日本大地震 详解

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  太平洋板块每年向西运动8厘米左右,在这个运动过程中,太平洋板块会向欧亚大陆板块俯冲,由于板块之间有的地方平时会产生滑动对能量进行释放,因此就不会产生地震,但是没有滑动的地方,就属于地震的高危地带。

  2011年3月11日,日本首相菅直人正在首都东京参加国会会议。突然,会议大厅顶部的吊灯开始剧烈地晃动,在场的所有人都感觉到大地开始强烈晃动,会议被迫就此中断。

  随后,日本气象厅向外界发布信息,日本于当地时间11日14时46分(北京时间13时46分)发生里氏8.9级地震,震中位于宫城县以东太平洋海域130公里处,震源深度约24公里。当天,美国地质勘探局将日本当天发生的地震震级从里氏8.9级修正为里氏8.8级。

  由于地震刚发生时,各地监测信息资料的收集还不全面,随着时间推移,各种资料汇总之后,在3月13日,日本气象厅将日本大地震震级修正为里氏9.0级。这也是自1901年全球建立监测地震的台网之后,日本在110年以来录得的最大一次地震。在全球范围内,这次地震强度排名第五。截至3月17日,据日本警察厅统计,本次地震、海啸的死亡人数达到5692人,加上失踪人数共超过15000人。

  日本遭遇史上罕见的9.0级地震

  从日本媒体NHK公布的航拍画面中可以看到,地震发生不久后,高达10米的海啸汹涌地扑向陆地,裹挟着大量轮船、汽车、房屋冲入日本本州东北部的部分地区,所过之处一片狼藉。东京等地也引发了大火,全国的新干线被迫停运,成田机场也因为地震临时关闭了跑道。

  此次地震是板块“掐架”所致

  “太平洋板块和欧亚大陆板块相互‘掐架’,是造成本次大地震的重要原因。”中国科技大学地球和空间科学学院教授倪四道告诉《北京科技报》,从过去监测的情况来看,环太平洋板块一直主动向西挤压欧亚板块,在这两个板块的交界处,太平洋板块位于欧亚大陆板块下方,并试图从欧亚板块下方俯冲进去,但欧亚板块基本保持不动,因此形成了两个板块边界处的频繁地震。这一地区发生的地震数量占到了全球地震的80%。

  倪四道指出,在整个环太平洋地震带,由于板块不断地发生位移,这个过程必然要带来大量能量的积累,在某些板块之间,当能量积累到一定的限度,就会通过地震的形式释放出来。这一次日本发生的9.0级大地震,就是两个板块运动过程中,积蓄了大量的能量,遇到了一个释放的时机,爆发了出来。

  尽管京津等地区的一些高层建筑内有轻微震感,但不用担心。倪四道说,此次日本大地震的震源离我国东部沿海1500多公里。虽然中国东部沿海可以被看做在欧亚板块的边界地带,但我国拥有200多公里的大陆架,还有渤海、黄海、东海等天然屏障,起到了消能的作用。此外,此次大地震发生在日本的东北海域,日本列岛抵挡了地震释放的大部分能量,也不会给我国带来多少危害。对日本来说,也是不幸中的万幸,此次地震距离日本大陆有130多公里,而且震区并非人口密集的区域。

  此次日本9.0级地震的威力有多大?中国地震台网中心研究员、地震首席预报员孙士鋐说:“虽然不能简单地进行类比,但是可以认为当年美国投向广岛的威力还不及一次5.5级的地震,一般是震级相差一级能量就相差30倍,如果与中国汶川地震相比相当于30多个汶川地震。”

  全球地震带进入活跃期

  3月11日,在国家地震局台网中心举办的临时新闻发布会上,国家地震局台网中心主任潘怀文对媒体表示,地震从全球范围来看,也有活跃期和平静期。比如在1950~1965年,期间10年左右就发生了多次7级以上的大地震。2004年以来,全球进入到一个新的地震活跃期,引发印尼大海啸的地震在有测量历史上排名第三,此后全球进入到活跃阶段,去年发生了7级以上地震28次。“我们的观点是2004年之后,全球进入到一个活跃期,从以往来看,一个活跃期至少有10年之久,所以目前可以认为还处在活跃阶段。”

  孙士鋐告诉《北京科技报》,从1960年智利发生8.6级地震、1964年阿拉斯加发生8.5级地震之后的40年,也就是从1964~2004年全球没有发生一次特大地震,因此可以认为这个时期是地球活动相对比较低的时段。

  而到了2004年,当年12月印尼发生8.7级地震,2005年3月印尼发生8.5级地震,2007年9月印尼再次发生8.5级地震,2010年3月智利发生8.8级地震,再加上此次日本的9.0级地震的发生,“由此可以断定全球地震进入相对活跃时期。”孙士鋐说。

  至于这段活跃时期将要维持多久的时间,孙士鋐告诉记者,因为目前人类所掌握的只有近100年的地震数据。而根据这100年的数据分析,前60年地球活动水平比较高,而后40年相对较低,如果从百年尺度来衡量地球的活跃时期那么将会持续30~50年左右,而此次全球的地震活跃期可以从本世纪初开始计算。

  日本东海还有地震危机

  “事实上,通过以往总结的地震规律和研究情况来看,日本东海海域一直等待着一场大地震来临。”中科院研究生院地球科学学院计算地球动力学实验室主任孙文科说。

  在日本静冈县南部大海骏河湾,这里潜伏着让日本举国神经紧张的东海大地震,这个地震高危地带已经超过了150年左右的发震周期,至今迟迟没有发生。

  根据历史及地震数据记载,东海大地震是受菲律宾板块挤压日本列岛造成逆断层运动,以骏河湾为震源的周期性大地震,受灾地区包括东京、静冈县、爱知县,覆盖日本的首都地区和中部地区。

  日本地震学界普遍预测,日本东海地区每150年左右会爆发一次规模为8.0级的大地震。前一次东海大震发生在1854年,8.4级的强震,沿岸还发生了海啸。时间再向前推至1707年,这里爆发了日本历史上最大规模的8.6级地震,并导致富士山火山爆发。

  因为入选我国“千人计划”,2010年孙文科才从日本回国,此前10年他一直在日本东京大学地震研究所从事研究工作,因此对日本地震学界也比较熟悉,他对记者表示,由于日本是一个地震多发国家,他们有关地震的一些研究也都处于世界前沿水平,尤其是关于东海大地震的研究更是比较深入。

  而目前,按照周期性规律,东海海域正处于大地震爆发新的节点上。孙文科告诉《北京科技报》,多年来,日本地震学界一直都把关注的焦点放在东海海域,其主要精力也集中在那里。但是本次日本东北海域9.0级大地震的发生却超出了日本地震学界的意料。地震爆发的具体条件极其复杂,现在人类对地震科学的认识还有很多并不清楚,因此地震的发生超出地震研究人员的预料也是十分普遍和正常的事情。此前日本地震学界一个比较普遍的共识是,这里会发生7~8级的地震,没有预料到会是如此大的地震。

  孙文科说,虽然这次日本已经发生了特大地震,但是预测中的东海大地震依旧有可能发生。而日本方面经过对历史记录和现状的研究,他们认为在未来30年以内,在东海这一带发生特大型地震的概率在75%以上。

  在2009年8月11日,静冈县就发生了一次6.5级地震,这是东海地区86年以来的最大地震,从而唤起了日本人对东海大地震的恐慌,很多人以为东海大地震很快就会随之到来。但是一年半以后,到来的却是东北海域的超级大地震。

  不过孙文科表示,本次地震对未来的东海大地震肯定会产生一些影响。“本次地震发生在日本东北地区,和东部海域毗邻,它对东海地震带的应力场应该有一定的影响,但究竟是一种什么方向的影响,是延迟东海大地震的发生还是加快,对其级别是加强还是降低,由于现在还没有经过理论模型的计算,一下子还难以做出肯定的回答。”孙文科告诉记者,接下来,他们的研究团队也会进行一些相应的研究工作。

  日本主要的地震就是环太平洋带俯冲带的地震,多年来日本地震学界集合众多科研力量对此进行了比较深入的研究,在研究成果方面也取得了一定的进步。“俯冲带地震特点比较明显,规律比较好抓,因此比内陆型地震的研究相对而言更为容易一些。”孙文科说,观测结果表明,太平洋板块每年向西运动8厘米左右,在这个运动过程中,太平洋板块会向欧亚大陆板块俯冲,由于板块之间有的地方平时会产生滑动对能量进行释放,因此就不会产生地震,但是没有滑动的地方,就属于地震的高危地带。

  多年来,日本地震学界一直在对日本俯冲带进行持续的监测和观察,他们通过海底地震仪、GPS等各种观察手段进行详细的记录,从而找出没有滑动的地方,而这些地方正是发生地震最为危险的地方。

  “经过多年持续的努力,日本地震学界已经基本摸到了日本俯冲带哪些地方可能会存在较大的地震,因此他们作出东海大地震的预测是有一定的根据的。”孙文科表示,在地震科学的认识和研究方面,日本属于先进国家之一,对世界很多地震科学家的研究都具有很好的借鉴意义。

  ◆日本地震与云南地震没有必然联系??

  就在日本大地震发生的前一天,中国云南也发生了一次中等规模的地震。3月10日12时58分,在云南盈江县发生5.8级地震,随后在同一位置,13时03分、04分及05分,又相继发生里氏4.7级、里氏4.5级、里氏3.6级余震。另外在此前两个月的时间内,这里已经发生了1200余次小震。在日本大地震发生以后,很多人将盈江地震与日本地震联系到了一起。

  孙文科也指出,从总体上来讲,中国大陆的地震主要是内陆型地震,而内陆型地震带的断层构造比环太平洋地震带更为复杂,目前很多断层科学界依旧不是很清楚,因此研究和预测的难度要比日本类型的地震都要大得多。

  但他表示,虽然从理论上讲由于地球的运动,地球上任何一点发生地震对其他区域都会有影响,但是地震发生后其应力场变化随距离衰减很快,对其他远距离地方的地震的影响应该是微小的,并且云南地震与日本大地震目前还看不出有必然的联系。由于那里也属于地震活跃带,因此发生小型地震是十分正常的现象,就是有上千次的一级、二级地震也不奇怪。

  ◆日本救灾体系值得重视

  中国地震应急搜救中心培训部主任贾群林在接受记者采访时表示,日本是一个地震多发国家,有过一些惨痛的教训,为了尽量减少地震中的人员伤亡,日本对房屋的建筑质量作出了严格的要求,并用相关法律对建筑结构和质量进行保证,而其学校、医院等一些大型公共建筑的要求更是严格。

  “日本在大地震中人员伤亡比其他国家和地区的同类地震一般要小得多,有一个十分重要的原因就是日本国民的地震教育很到位,他们几乎是从娃娃抓起,并且定期还有一些地震演练,这极大地提高了日本国民的防震意识。”贾群林告诉记者,去年9月他曾经专门到日本进行地震防震、救援以及地震备灾体系建设的有关考察,他发现,在日本无论是幼儿园的孩子、大中小学的学生,还是企业的职员,都有很强的防震意识,另外还有很好的自救和互救意识,因此在遇到地震时很少有大规模慌乱的现象。

  “这次发生这么大的地震,在电视中可以看到在很多高楼里天花板上吊着的牌子晃动都有60度了,当时正是上班时间,大量的职员都在高楼里面,但是很少有人乱跑,而是就近选择合适的地方躲藏,尤其是把自己的头部保护好。”贾群林告诉记者,对于高楼中的人来说,如果在地震发生的第一时间大家都往外跑,在紧急情况下,人们拥挤在楼梯上发生踩踏就会造成更大的伤亡,另外发生地震时,楼梯也不如屋内安全,不仅容易垮塌,也容易被其他落下来的东西砸中。近些年在国内的一些地震中,有很多人正是在往外乱跑的过程中被砸中身亡的。

  贾群林也告诉记者,目前在日本,他们已经建立了比较完善的地震备灾机制,他们的很多学校和体育场馆,都修建有专门的地震避难设施,并储存有相应的地震物资,因此在地震突然发生以后,这些地方立马就可以很好地发挥作用,让受灾的老百姓能够迅速得到安置。

  “在本次大地震中,我们都可以看到,他们的救灾体系很快就发生了作用,在这些大的地震面前,如果没有充分的应对机制,那是不可想象的。”贾群林说。

  灾难性海啸侵袭日本

  “海啸,是海平面矗起的水墙,排山倒海而来,犹如死亡之浪,地球的终极毁灭者,刹那间万物即遭淹灭。”这是Discovery电视频道出版的一部关于海啸的纪录片中的解说词。

  据法新社报道,美国“海洋守护者协会”一位名叫斯科特韦斯特的活动倡议者,在3月11日日本大地震发生之时,正在日本大槌湾一个渔村做宣传活动。据他描述,“地震发生时,当地居民都非常惊恐,争相朝当地的防潮堤奔跑,但怒号的黑水构成的一堵墙不停向前涌动,几乎要淹没整个防潮堤。”在天色较晚时,他们看着“包括房屋、汽车、油罐车、渔船、打鱼器械等各种碎片在水中漂浮”,并且还眼见一名女性趴在漂浮物上呼救。他说,他和其他人几次都想接近并营救她,但都以失败告终,“当水卷着她远离时,我们再也听不到她的哭喊声了”。

  海啸是此次地震的最大“凶手”

  “3月11日13点50多分钟,我们就收到了来自美国方面的海啸预警信息,得知日本发生了强烈的地震,会引发海啸,我们在核实各项数据后,向全国范围内发出了海啸预警信息。”国家海洋环境预报中心海啸预警组组长赵联大告诉《北京科技报》,此次日本大地震引发的海啸,局部海岸测到的浪高最高达到10米,从历史上看都是非常罕见的,仅次于2004年发生的印度洋大海啸。

  海啸一般是由海底地震、火山喷发、海底临时滑坡、小行星撞击地球、核武器爆炸等因素造成,引起海水水体的大规模波动。海啸的波速高达500~1000km/h,相当于喷气式飞机的飞行速度,在几小时内就能横过大洋;波长可达数百公里,可以传播几千公里而能量损失很小;在茫茫的大洋里波高不足一米,但当到达海岸浅水地带时,波长减短而波高急剧增高,形成能量巨大的海浪。

  “地震引发海啸的形成需要几个必备的要素,此次日本发生的大地震让几个必要条件都具备了。”赵联大表示,一般震级大于6.5级、震源深度在50公里以内,便可产生海啸,震级越大、震源越浅、海水越深,海啸被放大的机会就越大。可怕的是,这次日本地震的震级是9.0级,震源深度约24公里,并位于海沟附近,水较深,所有因素都给这次灾难性大海啸提供了条件。

  里亚斯型海岸加剧海啸威力

  赵联大告诉《北京科技报》,此次日本大地震引发的海啸,作用机制到底是下降型还是隆起型目前没有一个明确的解析,因为事态还有待观察。值得注意的是,海啸在穿越深海大洋时,海面上的浪高都是非常轻微的,不足一米。但行进到浅水波高会变陡变高,然后形成灾害。这跟海岸线的形状也有关系,港湾型对海啸的威力有增强的作用。

  不幸的是,此次大海啸袭击了日本列岛的广阔范围,而以岩手县为中心的三陆海域是里亚斯型海岸,导致灾害更为严重。这种海岸形状,是外侧宽广、内侧狭窄的“三角形海湾”,越向海湾内侧,海浪就越容易升高。三陆海域经常遭到海啸袭击,1896年,一场震感不大的地震,却引发了超过20米高的海啸。1933年的三陆地震也引发了超过20米的海啸,死者和失踪者达到约3000人。

  “据我们了解到的情况来看,日本海洋站观测到的海啸浪高接近3米。但是他们目测有7米或者10米,我觉得10米是很有可能的。因为海洋站毕竟是个单点,在某些局部的地方,比如港湾有可能会造成放大的作用。”赵联大说,此次日本大地震引发的海啸没有对我国造成大的威胁。

  他分析说,此次海啸波的能量传播范围主要是太平洋的西北方向和东南方向。由于日本列岛阻挡了大部分的能量,只有少部分能量透过琉球群岛传递到我国东南沿海,加上东海大陆架的削弱作用,使得我国相对安全,像杭州湾、浙江东面监测到的海啸是最大的,但最高浪高也只有55厘米。

  全球已建立海啸预警体系

  快速的海啸预警,在海啸发生后能起到非常重要的作用。这种预警机制发展至今也已经比较成熟,日本在这方面也做得非常好。

  早在1946年,美国就开始有机制性地做海啸预警。到1968年,在联合国教科文组织、政府间海洋学委员会统一协调下,成立了政府间海洋学委员会(ROC),我国在1983年加入这个系统。2004年后印尼大海啸给全球造成震荡,各国都深刻认识到海啸的威胁和严重性,于是政府间海洋学委员会协调各国筹建一种全球性的海洋系统,包括四个区域,分别是太平洋、印度洋、东北大西洋、地中海和加勒比海,这些都是海啸发生的危险区。这四个区域中,太平洋区是最成熟的,并分成几个小区域,西北太平洋就是由日本负责的。

  赵联大说,在这些监测的区域内,只要发生5级以上的地震,就会向各国发布预警信息。各国会对地震信息加以分析,估算出可能遭受到的海啸的危险程度,做出防范措施。

  目前日本预测海啸的方法是模拟计算,即把地球表面划分成大量网格,在分析历史数据和科学计算的基础上,根据不同网格测量到的不同地震震级的组合,设置大量的海啸模型,然后在网格所代表的海域安装地震探测器。

  当地震发生后,收集各个网格中探测器收集到的地震信息。通过超级计算机的迅速比对,判断这些信息的组合与之前设定的海啸模型的关联程度,据此进行海啸预测。这种预测方法的精度取决于多种因素,如网格划分的精细程度、探测器安装的密度以及历史数据的收集情况。在日本近海,日本划分了约5000个网格,设置了10万种近海海啸模式。

  一般来说,地震引起海啸发生后,传导到陆地海岸还有一定的时间,而做出明确的判断到发出海啸预警只需要几分钟的时间,能尽快方便相关部门疏散人群。

  赵联大告诉《北京科技报》,我国的海啸预警过程一般是这样:首先接收地震信息,对地震信息进行判断分析,根据情况发出警报。如果会造成灾害就会发出警报,如果没有灾害但是怕有意外伤亡,也会发送信息。在海啸发生后,他们会根据监测数据的不断变化,更新警报和信息,一直到确定海啸过程结束。

  目前,我国只有国家海啸预报台有能力发海啸警报,流程一般都是先发给国务院、中央各大部委、军方、搜救中心。再就是发给三个海区预报中心,北海、东海、南海,以及有可能受影响的省级政府,比如这次日本大地震中,浙江、上海、广东、福建、香港、台湾等省政府都接到了国家发布的海啸预警信息。各地收到的信息都是一样的,没有分级,所有防范海啸的提示都是相同的,包括浪高数值。赵联大说,在防范措施方面,海啸预警发出时,都会提醒沿海居民远离海边,不要游泳,离岸边越远、越高越好。对于港口轮船上的人们,由于预警信息会说明海啸到达的具体时间,如果能在短时间内逃生就赶紧下船到岸上躲避;如果确定没有办法逃离了,就赶紧将船只驶离海岸去深水区。这一点和台风不同,台风要求入港躲避,而海啸则是越接近港口越危险,越是深入大海越安全。

  赵联大还谈到,由于海啸预警需要各国配合,也有联动机制。举例来说,如果环太平洋带发生了地震,国家海洋环境预报中心有三种途径收到地震信息,一是太平洋海啸警报中心(我国是成员国之一);二是日本的西北太平洋海啸信息中心也会发预警,日本负责这一片海域,有责任给西北太平洋这个区域的各个国家发送信息;三是国家地震局。

  我国海啸预警机制相对落后

  “值得一提的是,我国海啸预警机制,和发达国家的水平相比还有距离。”赵联大说,日本监测到海啸信息就能够立即发布,比如中断电视台的节目,发布警报信息,再就是沿海海岸会有警报器,第一时间发出警报,传导系统特别快,各个政府部门和居民都能及时收到预警信息;太平洋上的美国夏威夷群岛、还有法属波西尼亚群岛,都设立有警报器,一旦海啸预警机构发出海啸信息,警报器就会第一时间响彻全岛,使得沿海的居民有充足的时间来应对和防范海啸的肆虐。

  而我国效率很慢,一般收到海啸信息,我国的发布机制是先发送到中央政府和各地省政府,然后是市政府通知各县、乡、村,等到居民接到通知,消耗的时间太长了,缩短了逃生避难的时间。赵联大建议,“我们完全可以利用电视新闻、互联网等方式播报预警,还可以往沿海的手机基站发送海啸警报,这会让居民在第一时间收到手机短信,增加避难逃跑的时间。”

  一位业内人士指出,我国的预警信息在联动机制上也比较落后,像日本气象厅的职能是气象、地震、海洋同时集为一体,并且与美国太平洋海啸预警中心,还有全球台网中心联系得非常紧密,这些都保障了其发布信息的准确性和快速性。

  这位业内人士还谈到,我国的气象、地震、海洋分属于三个国家机构管理,各部门的信息互通的效率就很有问题。比如这一次,日本3月11日13点46分发生地震,不到2点,海洋预报中心就接收到了美国方面发来的地震信息,而中国地震局是1小时后才发来地震信息的。尽管中国地震局对于此次地震的级数确定更为准确,但美国方面发来的地震信息实时更新的速度更快。

  此次日本大海啸发生之后,有不少专家都认为,中国沿海由于有较多的沿海大陆架和岛屿,发生大海啸的几率相对较低。对此,赵联大认为,我国深入研究海啸的学者还非常有限,对于海啸发生的机制、预警都必须深入研究。国家也应当重视这方面的科研工作,海啸发生几率低,并不代表没有海啸的风险。1781年,我国台湾地区就发生过浪高10米的大海啸,当时大陆东南沿海地区也受波及,损伤惨重。

  海啸的发生分下降型海啸和隆起型海啸两种机制,比如1960年发生的智利大海啸就属于下降型海啸,当时太平洋板块与南极洲板块相互碰撞,造成构造地震,引起海底地壳大范围的急剧下降,海水首先向突然错动下陷的空间涌去,并在其上方出现海水大规模积聚,当涌进的海水在海底遇到阻力后,即翻回海面产生压缩波,形成长波大浪,并向四周传播与扩散,这种下降型的海底地壳运动形成的海啸在海岸首先表现为异常的退潮现象。

  而隆起型海啸,则是某些构造地震引起海底地壳大范围的急剧上升,海水也随着隆起区一起抬升,并在隆起区域上方出现大规模的海水积聚,在重力作用下,海水必须保持一个等势面以达到相对平衡,于是海水从波源区向四周扩散,形成汹涌巨浪。这种隆起型的海底地壳运动形成的海啸波在海岸上首先表现为异常的涨潮现象。1983年5月26日,中日本海7.7级地震引起的海啸就属于此种类型。

  科学释疑核危机

  被此次9.0级特大地震和海啸严重破坏的日本福岛第一核电站,因发生核泄漏及辐射而处在一场核灾难的边缘。在福岛第一核电站继1号和3号机组先后发生氢气爆炸后,其2号和4号机组随后也发生了爆炸。

  3月15日下午,东京发表辐射监测报告,当地辐射量已超过平常的20倍,并处于上升趋势;而在日本茨城县,辐射量15日已经高达正常水平100倍。

  3月16日,日本文部科学省宣布,在距离福岛第一核电站约21公里处的福岛县浪江町附近检测到每小时330微西弗的辐射量,这相当于是正常情况下的约6600倍。当日,日本政府已扩大疏散范围至福岛第一核电站方圆30公里地区。

  而美国原子能管理委员会的电脑模拟显示,在福岛第一核电站周围半英里范围内,核辐射水平之高足以致命,即使是80公里处的辐射剂量也超过每人每年正常接收的辐射量的16倍。为此,3月16日美国原子能管理委员会已经要求在日本福岛第一核电站周边80公里范围内的美国公民迅速撤离。

  3月17日,5号和6号机组因温度上升,险情也随之出现。美国科学家发出警告,一旦福岛市的核泄漏演变为核灾难,核辐射会喷发到离地面9000米以上的大气层,强劲的喷射气流会在4日内把放射性物质吹送到距离日本约8000公里的太平洋彼岸的美国西部地区。

  尽管福岛第一核电站最后留守的50名无名英雄依旧在采取措施,应对这里总共6台机组核反应堆已经出现的险情,但截至记者3月18日上午发稿时,日本核电站泄漏所造成的险情并没有缓解的迹象。

  应对失误造成核电设施趋于失控

  日前,国家能源局原局长张国宝在接受媒体采访时表示,在这场核危机中,日方在处置中也有严重失误。因为从地震海啸发生,到1号厂房爆炸,中间有8小时,但日方在此期间并未采取注入海水的果断措施。张国宝分析认为,当时日本有关方面可能是抱有侥幸心理想保全设备,如果他们早下决心注入海水也不至于酿成现在的后果。

  “核电和火电的运行不太一样,火电一旦关闭就失去了热源,但是核电在关闭以后,还有反应堆的衰变余热,而衰变余热还会继续释放大量的热量,因此反应堆关闭停止运行之后还要对堆芯进行冷却。然而福岛第一核电站却在这个至关重要的环节出现了问题,虽然地震断电以后他们启动了应急电源,利用柴油发电机供电的方式让堆芯冷却,但是后来的海啸却冲走了柴油发电机,堆芯也就无法继续冷却而被烧坏。”国家核电技术公司一位不愿具名的核电专家在接受记者采访时表示。

  “要控制核电站,就必须控制它的燃烧速度,核电站最为害怕的就是无法对其燃烧速度予以控制,它和锅炉烧煤的方式完全不一样,我们用煤烧锅炉,是一铲一铲或者通过其他的方式慢慢给锅炉中添加煤块,而在核电站建造的时候就将核燃料全部放在核反应堆中,然后通过控制其燃烧速度的方式一点一点地燃烧。日本福岛第一核电站后来的问题是,他们已经对核反应的速度无法实施有效的控制,并且导致了燃料棒的融化,在这种情况下,核电站的核物质就会一直燃烧下去,并且其预计相当长时间燃烧释放的能量就会在短时间内全部释放。”北京大学物理学院长江学者马伯强说,燃烧过程中,其含有的大量高能离子射线例如α离子、质子、中子和电子等射线辐射出来对附近的人们有很大伤害,另外泄漏释放到空气中的放射性物质会通过气流的影响扩散到广阔的范围,这些物质可能落到人身上或者食品上,或者随空气被人类呼吸进入体内,也可能随被沾染上放射性物质的食品进入体内。

  “这些放射性物质都可能放射出各种射线辐射人体,由于这些元素的半衰期比较长,因此在相当长的时期内,这些元素会不断威胁人体健康。”马伯强说这些射线射到人体,会与人体物质发生反应,改变物质组成,从而对人体造成伤害。

  据了解,目前在福岛第一核电站周围检测到的放射性物质包括碘131和铯137。其中,碘131一旦被人体吸入,可能会引发甲状腺疾病。与此同时,铯137会造成人体造血系统和神经系统损伤。

  辐射级别已达6级

  “日本核泄漏目前的形势非常不乐观,在短期内很难找到一个妥善的解决方式。”马伯强在接受记者采访时表示。

  据马伯强判断,福岛第一核电站发生爆炸存在两种可能性,其一是水受高温被分解为氢气和氧气,然后发生爆炸,另外一种可能就是核反应堆泄漏的放射性物质在反应过程中释放的质子,反应后形成的氢气产生爆炸,如果是后一种情况,就要严重得多。

  马伯强告诉记者,目前他并不知道爆炸的氢气来自哪里,虽然日本方面的报道显示核电厂的爆炸是水分解的氢氧所致,后一种情况的可能性也是存在的。“从目前有关报道的情况来看,他们已经没有办法通过外界的、人为的方式对严重受损的核电站实施有效的控制。”马伯强表示。

  虽然到3月18日日本官方依旧将福岛核泄漏事故维持在4级的级别,但是法国核安全局认为,到3月15日其辐射级别已经达到了6级。

  按照国际原子能机构“国际核事件分级表”的规定,核安全事件共分为7级,其中1级至3级为事件;4级至7级为事故。在“事故”方面,如果达到4级,则表示放射性物质小量释放,公众遭受相当于规定限值的辐射影响,同时,核反应堆堆芯和辐射屏障出现显著损坏,并可能出现工作人员遭受致命辐射的情况;5级属于具有场外风险的事故,放射性物质有限释放,此时核反应堆堆芯和辐射屏障出现严重损坏;6级和7级则分别属于重大和特大事故。

  据了解,1986年苏联的切尔诺贝利核事故被定为最高级7级。当时核电站4号反应堆发生爆炸,导致8吨放射性物质泄漏,直接污染核电站周围6万多平方公里土地,320多万人受到辐射。1979年美国三里岛的5级核事故导致大量放射性物质泄漏,至少15万居民被迫撤离。

  马伯强告诉记者,如果福岛现在出现险情的这些核电站的机组最后完全失去控制,其核反应堆内够烧很多年的燃料铀就会在短期内持续燃烧直至烧完,在这样的局面下,核泄漏及核辐射在短期内就无法予以消除。

  不过万幸的是,由于在地震发生时福岛第一核电站的反应堆都已自动关闭,因此该核电站再也不具备发生切尔诺贝利惨烈核事故的条件。

  中国没有受到辐射伤害

  作为日本邻国,中国特别是沿海一些省区市是否会受到核辐射污染?连日来,这成了很多民众关心的问题。

  “国内很多人出现心理恐慌应该是属于一种群体性心理反应,其实很多人对中日之间的实际距离和核电站泄漏的威胁并没有比较清晰的认识。”北京大学心理学系教授沈政在接受记者采访时表示,很多人从心理上明显放大了日本核辐射的危险。

  中国科学院大气物理研究所王庚辰研究员在接受记者采访时表示,就是像苏联切尔诺贝利核事故如此严重的核辐射事故,其受到较大辐射影响的也只在以苏联切尔诺贝利核电站为中心的500公里半径的范围。而从日本福岛到中国沿海,最近的距离也要1600公里,因此不会受到严重的辐射污染。

  “日本的核电站辐射事故是发生在他们的东北海岸,而我国位于日本西面,中间和日本还隔着日本海、朝鲜半岛、黄海、东海。因此,福岛第一核电站产生的放射性污染沉降物也很难到达我国。”王庚辰说。

  针对很多人担心从日本来的东风、东北风以及东南风会将核泄漏物质吹向中国,王庚辰表示即使一些核辐射物质以很大的风速对着中国这边吹,但是由于走到中国要较长的时间,也会在大气中稀释扩散,等到达中国时,浓度已经到很低的程度,对人体健康不会有太大的威胁。

  3月18日,记者从国家环境保护部官方网站了解到,连日来我国已经启动的包括北京、哈尔滨、上海、广州、重庆、武汉、南宁等全国41个城市辐射环境自动监测站组成的全国辐射环境监测网络显示,监测结果没有任何异常。

  但王庚辰也对记者表示,由于日本方面目前公布的信息十分模糊,中国方面还不能够知道日本核泄漏的具体严重程度,因此很难进行核辐射波及范围的准确计算。“如果有准确的信息,其影响的大致范围我们就可以计算出来,但是现在我国只能通过实时监测的方式进行监测,因此,现在和未来一段时间,相关监测工作就变得十分重要。”王庚辰表示。

  福岛核电站存在安全漏洞

  据了解,福岛第一核电站当时的建设标准是抗7级地震,而3月11日的地震却达到了9级。另外,突如其来的海啸更是让福岛第一核电站雪上加霜。

  国家核电技术公司的核电专家在接受记者采访时表示,福岛第一核电站的一号机组早在1967年就开工建设,并在1971年就投入了使用,至今已经有40余年的寿命,另外其他几台机组也都是在上个世纪70年代建成的,由于当时的技术条件限制,很多安全措施大不如以后新建的核电站。

  3月16日,法国核安全局官员对媒体表示,日本福岛第一核电站在设计上存在缺陷,一定程度上导致了目前日本核事故的发生,其在设计时并未将反应堆堆芯熔化的风险考虑在内,因此在遭遇强震和海啸后,1号、2号和3号机组都出现了此类险情。

  最近日本媒体曝出,福岛第一核电站首先爆炸的1号反应堆本来应该在上个月就报废,却被延长了20年寿命,正式退役需要到2031年,因此有人指责福岛第一核电站超期服役的情况。不过国家核电技术公司专家对记者表示,核电站延寿使用在核电行业是一种比较普遍的现象,在美国和法国,他们上个世纪六七十年代建设的一些二代核电站40年寿命到期以后,也都通过安全评估、保养和维修的方式延长了20年的使用寿命。

  “只要通过了严格的安全评估,核电站延期并不存在任何问题,现在日本福岛的问题是他们过期的反应堆是否通过了严格的安全评估,是否走完了严格的评估程序。”不过该专家对记者表示,如果程序没有走完,一般而言任何一个核电站都不敢超期运行核反应堆。

  “目前中国还不存在这样的情况,因为中国最早的核电站秦山核电站的第一台机组1991年才投入运行,到目前为止才20年的时间,现在根本就不存在需要延期的问题。”该专家表示。

  中国核电,不必担忧

  中国能源网首席信息官韩晓平在接受记者采访时表示,本次日本核电站危机发生以后,世界各主要核电国家已经开始重新审视自身的核电政策和产业,尤其是新核电设计的建设,目前很多国家都采取了更为审慎的态度,因此对世界整个核电产业而言,日本的核电泄漏事故将会产生深远的影响。

  东风油罐车韩晓平认为,现在日本的核电危机把很多国家推入了进退两难的境地。“在现在核电危机蔓延的情况下,许多国家也不得不使用核电,现在能源越来越紧张,核电已经成为一种清洁的新能源替代途径,如果放弃发展核电,很多国家就不得不更大规模地发展燃煤、燃油等一些高碳能源,因此对很多国家的决策者而言,这是十分两难的事情。”

  不过韩晓平对记者表示,日本发生9.0级大地震,同时又赶上海啸,这是一个概率非常小的事情,现在人们不能以这样的概率来否定核电对人类的巨大作用。

  “目前世界对日本核电的危机明显反应过度,事实上,只要充分做好安全措施,核电还是可以很好地为人类所利用的。”韩晓平表示,现在世界上众多的核电站也都是采用最为严格的安全措施,厂房配置最外层是类似水立方的密闭厂房,厂房里还有安全壳,安全壳内才是压力容器,核反应在压力容器中进行。在一般情况下,这样的重重保护中绝对不会发生核泄漏。

  韩晓平告诉记者,日本福岛第一核电站当时所采用的二代技术和现在相比已经有很大的差距,现在所采用的两代半技术、第三代技术其安全性也要高得多。

  国家核电技术公司的核电专家告诉记者,日本福岛第一核电站的6台机组运行的都是沸水堆核电站,沸水反应堆和我们平时用的蒸汽压力锅类似,在运行过程中,核燃料对水进行加热,水沸腾后汽化,然后蒸汽驱动汽轮机产生电流,然后蒸汽冷却后再次回到液态湖北程力专用汽车“程力威”品牌价值上升,最后再把这些水送回核燃料处进行加热。而我国只有台湾建有沸水堆核电站,大陆已经建成的核电项目除了秦山核电站三期的重水堆(重水堆是以重水作为慢化剂的反应堆)以外,采用的全部是压水堆,该堆型是使用普通水做冷却剂和慢化剂,且水在堆内不沸腾的核反应堆。这在20世纪80年代建设时,被公认为是技术最成熟,运行安全、经济实用的堆型。

  “在压水堆模式下,就是发生紧急情况没有外界电源,也能在自然重力的情况下继续发挥作用,不会出现日本那样最后因为紧急电源受损而导致核电反应堆最后失控。”该专家表示二代核电站在出了事故以后需要应急电源,它是通过紧急供电的方式采取一些安全措施。但我国目前采用的一种最新技术,是在反应堆上方顶着多个千吨级水箱,一旦遭遇紧急情况,利用地球引力、物质重力等自然现象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,恢复核电站的安全状态。在没有人工干预的情况下依旧可以保证72小时的安全运行,这样就可以有效避免危险情况的发生,也为技术人员处理险情赢得了宝贵的时间。

  “对中国而言,中国的核电站是在1979年美国三里岛核电站发生泄漏事故以后才开始建设的,当时中国对于核电的安全已经上升到了一个新的高度,所建核电设施的安全性也更加可靠,因此中国普通民众没有必要对我国的核电站过于担心。”韩晓平表示。

  虽然目前在中国的核电布局中,大部分核电也都位于东南沿海一带,因此也存在直接面对海啸的威胁。不过马伯强表示,中国和日本沿海并不一样,其绝大多数地区并不属于地震带,因此出现大型海啸的可能性要比日本小得多。中国也不能因为日本核电站泄漏和辐射问题就完全停止我们的核电发展。

  韩晓平认为,虽然目前日本的核电危机肯定会对世界利用核电带来一些不利的影响,但是不足以动摇人类继续使用核能发电的技术道路,在日本核电泄漏发生以后,美国、俄罗斯、欧盟等已经相继表示不会放弃继续使用核电。

  中国仍需重新审视核电战略

  记者了解到,自从2007年国家发改委发布《核电中长期发展规划》以来,我国核电事业就进入了较大发展阶段。截至目前,中国一共有13个运行中的核反应堆,总发电量达10.8吉瓦。根据规划,到2020年,我国核电运行装机容量可争取达到4000万千瓦;核电年发电量达到2600至2800亿千瓦时。目前,全球在建的核电站一共有56个,其中亚洲国家在建的有37个,而中国就占了21个。

  马伯强对记者表示,中国继续发展核电并不意味着中国的核电就可以对未来掉以轻心,现在中国必须重新审视自己未来的核电战略,在发展核电上,必须要在安全性上做到万无一失,尤其要对大型地震、海啸等大型自然灾害要有充分考虑,并设置相关的应对措施。

  相关专家对我国核电发展战略的建议在国家高层很快就有了回应。3月16日,国务院总理主持召开国务院常务会议,会议决定:立即组织对我国进行全面安全检查,通过全面细致的安全评估,切实排查安全隐患,采取相关措施,确保绝对安全;其次要切实加强正在运行的安全管理,所在单位要健全制度,严格操作规程,加强运行管理。监管部门要加强监督检查,指导企业及时发现和消除隐患。

  国家核电技术公司的专家告诉记者,就一般情况而言,现在各个核电国家就核电安全监管的程序和相关法律都比较严格,但是在具体执行过程中,一些企业的执行就会出现一些差别,对我国的核电企业而言,监管部门加强对核电企业的监管、要求其执行最为严格的安全标准就显得尤为重要。

  根据国务院的要求,我国在建的核电站也将被进行全面检查,要用最先进的标准对所有在建核电站进行安全评估,存在隐患的要坚决整改,不符合安全标准的要立即停止建设。而对于现在和以后新上的核电项目,审批将会更加严格。目前国务院已经要求抓紧编制核安全规划,调整完善核电发展中长期规划,核安全规划批准前,暂停审批核电项目包括开展前期工作的项目。

  “本次日本核泄漏发生以后,中国的核电产业会进行一些收缩,可能不会像原来规划的那样发展那么快了。”韩晓平对记者表示。

  记者了解到,目前中国发展核电尽管已经出台了不少行政规定予以约束,但是清华大学的一位专家在接受记者采访时表示,发展核电最为关键的还是需要用法律去约束。可是令人遗憾的是,目前我国在这方面却存在着空白。

  据了解,为了合理科学地利用核能,美国在1945年就制定了原子能法,而后英国和加拿大等国也出台了该法律。现在,世界上30余个核电国家,没有原子能立法的国家很少,像泰国、马来西亚、印尼、越南等国虽然还没有核电厂甚至也没有核电发展计划,国内只有不多的研究用反应堆,却也早早地制定了原子能法。但是我国至今还没有出台《原子能法》,这和我国的实际情况极不相符。

  其实,我国早在1984年就开始准备制定《原子能法》,但是由于多方面因素的掣肘,到现在拖了27年之久这部法律还没有出台。专家表示,本次日本核电站泄漏事件的发生,提醒我们应该尽快制定《原子能法》或者出台《核电安全法》。