日本福岛第一核电站及其事故详解

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日本福岛第一核电站及其事故详解

福岛第一核电站座落于日本福岛县双叶郡大熊町及双叶町，为东京电力公司的第一座核能发电厂，简称“1F”。共有六个机组运转中，总发电量为4.7兆千瓦，是全世界25个发电量最大的发电场之一。首座机组于1971年开始运转，计划中的第七号机组预计于2013年运转，第八号机组预计于2014年运转。

在2011年福岛第一核电厂事故里，核子反应炉发生爆炸，遭受损毁。

1960年（昭和35年）11月29日：福岛县对东京电力，表明以提供双叶郡建地为核能发电厂建厂作诱因。

1961年（昭和36年）9月19日：大熊町议会议决通过促使核能发电厂建厂之议案。 10月22日：双叶町议会议决通过促使核能发电厂建厂之议案。

19年（昭和39年）12月1日：东京电力设置大熊町福岛调查所（65年成立“福岛核能建设准备事务所”、67年成立“福岛核能建设所”）。

1966年（昭和41年）1月5日：申请公有水面填埋执照许可。 7月1日：提出1号机反应堆设置许可申请。 12月1日：取得1号机反应堆设置许可。

12月23日：与周边10渔协缔结“渔业权损失补偿协定”。

1967年（昭和42年）9月18日：提出2号机反应堆设置许可申请。 9月29日：1号机开工。

1968年（昭和43年）3月29日：国家许可2号机反应堆设置。

1969年（昭和44年）4月4日：福岛县与东京电力之间缔结“核电厂安全确保相关协定”。 1970年（昭和45年）1月23日：国家许可3号机反应堆设置。

7月4日：1号机核燃料初始装填。

11月17日：1号机开始试运转。（翌年5月11日实施记念式典礼） 1971年（昭和46年）2月22日：提出5号机反应堆设置许可申请。 3月26日：1号机开始营业运转。

8月5日：提出4号机反应堆设置许可申请。 9月23日：国家许可5号机反应堆设置。 12月21日：提出6号机反应堆设置许可申请。

1972年（昭和47年）1月13日：国家许可4号机反应堆设置。 12月12日：国家许可6号机反应堆设置。

1974年（昭和49年）7月18日：2号机开始营业运转。

1976年（昭和51年）3月22日：“核电厂周边地域安全确保相关协定”改定为“加上在地4町三者协定”。

3月27日：3号机开始营业运转。

1978年（昭和53年）4月18日：5号机开始营业运转。 10月12日：4号机开始营业运转。

1979年（昭和54年）10月24日：6号机开始营业运转。

2000年（平成12年）1月7日：向县知事报告3号机实施预定MOX燃料装载任务延期。 2001年（平成13年）2月26日：当时福岛县知事佐藤荣佐久对于3号机MOX燃料计划、当面表明许可进行。

2002年（平成14年）8月29日：核能安全保安院检查东京电力核能发电厂・公布补修作业处理不适当。

10月25日：经济产业省提出东京电力1号机反应堆围阻体泄漏率试验报告书造假。进一步、1号机接受为期1年运转停止处分。

2003年（平成15年）4月15日：因有定期检查时段重叠之因素，所以停止东京电力所有的运转中之核电厂反应堆运转。

7月10日：当时福岛县知事佐藤荣佐久允许6号机再开始运转。 2005年（平成17年）7月30日：1号机再开始运转。

2006年（平成18年）12月5日：发生1号机复水器海水出入口温度测定资料报告书被篡改。

2007年 (平成19年) 7月24日：由于2007年新潟县中越冲地震柏崎刈羽核电厂遭到一些事故，日本党福岛县委员会、同县议会议员团、为确保核电厂安全性以福岛县连络会之名义连名要求东京电力提出“福岛核电厂10基耐震安全性总检查报告书”。

2010年（平成22年）2月16日：福岛县知事2月开例行性县议会，东京电力向福岛县议会申请“福岛第1核电厂3号机MOX燃料实施计划”，议会表明有条件的接受其计划。同知事在去年县议会对这计划也检讨再开“能源检讨会”，因推行核燃料再利用为国家方针。亦谈及玄海核电厂使用MOX燃料开始发电等之议题，也谈及接受其计划。 9月18日: 3号机以MOX燃料发电、开始试运转。

10月26日: 3号机MOX燃料发电、开始营业运转。

2011年 (平成23年) 3月11日 : 因2011年日本东北地方太平洋近海地震的影响造成1F所有的涡轮机及反应堆自动停止，之后亦发生紧急用的柴油发电机故障停止运转。随之发生冷却水循环系统异常。为释放围阻体压力也将蒸汽排放到大气中，之后发生氢气爆炸、接着建筑物崩落等事故。详情参照福岛第一核电站事故。

核电站机组设备1号机、2号机和6号机反应堆都是由通用电气供应，3号机和5号机反应堆改由东芝供应，4号机的反应堆又换为日立制作所供应。通用电气的机组的建筑设计是由电气联结分享公司主导，其它机组的建筑设计则是由供应商自行负责。鹿岛建设承包完成所有相关建造工程。从2010年9月开始，3号机核燃料开始部分使用混合氧化燃料（总计32盒MOX燃料组件）

1号机的沸水反应堆是于1967年7月建造完工。于1971年3月26日开始正式进行工业发电。原本计划于2011年3月26日终止运转。但是，在2011年日本本州岛海域地震事件中，遭受严重损坏。1号机设计能够抵挡尖峰地表加速度为0.18g(1.74m/s2)的地震，其响应谱建立于像1952年克恩县地震一类的地震。在尖峰地表加速度为0.125g(1.22m/s2)长达30秒时间的1978年宫城县地震之后，所有机组又重新经过严格检验，但并没发现反应堆的关键零组件遭受任何损坏。

机组反应堆类型沸水反应堆 BWR-3 沸水反应堆 BWR-4 沸水反应堆 BWR-4 沸水反应堆 BWR-4 沸水反应堆 BWR-4 沸水反应堆 BWR-5 开始运转日总装机反应炉建筑设土木燃料、装所在期容量厂商计 Ebasco施工鹿岛载量地大熊1号机 1971年3月46.0万通用电26日千瓦气建设鹿岛町2号机 1974年7月78.4万通用电18日千瓦气东芝Ebasco 大熊 MOX燃料町大熊建设鹿岛建设鹿岛建设鹿岛建设鹿岛建设 3号机 1976年3月78.4万27日千瓦 78.4万千瓦东芝町大熊4号机 1978年10月12日日立日立町双叶5号机 1978年4月78.4万18日千瓦东芝东芝町6号机 1979年10月24日110万千通用电瓦 138万千瓦 138万千瓦气 Ebasco 双叶町 7号机（计改良型沸水反预定2013划阶段）应堆 ABWR 年10月 8号机（计改良型沸水反预定2014划阶段）应堆 ABWR 年10月

1976年4月2日，区域内发生火灾，但没有对外公开。然而内部有人向田原总一朗告发，才让外界得知。被举报后一个月，东京电力公司承认了这一事故。

1978年11月2日三号机发生日本首次的临界事故，不过该事故直到2007年3月22日才被披露。

1990年9月9日，3号机发生国际核事件分级表中的第二级事故。因主蒸汽隔离阀停止针损坏，反应炉压力上升，引发“中子束过量”讯号，导致自动停止。

1998年2月22日，4号机于定期检查中，137根控制棒中的34根在50分钟间、全部被拔出25分之1(缺口约15cm)。

2011年3月11日，因受东北地方太平洋近海地震影响，核电站当天起停止运作，并多次发生爆炸，并定义为4级核灾变（1号机：3月12日、3号机：14日，2号机及4号机亦于15日传出爆炸声，其中4号机更于15日和16日两次发生火灾），此次事故称为福岛第一核电站事故。

2011年3月14日法国核能安全局（ASN）根据1至7的国际分级制，日本发生的核能事故可认定为第5级或第6级，与美国1979年的三哩岛事件相当。

2011年3月16日根据日本朝日新闻社的报道，国际原子能总署IAEA已经将此次日本福岛核灾定义为6级核灾变，仅次于当年的切尔诺贝利事件，当时是被列为7级，不过若状况继续恶化，IAEA不排除将福岛核灾级数往上调。目前福岛6座反应堆已岌岌可危。东京电力表示、抢救3号反应堆为最高优先，次为4号反应堆。4号15日上午爆炸，外墙裂出2个8m²破洞，造成置放废燃料棒的储水池曝露于大气中。1号反应堆12日爆炸，堆心有熔毁情况，估计燃料棒70%受损。2号反应堆15日爆炸，堆心亦有熔毁情况，燃料棒30%受损。不过，东京电力表示，2号反应堆温度已趋稳定，堆内压力也已下降。5号及6号反应堆15日出现温度微升，目前正灌水进入这2座反应堆中，以冷却降温。机组反应堆类型温度升降反应堆爆堆芯融燃料棒炸与否毁与否受损% 3月12日有熔毁爆炸情况 70% 抢救顺序①→⑥ (④抢救中) (⑤抢救中) (①抢救中) 稳定稳定/堆内压力下降屋顶受损外墙裂出2个8m²4号沸水反应堆机 BWR-4 上升中 3月15日有熔毁上午爆炸情况 (②抢救中) 破洞，废燃料棒储水池曝露于大气中备注 1号沸水反应堆机 BWR-3 已降 2号沸水反应堆温度已趋稳3月15日有熔毁机 BWR-4 3号沸水反应堆机 BWR-4 定上升中爆炸情况 30% 3月14日有熔毁爆炸情况 5号沸水反应堆 3月15日出机 BWR-4 现温度微升否否否 (③抢救中) (③抢救中) 正灌水进入反应堆中，以冷却降温正灌水进入反应堆中，以冷却降温 6号沸水反应堆 3月15日出机 BWR-5

现温度微升否否否福岛第一核电厂事故（日语：福島第一原子力発電所事故）是2011年3月11日日本宫城县东方外海发生矩震级规模9.0级大地震后所引起的一次核子事故，福岛第一核电厂因此次地震造成有堆芯熔毁危险的事故。日本内阁官房长官枝野幸男向福岛第一核电站周边10千米内的居民发布紧急避难指示，要求他们紧急疏散，并要求3千米至10千米内居民处于准备状态。他表示：“因为核反应堆无法进行冷却，为以防万一，希望大家紧急避难。”接到指示后，福岛县发出通报，紧急疏散辐射半径20千米范围内的居民，撤离规模为14000人左右。同时此事件也是人类史上第一次在沿海地区发生核电厂意外的事件，其相关的核污染(约当35000颗原子弹)对于整个太平洋及沿岸国家城市的影响仍待观察统计。 2011年日本地震的直接影响

日本标准时间（JST）2011年3月11日14点46分，日本东北海岸发生9.0级地震。在同一天，反应单元1，2和3号正在运转，4，5和6号早已停机做定期检查。当地震被检测到时，反应单元1，2和3号执行了自动关机程序。

在反应堆关机后，发电功能即停止。正常情况下，电站可以利用外部电源驱动冷却和控制系统，但是地震对电网造成大规模破坏。紧急柴油发电机组虽然准确地启动，但是在15点41分突然中止运转，全部供给反应堆的交流电源即告失效。虽然电站已经建有海水保护墙，但是接踵而至的海啸摧毁了保护墙，淹没了地势较低的柴油发电机组。

在柴油机组失效后，给控制系统供电的电池只能维持8小时。在13小时内，其它电站运来了电池和移动发电机，但是连接移动发电机到水泵的工作直到3月12日15点4分还在继续。通常情况下，发电机可以接到地下室的电源开关，但是当时地下室已被海啸淹没。概述

1975年尚未建成时的福岛第一核电厂鸟瞰图。6号机组正在兴建。

在3月11日地震之后，核子工程国际组织（Nuclear Engineering International）报告1号机、2号机和3号机都已自动关闭，而4号机、5号机和6号机正在进行维修，并没有开启运转。由于整个灾区停电，场区的用电，特别是做为冷却用途，只能靠发电场本身发电供应。因为主发电设施停止运转，必需依赖紧急柴油发电机供应冷却系统所需要的电力。但是，这些柴油发电机已被先前地震引起的海啸损坏。只运作了一小时，就都先后失去功能。虽然反应堆已自动关闭，内部的核能燃料仍旧需要冷却系统除去衰变热（decay heat）。工程师改使用电池供给反应堆控制与阀门所需要的电力。这些电池只能使用几个小时。日本自卫队正在运送更多的备用发电机和电池到福岛第一核电站。由于冷却系统故障，日本已于3月11日宣布进入“核能紧急事态”。

历程

3月12日，日本经济产业省原子能安全保安院表示，福岛第一核电站正门附近的辐射量是通常的70倍以上，而1号反应堆的控制室辐射量已升至通常的1000倍。这是日本首次确认有放射性物质外泄。

3月13日，3号机疑似也可能发生部分堆芯熔毁。根据东京电力公司当地时间1pm通讯，发生化学爆炸的1号机注入海水与硼酸，这是为了要冷却与阻止进一步核反应。由于反应堆安全壳的气压过高，3号机已经排气。之后，为了要吸取中子，又灌入含有的硼酸的水。虽然核反应堆安全壳内的气压很高，2号机的水位也比正常低，由于冷却系统仍旧能够将水注入，水位相当稳定。同日日本核能研究开发机构宣布，依照国际核事件分级表，将福岛事故分级为第四级核事故。谈到堆芯熔毁的可能之后，大约170,000–200,000名居民已被疏散至安全地区。而法国则认为问题比日本官方宣称的更严重，是第六级事故。

3月14日上午11点01分，3号机也因同样问题而导致氢气爆炸，相关单位随后发出通报，附近方圆20千米内600多位居民全部室内避难。

3月15日清晨6时10分，2号机组反应堆的控制压力池损坏，而引发爆炸，而4号机组发生氢气爆炸导致了火灾，相关单位随后要求厂房半径20千米范围内所有人撤离，30千米内范围内的人留在家中，并将此区空域发布为无限期区域禁飞令。

3月16日，福岛第一核电站内处理危机的工作人员全部撤离现场，实行暂时的避难。 3月17日，在早上自卫队直升机对乏燃料池3和4降水。在下午据报道4号机组乏燃料池满水和无燃料棒暴露。工程已经开始对六个福岛第一核电厂机组提供外部电力来源。 3月18日，日本核安全局经济部表示福岛第一核电厂事故以国际核事故七级制中的第四级提升至第五级（1、2、3号机为五级，4号机为三级。）。根据从要求东京都知事石原慎太郎，约03:00 JST东京消防厅出动三十辆消防车139消防人员和训练有素的救援队伍。这些措施包括消防车用22米的水塔，所有单位将参加日本自卫队的消防设备已部署。JDF预期利用 TFD的设备以解决低水被证实存在于第4号机组，也新关注第3号机组。

3月19日，第二组由100名东京消防队员组成的队伍取代了以前的队伍。他们使用的车辆可以从22米高空喷水，以冷却3号机组反应堆里面的废核燃料储存池。一天总共向反应器喷水7小时。东京电力公司汇报，这些水有效地将周围的乏燃料棒的温度降至100℃以下。反应堆状况汇总

由 JAIF(Japan Atomic Industrial Forum) 提供数据。

反应堆状况（20日10:00） 26]1 2 784 784 3 784 4 784 5 1100 6 输出功率 (兆瓦) 460 反应堆类型地震时状态燃料棒压力容器 BWR-3 BWR-4 BWR-4 工作中工作中工作中受损正常受损受损 BWR-4 无工作 ANF BWR-4 BWR-5 无工作（计划无工作（计划中检修）正常正常没有燃料装载中检修）正常正常正常正常怀疑受怀疑没有损受损无法工作核心冷却系统 1 无法工无法工(/RHR) 作作不需要不需要(交流不需要(交流电供应中) 不需要开洞预防氢气累积安全电供应中) 不需要开洞预防氢气累积安全核心冷却系统 2 无法工无法工(/MUWC) 反应堆厂房作作无法工作不需要严重受轻微受损损严重受损严重受损压力容器水位燃料露燃料露出稳定未知出未知低燃料露出上升后稳定低安全压力容器的压力围阻体压力向燃料棒注入海水向围阻体注入海水释放压力核心温度乏燃料储存池环境影响 (发电厂周边) 紧急撤离半径安全安全不需要安全安全不需要安全安全不需要进行中进行中进行中进行中考虑中进行中暂时停暂时停止过高止过高不需要不需要不需要暂时停止过高水位过低，注水中不需要温度上升中水位过低不需要不需要温度上升中温度上升中机能回复，冷机能回复，冷却中却中考虑注(无数水据) 福岛第一核电厂西门 269.5 微希沃特/小时 20日 05:40 事务本馆北边 3054 微希沃特/小时 20日 15:00 20 km（20 - 30 km 内关闭门窗防止辐射）国际核事件分级等级5由日本核工业安全局评估（反应核容器已受损）；等级6（由法国原子能安全委员会和芬兰核能局评估）；设计问题

在1960年代，通用电气（GE）开始生产Mark 1加压沸水反应炉，并使用了建造容易，较小、较廉价的设计结构。福岛第一核电站的一号机组装备通用电气的一个沸水反应堆（BWR）﹐和一个称为“Mark 1”的密封系统。

前GE工程师布瑞丹鲍（Dale Bridenbaugh）提到，“Mark 1尚无法承受重大意外中可能面临的负担”，35年前他因担心核子反应炉的安全设计问题而提出辞呈。布瑞丹鲍表示：“当时，我不认为各家电力公司审慎重视这个问题。我觉得，在完成分析之前，有一部分核电厂应该关闭，但通用电气公司和各家电力公司都不想这么做，我只好离开”。

在诸多瑕疵当中，Mark 1围阻容量小的设计最为人诟病，就像福岛第1核电厂现正经历的状况，这种设计经不起爆炸，以及氢气膨胀的冲击。

1980年后期，通用电气自1957年以来的内部文件曝光，内容指称Mark 1未经足够测试、存有影响安全的设计瑕疵，导致数家公共事业体、发电厂经营者曾打算对通用电气提告。期间，美国核电厂已针对所有Mark 1进行改造，增加了排气系统，以便在过热的状况下尚能降压。通用电气说法

GE Hitachi Nuclear Energy 发言人 Michael Tetuan 说：“‘BWR Mark 1’反应堆是业内的老黄牛，拥有40多年得到验证的安全可靠记录，从来没有哪一个‘Mark 1’密封系统出现过破裂”。3月14日，另位发言人 James Healy 表示，该公司在北卡罗莱纳州威尔明顿的一个指挥中心已有工程师待命，随时准备为日本工程师提供援助，一起努力让福岛第一核电站的反应堆处于控制之中。

General Electric Hitachi 核能工程师 James Klapproth 表示，福岛核电厂已经设有排气系统协助释放压力。其他观点官方

1972年，美国原子能委员会（Atomic Energy Commission）安全检查官Stephen H. Hanauer发现，Mark 1存在难以接受的安全疑虑，同时建议Mark1停产。同年底，接掌核子管理委

员会（Nuclear Regulatory Commission，前身是原子能委员会）的Jeseph Hendrie表示，禁止Mark 1的建议值得考虑。由于当时Mark 1在核能发电产业和监管之间的接受度颇高，Hendrie认为如果此时下达禁止令，核能发电的时代也会跟着宣告结束。

1980年间，核子管理委员会Harold Denton曾断言，一旦发生事故造成燃料棒过热、甚至熔化后，Mark 1反应炉爆炸的概率高达90%。学者

伦敦帝国学院（Imperial College London）核子工程中心主任 Robin Grimes 表示：“40年前这样做是为了方便，当时的设计判据是，方便性比安全问题更重要”、“就我所知，Mark 1是唯一以那种方式建造的反应炉。这是很糟的决定，我们正在承受这个糟糕决定造成的后果。这真的是非常奇怪的设计”。

关于福岛第一核电站在震灾发生后的一连串事件，麻省理工学院的 Dr. Josef Oehmen写了一篇文章〈Why I am not Worried about Japan's Nuclear Reactors〉，全文源于他写给住在日本亲戚的一封电邮。后被转贴在部落格，并引起了极大的回响，MIT核子工程科学系后将原文刊登。

1至5号机使用的典型沸水反应炉马克1号围阻体截面图。

1：堆芯与燃料棒，5：乏燃料池，8：压力槽，11：干井，18：水（湿井），24：抑压池。湿井在围阻体底部形成一个环形槽。冷却系统故障

于3月11日16点36分，日本宣布进入“核能紧急事态”（日本法关于处理核子紧急准备之特别措施第15条），这是因为“1号机组和2号机组紧急堆芯冷却系统，无法确定反应堆的冷却水注入功能”。稍后，由于1号机组的反应堆水位监测功能恢复正常，警戒状态得以解除，但是在17点07分又重回警戒状态。

3月12日清早，东京电力公司报告，汽轮机房的辐射强度正在升高。公司开始考虑排放压强大增的热气进入大气层，由于这动作会造成辐射外泄，必须审慎处理

42]43]41]

40]

。内阁官房长官枝

野幸男稍后发言，辐射外泄量很小，而且陆风会将辐射物质吹向大海。在2点整，安全壳内部气压报告为600 kPa ，超过正常状况200 kPa。在5点30分，1号反应堆内部压强是“设计容量”的2.1倍。，或840 kPa。安全壳内部越来越高的温度会引起压强的增高，而冷却水泵和促使热气通过热交换器的风扇都必须依赖可靠的电源

46]

44]

45]

。假若压强过高，则必

需将热气外释。借着水蒸气的蒸发，反应堆也可以冷却。但失去的冷却水必须补足。反应堆内的水应该只具有微量辐射性，但这假定核燃料并未遭受损坏。

在7点整，东京电力公司发表新闻稿，可移动探测车对于放射线物质（碘等等）的测量显示，与正常值相比，辐射强度正在增加，另外一个探测中心也显示出辐射强度高于正常值。在核电站大门测量到的伽马射线剂量率或等效剂量率从4点整的69 nanogray/hour (nGy/h) （等效于0.069微希沃特每小时），在40分钟内，跳到866 nGy/h（等效于0.866微希沃特每小时），后来更在10点30分达到高峰值385.5 微希沃特每小时。在13点30分，1号机组附近探测到放射性铯-137和碘-131这意味着堆芯已经暴露于空气，从而发生部分堆芯熔毁或核燃料棒护套损毁。NHK网站报告，冷却水位降低过度，造成核燃料棒部分暴露。

50]

49]

51]

48]

47]

东京电力公司表示，厂区边界的辐射值已超过安全标准。

有资料显示，东京电力公司当天曾考虑从附近海岸获取海水冷却六个反应堆当中的一个，但最终未有成行。有人认为东电是担心自己的资产永久损毁。反应堆建筑物爆炸

52]

视觉化技术制成的数据图，显示出爆炸前后的1号机。

3月12日15点36分，1号机发生爆炸。四名员工因此受伤，都已被送往医院治疗，幸无大碍。反应堆建筑物的屋顶及外墙的上半部分被炸毁，只剩下不锈钢梁架

53]54]

。屋顶与外墙是

设计用来保护内部设备不至受到恶劣气候影响，并不能够抵挡爆炸所产生的高压力，也不能用为反应堆的安全壳。在每个机组的建筑物内部，“干井”与“湿井”这两个厚度超过2米的强力钢筋混凝土结构紧密地包住反应堆“压力槽”，形成“围阻体”专家很快就毫无异议地断定这爆炸是氢气爆炸化铀温度过热，燃料棒护套的锆锡合金

59]

56]57]58]

45]55]

。

。由于水位降低，曝露出来的核燃料氧

60]

与蒸气发生氧化反应而产生氢气。安全设备应该

在排气的同时点燃氢气，避免发生爆炸。但可能是因为断电而无法运作，这系统也失去功能。这些氢气泄漏出来，集中于建筑物上方的“更换燃料台”附近。这是整个建筑物最单薄的地方，是由金属皮建成的屋顶与墙壁，也是爆炸炸掉的部分。

表示，反应堆的安全壳仍旧无损，并没有发生大规模放射性物质外泄爆炸事件后，辐射强度已明显地增加辐射剂量率已达1,015 微希沃特

63]]

62]

61]

45]56]

，虽然在

。ABC新闻报告，根据福岛县，核电站的每小时

。有两位核能专家地指出切尔诺贝利核电站与福岛

第一核电站之间设计与运作状况的差异，其中一位认为切尔诺贝利核能电厂事故应该不会再次发生

。

改用海水冷却

3月12日20点05分，按照“核能管控法”和首相菅直人的指示，日本命令使用海水于1号机，尽力冷却反应堆可能会熔毁的堆芯

66]

65]

。在21点整，东京电力公司发表，已经在

20点20分开始将海水注入于反应堆，准备稍后用硼酸为中子吸收剂注入于反应堆，希望这动作可以促使避免发生“临界事故”。将反应堆的堆芯注满海水大约需5至10小时，之后需要10天时间来完成整个过程发生地震

67]

56]

。在23点整，东京电力公司发表，由于在22点15分又

45]

，暂时停止注入海水，稍后，又重新启动。由于注入海水这动作会使得反应

68]

堆被不纯净的水污染，这反应堆可能会遭遇退役命运，因为净化反应堆并不划算。

原子力安全保安院报告，在3月13日11点55分，开始通过灭火系统将海水注入围阻体。在3月14日1点10分，由于所有储水池内的海水都已罄尽，只好暂时停止注入海水。同样地，3号机海水注入工作也暂时停止。在3点20分，又恢复水源供应。在3月14日5点整核电站附近的辐射剂量率测量大约为0.038微希沃特每小时，在15点整，降为0.035微希沃特每小时2号机组

日本新闻网报道，日本福岛第一核电站的2号反应堆在14日深夜因为冷却水蒸发导致4米高的核燃料棒完全暴露出水面，核燃料棒处于无法冷却的状态。

报道称，虽然核能专家采取了“注入海水”的紧急方案，并使得反应堆内的水位一度上升至3.1米，但在23时20分许，水位又出现急剧下降，整个核燃料棒再度出现“裸露”的问题。东京电力公司承认，这一反应堆的核燃料棒的堆芯因为高温可能已经熔解。

为了重新注入海水实施冷却，15日凌晨0时2分许，核能专家打开了反应堆容器，让容器内的蒸汽外泄。0时30分许，第一核电站正门附近检测出了3200微希沃特的高浓度辐射剂量。

东京电力公司称，如果核燃料棒持续无法冷却，当温度达到2000度的话，核燃料棒护套就会在高温中熔解，导致核泄漏，或许将造成本次大地震中最严重的次生灾害。 3月15日上午6点10分，2号机传出爆炸声

70]

69]

。

。中午10点，确定2号机组出现中子辐射，

初步判断为压力容器发生破裂，放射性物质出现泄漏。日本首相菅直人发表电视讲话，宣称核电站情况不容乐观，进一步要求扩大避难区面积。冷却系统故障

东京电力公司发表，在3月14日13点25分，2号机的冷却功能已经停止

72]73]

71]

。稍后，时事

通信社报道，冷却水水位正在降低，2号机的4米长核燃料棒已经完全暴露约140分钟之久，很可能会发生堆芯熔毁

。时事通信社又报道，在20点07分，核燃料棒仍旧有3.7米暴

74]

露在外，不能排除堆芯熔毁的可能性。

共同通讯社报告，工作人员成功地将海水注入反应堆，覆盖了核燃料棒下半段。但是，上半段仍旧暴露在外，技术人员不能排除核燃料棒已经熔毁的可能。

72]

72]75]

。在21点37分，东京

电力公司报告，在核电站大门测量到的最高辐射剂量率3130微希沃特每小时。暴露在这辐射强度下20分钟等于非核能工作人员“年摄入限度”。在22点35分，辐射剂量率降低至326微希沃特每小时

76]

。

大约在23点整，4米长的燃料棒又第二次完全暴露

72]

。东京电力公司发表，3号机的氢气爆

77]

炸可能引起2号机冷却系统发生故障，因为用来冷却2号机的五个水泵之中，在3号机爆炸之后，有四个水泵失去功能，剩下的一个水泵也短暂的停止工作

。由于压力槽的一个气流

流量计不小心被关掉，造成压力槽内部的压强升高，阻止海水注入，造成燃料棒完全暴露。为了要补充海水，必须先开启一个气阀，降低压力槽内部的压强分，气阀开启成功，又可以将海水注入反应堆

79]

72]78]

。在3月15日4点11

。

3月18日，东电公司指出，核电站在地震后处于停电状态，应急发电机也因海啸而出现故障无法使用，1号机组到3号机组的核反应堆等无法冷却，如要恢复冷却功能，必须先修复外来电源，该公司在3月17日之前，已铺设了向2号机组输电用的新的电缆，并在3月18日进行发电站内部进行接续作业。这项作业首先在设备损坏程度较轻的2号机组进行，并希望18日晚上就能恢复输电以启动冷却装置。反应炉建筑物爆炸

3月15日6点10分，2号机传出爆炸声。这爆炸可能损坏了压力槽下方的抑压系统。辐射级位（965.5微希沃特每小时）已超过法定限度（500微希沃特每小时）。核电厂内800名工作人员中，不必要人员都开始撤离这艰险的冷却工作

83]

82]

81]

80]

，只留下50人员敢死队，称为福岛50勇士，继续

84]85]

。在爆炸之前辐射等效剂量率大约为73微希沃特每小时，在爆炸两个

。爆炸发生3小时之后，继

小时之后，等效剂量率很快就升高至8217微希沃特每小时

续提高至11900微希沃特每小时。稍加比较，普通人一年吸收的等效剂量只有1000微希沃特，所以，在那里一小时等于普通人12年所吸收的辐射剂量

84]

。

稍后，内阁官房长官枝野幸男承认在压力槽下方的抑压池已在爆炸中损坏，造成压强降低。东京电力公司强调压力槽并没有破裂，因为辐射级位并没有升高

86]

。

在3月15日举行的一个新闻发表会里，国际原子能机构的总干事天野之弥表示，2号机的反应炉可能已遭受损坏。他估计损坏小于5%。3月16日早晨，原子力安全保安院报告，所有燃料棒中，大约有33%已遭受损坏3号机组

与其它五个机组不同，3号机使用由氧化铀与氧化钚混合制成的一种燃料，称为混合氧化燃料。由于钚元素对于反应炉的中子效应与外释于环境会造成的致癌效应，假设发生任何事故，3号机更具有危险性

81]

]

88]

87]

。

。3号机与4号机的控制中心共用同一个办公室。

3月14日上午11点01分，3号机也因同样问题而导致氢气爆炸，造成7人受伤、11人下落不明，但核装置保护设施尚未受损。相关单位随后发出通报，附近方圆20千米内600多位居民全部室内避难。

3月16日上午，有消息传出4号机因过热冒出白烟，白烟很可能是含有辐射的水蒸气，但其后证实3号机组因“耗乏燃料池”无法冷却，水分蒸发成水蒸气，从而形成了白烟并并发生火警，辐射水平一度急升，全部工作人员要撤离，其后辐射水平稍为回落。内阁官房长官枝野幸男表示，3号机组的安全壳部份可能受损，放射性物质可能随蒸气向外扩散，正计划向核电厂注入硼酸，减低核裂变速度。

同日下午，日本仙台市内霞目驻地的陆上自卫队第1直升机团曾尝试用直升机吊运大型盛水容器，将水注入3号机组内以作降温

90]

，但未能成功。

91]

3月17日上午9点48分，9点52分，10点00分，三架航空自卫队CH-47直升机分别实施了三次人工降水（每架飞机载水7.5吨）。可是成效不彰，根据距离3号机组外约100米的仪器显示，于日本时间17日早上9时40分的辐射量数据为每小时3782微希，而投水后于10时20分则为每小时3752微希，显示辐射量并未出现明显变化。为此，日本自卫队拟动用11辆配备超高水压功能的特殊消防车，从反应堆外部建筑30米的喷水地点开始，向200米外的海岸连成一线，用水管连接消防车，并从海里抽取海水冷却机组，估计每分钟将可以喷射6吨海水。下午7点，警视厅机动队11名人员（年纪在25-41岁间）赶来向3号堆放了四吨水但未放准位置。

3月18日，当局再次向受损的3号机组注水降温，但防卫省表示，自卫队直升机不会参与，并无解释原因。经过陆空两路的灌水工作，核电厂周围的辐射水平在当天轻微回落，并在远处可见水蒸气从反应堆厂房升起。内阁官房长官枝野幸男在当天上午表示，虽然海水已经被注入到核废料冷却池，但难以估计有多少海水成功注入。冷却系统故障

3月13日清早，原子力安全保安院的在新闻发布会报告，3号机的紧急冷却系统已失去功能，资深工程师正在埋头苦思、脑力激荡，试着寻找冷却反应炉的可行之道，防止堆芯熔毁

97]

96]

95]

94]

93]

92]

。5点38分，由于失去电力，无法将冷却液注入反应炉。工作人员努力修复电源，降

98]

低气压。混合氧化燃料棒一度曾经有3米暴露在外，没有被冷却液遮掩

99]

7点30分，东京电力公司开始准备外释放射性蒸气，认为外释的辐射剂量相当小，不会影响个人身体健康

100]

。7点30分，技工用手操作，缓慢开启气阀，降低压力槽内的压强。9

101]102]

点20分，顺利完成整个程序。9点25分，开始通过消防泵将含有硼酸的水注入压力槽13点12分，由于水位继续降低，压强不断升高，所以决定改使用海水

98]

103]

。

。15点整，东京电

。8点整，

力公司表示，虽然注入大量海水，反应炉内的水位并没有升高，辐射量反而增加

枝野幸男声明，水位已升高少许，有一只水位计显示水位现在又停顿持平。11点30分，原子力安全保安院的表示，水位计显示水位升高至只覆盖了燃料棒2米的位置，这是非常

严重状况，很可能燃料棒会遭受损坏。其它计表的读数与这数据有差别，可能水计表也发生故障了

104]

。

3月14日1点10分，由于储水池的海水完全罄尽，海水注入作业暂时停止。3点20分，水源恢复，继续注入海水

102]

。

3月15日早晨，枝野幸男宣布，根据东京电力公司，在3号机与4号机之间某位置，探测器测量到等效辐射剂量率400毫希沃特每小时成的测值，只限定于那位置反应炉建筑物爆炸

3月13日12点33分，日本主要发言人枝野幸男表示，如同先前1号机案例，3号机的建筑物内部也正在累积氢气，有可能发生类似的爆炸

107]

106]

105]

。但这可能是4号机爆炸飞落的灰烬所造

。

。3月14日11点01分，这氢气爆

炸终究发生了。与1号机类似，建筑物屋顶及外墙的上半部分被炸毁，但是内部压力槽仍旧无恙。这爆炸比发生于1号机的爆炸强烈，在40千米以外都能够感觉得到。11点13分，反应炉内部压强为380 kPa；11点55分，压强为360 kPa，与参考压强400 kPa和1号机的最高压强相比较，显得相当平稳。海水注入仍旧持续不段。在服务厅，辐射剂量率为50微希沃特每小时。在发电场正门，测量值为20微希沃特每小时。告，一共有11名员工受伤乏燃料池过热

3月16日10点左右，在30千米以外航行的日本放送协会直升机，捕捉到从福岛核电场缓缓升起的白烟影像。建议，3号机建筑物是最可能源头，其压力槽可能已出现破裂

111]

109]110]

108]

。跟据东京电力公司报

。

。因此，10点45分，在3号机与4号机共同的控制室内工作的操作员工集体撤离。稍后，

112]

又回到工作50岗位。11点30分，继续海水注入作业。16点12分，自卫队准备用CH-47

直升机喷洒海水在3号机上方。工程师认为，位于3号机内部最上层的乏燃料池，由于海水沸腾蒸发，正在冒出浓浓白烟。乏燃料池是乏燃料暂时储存的地方。乏燃料会继续衰变，同时产生衰变热，假若没有足够冷却液将温度降低，可能会起火，将放射性物直随着灰烬到处散播，非常危险。4号机的乏燃料池也严重缺水。但是，由于直升机测量到辐射剂量率跳高到50毫希沃特，任务被迫取消

113]114]

。21点06分，日本表示，3号机大概不会遭

115]

受严重损坏，但仍旧是最高优先。

116]

3月17日早晨，东京电力公司请求军方派遣直升机再度尝试喷洒海水于反应炉分，军方直升机正在执行这艰险任务4号机组

117]

。9点45

。

在3月15日上午4号核能机组着火，着火原因待查规估与1、3号机相同状况氢气爆炸。日本深夜23时，东电记者会承认，火灾导致外层建物崩落。而围阻体外的存放乏燃料棒的乏燃料池，因无法向其注水，目前水位不足可能造成燃料棒露出，放射性物质外泄。

118]119]

3月16日清晨，福岛第一核电厂四号机二次起火，外壁两处破洞，三十分钟后熄灭，有两名员工失踪。号机过热冒烟

120]

日本时间10点左右，第一原发冒出白烟，疑似4号机发出，其后证实3现在日本官方已将电厂人员全部撤出，包括最后的50名工作人员，日准备

121]

将向美方寻求直接援助。

3月17日上午9点54分，一架航空自卫队CH-47实施了人工降水。稍后，日本原子能安全保安院（Nuclear and Industrial Safety Agency, NISA）1位发言人提出回应，“我们无法前往现场，所以不能证实4号反应炉的耗乏燃料棒存放池是否还有水”。

122]

美国核子管理委员会（NRC）贾茨科（Gregory Jaczko）17日表示，“美国认为，遭强震重创的日本福岛第一核电厂，至少有1具反应炉的受损情况远比日本承认的严重”，并说“因此我们认为，（厂内）辐射量极高，可能会影响采取修正措施的能力”。根据据纽约时报（New York Times）报道，“贾茨科认为，福岛第一核电厂4号反应炉用来存放耗乏燃料棒的水池，现在已经没水或只剩很少的水，导致燃料棒暴露在空气中，将辐射释出到大气层中”。

122]

经营福岛第一核电厂的东京电力公司（Tokyo Electric Power Co.）随即反驳贾茨科的说法，该公司发言人表示：“我们无法入内检查，但我们一直小心翼翼观察反应炉建筑物的周遭地区，并未发现任何特别的问题”。冷却系统故障

大地震发生时，4号机正在进行从2010年11月30日开始的定期维修，是处于关机状态。在2010年12月，所有的燃料棒都被搬运到位于建筑物最上层的乏燃料池

123]

122]

。在那里，乏

106]

燃料会被固定于“乏燃料架”。为了防止发生任何核反应，乏燃料架内部都含有硼元素

124]

。

虽然这些刚刚烧过的乏燃料棒不再能用来发电，它们仍旧会产生很多的衰变热。与在5号机和6号机的乏燃料棒相比较，4号机的乏燃料棒需要更多冷却资源

106]

。在2010年11月，福。2011年3月14日，

岛第一核电站的6个乏燃料池总共储存了大约3,450个乏燃料组件乏燃料池的水温升高到84°C，这比平常水温25°C高出很多原子能总署被告知这事实

105]

125]

。3月15日19点整，国际

。

3月15日6点整，乏燃料池附近发生爆炸，这可能是因为氢气累积而造成的爆炸，损坏了4号机的屋顶区域与旁边3号机的一部分建筑

130]131]

126]127]

。9点40分，乏燃料池开始烧起熊熊大火，

128]129]

造成放射性污染，外释出很多乏燃料所含有的放射性物质工将大火扑灭

。东电表示，在12点整，员。

。由于辐射级位高升，迫使很多员工撤离

132]

3月15日早晨，枝野幸男宣布，根据东电，在4号机测量得到的辐射剂量率已达100 毫希沃特

133]134]

。日本原子力安全保安院报告，外墙出现两个长宽各8米的方形破洞。17点48

135]

分，东电高层职员透露，乏燃料池的水可能正在沸腾高，员工不能够长时间待在那里将水注入乏燃料池的准备池

137]138]

106]

136]

。21点13分，4号机内部辐射率太

。22点30分，东电报告，由于辐射率太高，员工无法做

。22点50分，东电开始考虑是否使用直升机喷洒海水于乏燃料

139]

。但是顾虑到员工安全与是否能起实际作用，公司选择延后这动作。公司另外又考

。

虑到是否可以改用高水压消防水管

3月16日5点45分，一位正在运送电池到控制中心室的员工发现，建筑物的西北角失火。他立刻将这状况报告上级，火势急速被控制。5点45分，火灾已被扑灭东电释出一张4号机相片。这相片显示4号机建筑物的大半外墙已倒塌考虑使用直升机喷洒硼酸于4号机乏燃料池可能临界

3月16日14点30分，东电宣布，公司相信乏燃料池已开始沸腾，这增加了暴露的乏燃料棒会达到临界状态的可能性持续地外泄放射性物质

143]

143]144]

142]

140]141]

。11点57分，

。公司开始慎重

。

。临界状态并不意味着类似核子弹爆炸一样的事件，而是

145]

。20点整，公司准备使用水炮喷灌水于4号机

3月16日，美国核能管理委员会格雷戈里·贾茨科在国会听证会发言，委员会认为乏燃料池内的水已经干涸

146]

。日本核子主管机构与东电对这断言提出质疑。同一天稍后，贾

147]

茨科相信他的发言正确无误，这消息在日本有可信来源证实升机可以观察到乏燃料池仍旧有很多水

149]

148]

。13点整，东电表示，从直

。法国的“辐射防护与核子安全研究院”对于这

观察表示赞同，直升机的飞行员观察到4号机的乏燃料池仍旧有很多水，所以改变计划，换为喷洒海水于3号机5及6号机组

3月16日东京电力表示，5号及6号反应堆15日出现温度微升，目前正灌水进入这2座反应堆中，以冷却降温。

150]

。

3月18日日本原子力安全保安院指出5及6号机组电力供应中，

151]

06:00确认过核燃料池已注满水。 3月19日日本原子力安全保安院指出6号机两台紧急

152]

柴油发电机启动并提供电力给5号机过核燃料冷却系统，冷却正在进行中。应对措施

福岛第一核电场内一些测点的辐射剂量率。 IAEA的反应

日本于3月12日向国际原子能机构 (IAEA)通报了本次事故。IAEA的事故紧急中心提出日本必须不间断同各加盟国之间交换事故最新情报的方针，并表示只要日本需要将提供技术支援

153]154]

。

IAEA秘书长天野之弥日本时间3月13日凌晨用日语发表声明对“日本当局在情报搜集和安全保证”方面的努力予以一定赞赏，同时也表露出对今后动向的不安，希望海水注入炉心冷却能够获得成功

155]

。

156]

日本根据IAEA的事故级别将此次事故定为“4”以上。

157]

在IAEA各加盟国的一致要求下，日本时间3月14日深夜召开了紧急说明会。

对于日本将事故级别定为“4”这点，法国原子能安全委员会的拉库斯特委员长于3月14日表示，从日本目前提供的情报来看虽然没有切尔诺贝利核电站事故那样严重，但与三哩岛核泄漏事故相比应该定为级别“5”甚至级别“6”

158]

。

IAEA的天野秘书长14日的记者招待会上透露日本请求IAEA派遣专家的要求。至于本次事故是否危害超过切尔诺贝利核电站事故的问题，他表示本次事故反应堆和切尔诺贝利核电站构造不同，运转也已经停止，反应堆外壳爆炸不是核反应引起而是热量引起的化学现象，目前泄漏出的放射剂量还在一定范围之内日本国内

内阁官房长官枝野幸男在3月16日早上表示，日方亦考虑向美军寻求协助，韩国同意向日本紧急提供53吨硼酸。

日皇明仁在3月16日日间发表日本全国电视讲话，对福岛核电厂事故深切关注。

159]

。

日本首相菅直人在3月18日表示，日本核危机正处于“刀口上”，电力公司人员及自卫队等人，抱着必死的信念，用自己生命作最大努力，最终一定能够战胜困难。国际社会



中华：3月14日因福岛一号核电厂事故，而将山形与茨城县列入红色旅游警示灯号范围内

160]

。3月15日将关东地方（含东京都）列为黄色旅游警示灯号

162]

161]

；

同日晚间更将东北地方、关东地方、北海道东部与南部沿岸全列入红色旅游警示，并将日本全国（除琉球群岛）全纳入灰色旅游警示范围



。

中华人民共和国：因应福岛核电站事故的严重性和不确定性，中华人民共和国外交部驻日本大使馆及驻新潟总领馆，立即采取一切可能的手段与措施，安排尚在重灾区的中国公民有序撤离，并安排大巴车前往宫城县、福岛县、茨城县、岩手县的指定地点接出中方公民，分别送到成田机场和新潟机场，并联系航班协助返回中国。

163]

3月中旬，因谣言“碘盐能够防辐射”的影响，中国部分地区出现了公众抢

购碘盐的情况。而包括福建、广东等等地区，由于人民担心福岛核危机会影响食

盐供应，于3月17日早上出现抢购食盐潮。应东京电力公司邀请，中国三一重工免费提供一套价值100万美元的62米泵车。3月19日从长沙启程经上海运往大阪，预计于3月23日抵达福岛第一核电站参加放水任务。



：特区于3月15日晚上7时正对宫城县、福岛县、茨城县和岩手县发出黑色外游警示。因日本福岛核电站事故的严重性和不确定性。呼吁市民不要前往宫城县、福岛县、茨城县和岩手县等地；而身在当地的人则应密切留意当地的报道及相关的信息，采取可行措施保障个人安全

165]

。3月17日出现抢购食

盐潮，许多地区的零售店铺出现食盐沽清，食物及卫生局周一岳认为有投机者散播谣言，强调服用食盐过量会影响健康，呼吁毋须就核辐射杞人忧天。



法国：该国核安全局于3月15日将福岛核电站的灾情，列为国际标准的第六级，仅次于最高的第七级。法国于3月17日证实，其救援队因核幅射泄漏严重，已放弃在宫城县的救援工作。

166]

撤侨国家（含仅撤离东京都在内的可能核灾区）：

   

中国德国法国

美国：将驻日外交官撤往首尔与台北；为接应驻日外交官，美国在台协会于3月17日开始停办签证业务

167]

。

168]

 

俄罗斯：将撤离北方四岛驻军。

169]

部份国家暂将位于可能核灾区内的驻日本大使馆迁往大阪