含低浓度放射性物质的受污染水排入海中，这些污水的放射性物质浓度是法定限度的约100倍，专家推测，30年后排入海水中的放射性物质将扩散至整个太平洋，但浓度已被稀释的非常低，不会对人体造成影响，但有可能经食物链在鱼类和贝类体内积聚。

许多国际组织和国家专家认为，福岛第一核电站目前的状态属于“低烧不退”。不过，出现大爆炸导致大量放射性物质瞬间喷出的可能性不大，可随风或海水远程传播的放射性元素也有限，并非所有放射性物质都能远程传播，只有碘和铯等极少数放射性元素会借风势和海水传播，大气或海水对稀释放射性物质作用很明显。鉴于这些原因判断，核泄漏对周边国家不会有重大影响。因此，对于日本核泄漏事故既不能谈核色变，影响正常的生活和工作，也要关注着事故的发展，必要时采取相应的应对措施。

日本福岛核泄漏事故发生后，2011年3月17日，温家宝总理在国务院常务会议上提出，要对现有的核电站进行安全检查，并暂停对核电站建设项目的审批。这说明我国核电站的建设脚步可能暂时放缓，并更加注重安全。

参考文献：

[1]周涛;李精精;侯周森：《中国核电发展的安全性研究》《华北电力大学学报(社会科学版)》第二期，2011年.[2]程刚：《走进核污染危机下的日本福岛》《新闻战线》第四期，2011年.[3]马武松：《日本核泄漏事件背景下的中国核电》《中国科技产业》第四期，2011年.“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”

第五篇：日本核泄漏对我国的影响分析

日本核泄漏对我国的影响分析

【摘要】 论文通过建立核污染物的大气传播扩散的线性模型，高斯模型和ADMS模型和海洋环流扩散模型，从理论计算值和实际监测值两个方面都说明了日本核泄漏的辐射物质不会对我国产生直接的影响，在模型的建立过程中也通过模型间的比较，找出更具有实用价值和更具有推广性的模型，通过模型的计算可以看出高斯模型较线性模型更具有使用价值，而ADMS模型较高斯模型又有进一步的推广实用性。

通过海洋环流模型的分析可以知道，若泄漏源设置在近地层992hPa, 10 d 后影响范围可达北美大部地区, 但浓度比所设置的源区浓度低约6 个量级, 15 d 后可影响到欧洲, 20 d 后前锋进入中国西部地区, 30 d 后则布满整个纬带;若泄漏源在5 km 高度, 泄漏10 d 后影响范围可覆盖欧洲, 15 d 即可布满整个纬带;若泄漏源在10 km 高度, 10 d后即可影响中国大部分区域.核泄漏物质通过海洋表层通道向东输运则缓慢得多, 50 d 后到达150°E 左右, 且影响范围仅在一条狭窄条带内。

通过对本文模型的分析，日本核泄漏物质可能有微量会覆盖我国全境，而且在3月25号日核泄漏物的辐射量达到最大值，但我国的核辐射量仍然处于人体可以接受的安全的值。也就是说，日本核泄漏物质不会多我国造成直接的危害。

【关键字】 核污染

流体传播

影响分析

一、问题重述与分析

1、问题重述

在日本大地震导致核泄漏后，关于核扩散而引起的安全问题已经受到广泛的关注，在我国也一度引起了人民的恐慌。根据人们的这种恐慌心理，提出合理的假设建立数学模型，解决以下两点问题：

① 日本的核泄漏物体究竟会不会覆盖我国的全国范围，对广大人民的人生安全又会不会产生危害【1】。

② 由于人体对辐射物质有一定承受能力，只有当大气中的辐射物质达到一定程度的时候才会对人体产生危害，那么在我国，大气中的核辐射物质会不会达到危害人体的程度，如果会，那么会在什么时候达到，如果不会，那么我国的哪一地区受到的核污染最严重，并通过数学模型分析在什么时候达到最严重的程度。

2、问题分析

由于核泄漏物在空气中的传播类似于流体运动，受到诸多因素的影响，如风速，,核污染源头的控制，大自然对核泄漏物质的吸收能力等多方面，另一方面由于我国地域辽阔，各地地形差异也较大，所以各地距日本核泄漏源的距离也有明显的差异，所以各地受到核污染的危害也肯定有所不同，通过建立流体运动的模型，同时考虑到诸多影响流体运动的因素，就可以大概的估算出我国是否会全境被日本的核泄漏物质所覆盖，另一方面，由于流体是要不断的流动的，所以不会产生聚集，也就说，只要当核泄漏物质的扩散高峰期通过我国时没有达到对人体产生危害的程度，则以后就不会对我国居民的身体产生危害，通过建立数学优化模型，以日本核泄漏程度及扩散情况为主要影响因素，就可以估算出日本核泄漏物质在我国达到最大影响程度的时间

二、问题背景 2011年3月11日，日本近海发生9.0级地震并引发了大海啸，沿海核电站受到破坏，开始释放具有放射性物质。很多人担心这些物质会危害自己的健康，因此急切希望了解：地震中损坏的日本核电站散发的放射性物质，究竟会在什么时候到达自己的身边，以及什么时候会达到对人体有害的程度。

专家们认为，对日本之外的国家和地区而言，会随空气移动的发射性粉尘可能是主要的威胁。若对此进行预测，需要考虑到风向，风速以及距离受损核电站的远近。截止到2011年3月30日，在我国上海，天津，重庆，河北，山西，内蒙古，吉林，黑龙江，江苏，安徽，浙江，福建，河南，广东，广西，四川，陕西，宁夏，部分地区空气中监测到来自日本核事故释放放出的极微量人工放射性核素碘-131。

二、模型假设

由于要用数学模型解决实际问题，一般都要对实际问题进行量化处理，并且还要建立合理的假设上，针对要解决的问题，记流体在真空中的流动速度为v0 ,空气对流速度（及风速）为v1。

1、在日本大地震发生后的一段时间内，全球空气对流速度保持v1 不变。

2、核辐射物质在大气中的传播的绝对速度（及v0）总是保持不变的

3、忽略大自然对核辐射物质的吸收，且核泄漏物质是均匀扩散的。

4、所有人对核辐射的抵抗能力都是相同的。

四、符号约定和名词解释

s-------------辐射物质传播的距离

t-------------核泄漏物质传播s距离的传播时间 V0-------------日本核泄漏的核辐射物质的总量 v-------------核放射性物质在海洋中传播速度

B-------------核泄漏物质在海洋中传播时单位距离被吸收的量 S-------------我国海域的面积

P-------------我国单位海域面积的放射性物质总量 V1-------------单位面积覆盖的辐射物质量

C------------核辐射源下风向任一点（x,y,z）的污染物浓度，mSv/s yz-----------y和z方向扩散系数，m U-----------污染源排放口的平均风速，m/s Q-----------辐射源核辐射泄漏物的强度, mSv /s He-----------辐射源核辐射物上升的有效高度,m Y-----------Y方向扩散参数*m。

Cy-----------地面横风向积分浓度，mSv /m3 KA-----------计算点A的地面浓度，mSv /m3 Q0-----------计算点所在源块的源 强，mSv /s*m2

Qr-----------其上风方向第i号源块的源强，mSv /s*m2 L-----------网络的边长，m u-----------平均风速，m/s b,q-----------分别为确定大气垂直扩散标准z的参数，他们随不同稳定度类别而取不同的值，并满足z=bxq的关系 h-----------面源的平均高度，m N-----------上风方网格数

Hs-----------和污染物在竖直方向的几何高度 h-----------和污染物抬升的高度m

五、问题的模型建立

模型一 假设全球大气处于不对流状态，则核污染物质会以恒定的速度v0 向四周扩散，已辐射源的核辐射量近似作为核辐射总量，据日本文部科学省3月21号发表的核辐射检测报告说，在距离福岛第一核电站南3公里的福岛县大熊町，检测到的最高浓度的放射量为每小时110微西弗。在做近似计算式，就以此浓度作为辐射源的核污染物浓度V0，在地理位置上，中国东南沿海距核泄漏中心（西南向）2000公里以上，东北地区在西北向相距1000公里以上，由于核泄漏放射性最强的核素是碘-131，极微量的碘与水蒸气中的少量钾钠结合，极容易溶解在水中，因此降雨和降尘影响地表水是主要的污染方式，同时也使大气中碘-131较快清除掉。3月20号以前，日本离福岛核电站100公里以外的地方几乎没有碘-131的异常。3月20号至23号的降雨使东京金町至日立方向地表水和饮用水碘-131急剧增加和波动（200-300Bq/kg）;而东京横滨地区碘-131有少量增加（）9-30Bq/kg)。25号水中碘-131量在日立-茨城-金町-东京新宿-横滨小雀一线的分布具有一定的相似性（见图一）。而根据这一回归计算可确定西南向的最大的影响范围为369公里。这远小于我国日核泄漏源在西南方向距离我国的最小距离2000公里。

图一 西南向I-131的检测值线性变化和回归计算

图二 西向地表饮用水I-131含量的线性变化和回归计算

图三 西向地表饮用水I-131含量的线性变化和回归计算 从图而可以看出，当距离核泄漏源200km的地方，核放射性物质基本上就降为0，而我国的东北地区距离日核泄漏源的而最近距离为1000km，也就是说，在此模型的假设下，我国东北地区基本上不会受到的日核泄漏的影响，而由图一可以看出，在日核泄漏源的西南方向辐射物质的传播的方程可以用线性函数 建立核污染物质运动的方程

V1=-0.2172s+80.079（1）

由方程（1）求解可知当s=368.69时，核辐射量就降为0，而在西南方向，我国东南沿海距离日和辐射源最近的距离为2000公里，也就是日核泄漏物不会大量的传到我国。由于分子的扩散和海洋环流，肯定会有少量的污染物的传到我国，但不会对我国构成大的危害。

模型二

对于日核泄漏物得传播，我们首先建立一般的高斯扩散模型：

对于高架连续点源，若把坐标原点取在排放点正下方的地面上，X轴的正方向指向平均风方向，Y轴在水平面上垂直于X轴，Z轴垂直向上延伸，则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高架点源的地面浓度是：

但由于在实际应用中，高斯模式的限制条件太过于苛刻，主要有：①下垫面平坦，开阔，性质均匀，平均流场平直，稳定，不考虑风场的切变；②扩散过程中，污染物本身是被动，保守的。及污染物和空气是无相对运动，且扩散过程中污染物无损失，无转化。污染物在地面被反射；③扩散在同一温度层结中发生，平均风速大于1.0m/s;④适用范围一般小于10~20km。由于这些限制条件过于苛刻，不利于模型在实际中的扩散，为了使建立的模型更具有推广性，下面将建立更具一般性的ADMS模型(该模型有PDF模式，小风对流尺度模式，Loft模式)：

PDF模式：在不稳定条件下，对低浮力核污染物采用weil的PDF模式计算地面的浓度，即： CCy2Yexp{1YYF2[]} 2y式中的Y由下式决定：

(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由下是确定：

Cyuh22F1h122F2h22F1exp[]exp[] Q2x12x22x12x12x2

小风对流尺度模式：

在不稳定条件下，对高浮力核泄漏污染物采用briggs的小风对流尺度模式，即： 当：x<10F/W*3

1YYp2C0.021Qw*x(FZi)exp[()]

2y31/34/3y1.6F1/3X2/3Zi

当：x≥10F/w3

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

zw2yy0.6XZi

Loft模式： 对近中性条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)由于人体对核辐射有一定的抵抗能力，只有当地表的和辐射物质的浓度超过50毫西弗时才会对人体产生明显的影响；为了计算地表的核辐射物得浓度，以下基于一般高斯模型系统中的采用有面源高度的ADTL模型来计算由面源产生的污染物浓度。该模式的应用要根据具体情况，把他们分为多箱排列的面源，并假设源强的空间分布均匀，污染的扩散遵循一定的规律，计算某点的地面浓度为：

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体情况，将高度大于100m的核泄漏物作为电源处理，100m以下的核泄漏物作为面源处理。

高斯模式中的y和z的选取则应该根据具体情况而定，根据我国各个监测点的监数据，统计得到中性层结是y和z的一般表达式如下： y=0.1984x0.9601 z=0.3743x0.8203

(本文主要针对中性层结进行数值描述)。由监测统计数据同时可以知道中性层结时

U的表达式为：

U=2.9[Z/10]0.29 式中He的选取HeHsh

利用上述两种模型计算了4月我国东北，华北，东南地区3个监测点的核辐射物质的日均浓度，表一给出了监测点计算得到的和辐射物质日均浓度和实测浓度值

表一

不同模式核辐射物质浓度计算值及实测日均值/(mSv/m3)高斯模式 ADMS模式

监测点 计算值 误差（/%）计算值 误差(/%)实测值 样本数 东北 5.68-131 7.12 8.9 6.54 10 华北 14.07-12.4 17.31 7.8 16.06 10 东南 8.7-14.7 9.19-11.3 10.36 10

由表一可知，用高斯模型计算时，地面浓度日均值均小于相应的监测值 用ADMS模型计算时，有两个点位的计算值大于监测日均值，另一个点位则相反，监测值大于日均值。而且实际监测的值和计算得到的值都表面，日核泄漏无不会对我国造成大的伤害。也就是说我国全境是安全的。

模型三 全球可以看成是一个大的生态系统，核泄漏物不仅可以通过空气的扩散传播，也可以通过海洋环流扩散，由于我国和日本是隔海相望的邻国，而日本在核泄漏事故后，也将大量的和污染物倾倒进海洋，而此部分核泄漏物是否会影响我国的沿海地区，主要取决于大气输送沉降和海洋自身环流输送两个方面。另外由于，核泄漏物质在海洋中的传播速度极慢，而且很容易被吸收，而且从海洋大气方面看，日本福岛核电站事故发生地处于西风带，盛行西向风，核辐射物质会向偏东方向扩散，而我国位于日本西侧，所以辐射物质只会离我们越来越远。从海洋洋流方向看，事故海域3月份平均洋流方向是向东北方向的，如果有放射性物质泄漏，也会被输运到日本以东的西北太平洋海域。实际上，通过实际监测结果叶表面，日本核泄漏未对我国海洋造成危害。例如：北海分局于3月13日派出“中国海监23”船，在位于日本福岛核电站约1600公里的黄海中部进行了海水取样，并于14日返回山东青岛。监测机构对采集的海水样本进行监测发现，海水样本中的总β含量处于我国近海海域天然放射性本底范围，日本福岛核电站事故未对黄海中部海域造成影响。

3月16日上午，“中国海监23”船和“中国海监15”船搭载国家海洋局北海环境监测中心8名技术人员，在距离日本福岛核电站1781公里的黄海相关海域再次进行海水取样和大气γ辐射剂量率监测。监测结果显示：海洋大气中的γ辐射剂量率处于正常本底水平，日本福岛核电站事故未对黄海中北部海洋大气造成影响。据3月17日7时大气监测结果显示，黄海中北部海域海洋大气中的γ辐射剂量率处于正常本底水平，未见异常，未受到日本核电站爆炸事故影响。

我们也可以通过数学模型对这一情况进行说明。

P=(s-vtB)/S 放射性物质在海洋中一次方程向四周扩散，根据气象部门的预测报告，放射性物质在海洋中的传播过程，大致如下图二所示：图3 给出了日本福岛事故发生后10, 20, 30 和50 d 的核泄漏物质随海流输运扩散的分布情况.图中箭头代表模拟的平均环流场分布, 流速小于0.2 m/s 的分布略去,红色实线表示泄漏源处核物质1/1000 浓度的等值线分布, 以其表征核泄漏物质的影响范围.可以看出,20 d 后, 核泄漏物质向北输运扩散到约38.5°N 位置向东转向;50 d 内, 核泄漏物质随海流沿日本东海岸向东北输运扩散, 远离中国海域.整体看来, 核泄漏物质在海表面输运速度比大气中慢得多, 且限制在一个窄带范围内.图2 假定福岛核泄漏物质源在不同高度(近地面(a)、5(b)和10 km(c)),模式预测的核泄漏物质影响范围。紫色、红色、绿色、蓝色、墨绿色和黑色实线分别代表预测的不同时刻(3, 5, 10, 15, 20, 30 d)全场最高浓度10%的浓度等值线, 以其代表核泄漏物质影响范围.在3 月14 日最靠近福岛的大气模式网格点3 层不同高度处分别放置浓度为1.0 的核泄漏物质,(a)中各时刻(3,5, 10, 15, 20, 30 d)边缘线浓度值分别为1×104, 5×105, 1×105, 3×106, 2×106, 1×106;(b)和(c)中各时刻(3, 5, 10, 15, 20 d)边缘线浓度值分别为1×104, 5×105, 2×105, 7×106, 5×106

图3 模式预测的海洋表层流场(矢量)分布和核泄漏物质在海洋表层的影响范围(红线内)红线表示泄漏源处核物质0.001 浓度的等值线分布, 靠近福岛海洋网格点浓度设置为1.0.a)~(d)分别代表核物质泄漏后10, 20, 30 和50 d 后的影响范围

若核泄漏物质进入海洋, 则会随海洋表层通道向东北缓慢输运, 50 d 后到达150°E 左右, 但影响范围仅限于一条窄带内。

六．模型结果的分析

通过问题一的线性模型可以直观的看出和辐射物质在传播过程中会被大气中的一些物质吸收，以使得距离核泄漏源越远的地方，核辐射强度就越弱，由模型一的计算可知，在距离日本核辐射源西北方向200km的地方，和辐射物质基本上就降弱为0，在西南方向距离核辐射源368.69km的地方，核辐射物质浓度也降为0，而日本核辐射源在西北方向距离我国最近的为1000km，西南方向距离我国最近的为2000km，可以看出，日本核辐射污染物不会大量的扩散到我国，而高斯模型和ADMS模型，通过计算，我国距离日本最近的几个监测点的放射性核物质浓度分别为东北7.12mSv/m3，华北17.31mSv/m3，东南9.19mSv/m3,这与实际监测值东北6.54mSv/m3，华北16.06 mSv/m3，东南10.36 mSv/m3的误差仅为8.9%，7.8%,-11.3%,而对我们人体安全的核放射性物质浓度为不高于50mSv都不会对人体产生明显的伤害，所以从理论计算上和实际监测都表明我国不会直接受到日本核泄漏污染物质的危害。

据日本防卫省透漏，3月25日是福岛第一核电站核泄漏扩散范围最大的时间。3月底至4月中旬，以WHO环保标准衡量核泄漏影响范围已不断趋于缩小。尽管福岛第一核电站核泄漏级别被提升至最高级别7级，在离福岛第一核电站西北方向40公里的饭馆村土壤中检测到铯-137达到163000 Bq/公斤，但广泛的面上监测数据表明4月下旬核泄漏影响范围趋于相对稳定。

DCG（derived concentration guideline）标准(饮用水与食品)和DAG标准（derived air guideline）（大气环境, 5.7Sv/小时）衡量, 超标范围被限定在离福岛第一核电站西北方向长45公里左右，宽小于15公里的狭长范围内，面积达600平方公里左右（图1）。这一范围对环境的严重影响将会持续到10年以上 以WHO环保标准衡量（饮用水碘-131和铯-137小于5Bq/升；大气环境放射性辐射剂量小于5.7Sv/小时×0.04%=0.23Sv/小时, 也相当于地表自然环境背景值的上限），不达标的范围在10000平方公里左右（图2）。离福岛第一核电站60-80公里的福岛市、群山市、白河市一线虽大气环境放射性辐射剂量在0.6-1.6Sv/小时左右，但饮用水水碘-131和铯-137已降至WHO环保标准以下。因此这一带在数月后也会达到WHO环保标准要求，以WHO环保标准衡量不达标的范围将会缩小到5000平方公里以内。与切尔诺贝利泄漏影响范围（6万平方公里）相比，福岛第一核电站核泄漏影响范围要小得多。从切尔诺贝利到福岛核泄漏事件，是人类和平利用核能的又一次经验和教训，应当说也是一次不小的进步。

其实一次达到7级的核泄漏（释放1018 Bq），相当的碘-131重量只有2.2克左右。其中95%会沉降在附近600平方公里范围内；99.5%会沉降在300公里半径范围内，有可能扩散到全球的量不过是几毫克。全球每平方米球面角能分到的量小于0.1Bq，而地表每立方米的岩石平均释放的放射性达1×106 Bq。核泄漏碘-131只占天然放射性的千万分之一。因此我国没有任何理由去紧张和恐慌

另外通过建立海洋环流的模型分析，也表面日核泄漏放射性物质不会通过海洋环流的形式直接危害到我国。由于太平洋的大气和海洋环流特点，日核泄漏物质主要会向太平洋西岸流动

七、模型的评价及推广

本文通过建立了三种不同的模型来计算日核污染是否会对我国构成危害，模型一的线性规划虽然过于理论，但对于我们研究问题也有一定的指导意义，在绝对理想的情形下，物质的运动确实具有一定的线性相关性，而且我们往往也是从简单模型入手，逐步将模型细化，实际化以得出更具有一般性和推广性的模型。在模型二中，用通过建立高斯模型和ADMS模型，既比较了两种模型对实际问题的处理能力，也进一步将问题一的模型推广到实际应中。但这两类模型仍然具有一定的限制性，主要表现在（1)扩散参数yz的计算在目前主要有廓线法和经验公式法．但是这2种方法所得扩散参数都有一定的局限性，建议在应用时，结合对当地长期气象观测与污染物扩散监测资料的分析．给出适合于当地的扩散参数计算方法（2)对f区域或更大的范围，一般来说高斯模式不太适用．这时候要采用其他的扩散模式．在选择所要采用的模式时，既要考虑到模式的优点，同时还要考虑到诸如模式对源资料的要求、模式的计算量、模式分辨率等因素．尽可能地做到优化模式，提高效率。（3)对于局地扩散，在地形不太复杂的条件下．可 采用高斯模式，这样不但计算速度快．同时计算精度也不会受太大影响：如果地形比较复杂 可以采用地形订正和考虑风切变影响的高斯模式。（4)在利用高斯扩散模式时．很多时候要考虑将面源简化为点源，这时候只要比较两者的计算结果(面源可以看作是点源的积分，如果差异不是很大(一般用最大浓度的相对偏差不超过某个百分数或下风向某个距离以后，相对浓度差异很小来判断-，则可以将面源简化为点源。（5)如果要获得理论上更合理的计算模式，若采用直接解扩散方程类的扩散模式，可以嵌套流场预报模式，这时候一定要注意2个模式接口程序的设计；若果用高斯模式，流场可以采用台站的风、温预报结果．计算结果是否能够令人满意，主要就看流场预报结果。但在实际中还有很多有毒气体的排放，像SO2，NH3等气体的排放及其扩散，我们通过建立高斯模型和ADMS模型，研究他们的扩散规律及危害。也有一定的指导意义。

模型三通过建立核泄漏物质通过海洋环流传播的方式污染，但由于太平洋的环流特点，可以看出，通过海洋环流并不会对我国造成直接的危害，海洋环流主要对美国和加拿大的太平洋西岸的国家产生影响。

参考文献：

【1】 姜启源 谢金星 叶俊 编.【数学模型】 高等教育出版社，2003 【2】 牛文胜 孙振海 大气扩散模式的简要回顾 气象科技 2000年

【3】孙大伟 新一代大气扩散模型（ADMS）应用研究 朝阳市环境科学研究所 【4】乔方利 王关锁 赵伟 赵杰臣 戴德君 宋亚娟 宋振亚 2011年3月日福岛核泄漏物质输运扩散路径的情景模拟和预测 科学通报 2011年

附录：

【1】 国际上有着两类不同的放射性物质安全标准。一类是DCG标准，根据在固定环境生活一年产生1mSv辐射剂量推算的特定放射性物质浓度。另一类为环保标准，以特定放射核素的区域平均自然放射性背景值加二倍标准差，或DGC标准的4%来确定。因此DGC标准常是环保标准的20-50倍。同时各个国家对这两类标准确定也有相当的差别。以以碘-131为例日本对自来水的DCG标准为300Bq/升，美国和世界卫生组织（WHO）的DCG标准为110 Bq/升。自来水的环保标准，加拿大为6 Bq/升，WHO为5 Bq/升，而美国为1.5 Bq/升日本没有具体规定，按计算应是12 Bq/升。对空气也有相应的不同标准。日本的环境标准是比其它发达国家宽的。机构发布的信息和传媒的报导，常常是什么不超标，或超标多少倍等等。如果是没有说是用什么标准，这些信息将是很模糊的。如报导说:“日本福岛地区自来水、牛奶碘-131超3-5倍”和“香港从日本进口的菠菜碘-131含量超标10倍”，那个高？由于用了不同的标准，导致了错误的理解，实际上前者高了30倍。“日本13个都县检测出自来水含有放射性物质”的报导说法也是不妥的。实际上是自来水碘-131已超过了WHO环卫标准。能检测出自来水含有人工放射性物质远不止这些地区。如东京新宿地区自来水碘-131在3月18日为1.47 Bq/升，属自然背景值，19-20日为2.85-2.93 Bq/升, 已检测出有污染加入的放射性物质;21日达到5.25 Bq/升, 已超标;22日升至18.7 Bq/升, 超标了3倍