中国连云港田湾核电站安全发电的担忧
中煤科工集团西安研究院 王文祥

摘要

本文借鉴2011年3月11日日本福岛因大地震发生核泄漏事件,结合连云港地震局、赣榆地震局、西安地震局、台湾花莲大学使用同类型——MDCB型地震前兆监测仪,监测附近潜伏震源区活动的电磁波异常特征和2012年6月17日在台湾花莲附近发生的5级地震,说明了目前连云港田湾核电站在未来不久正面临着其附近发生较大地震时有可能导致核泄漏事故发生的危险局面。

关键词: 地震 核泄漏 电磁波异常 临震预报

中国江苏省连云港市连云区田湾核电站一期工程建设2台单机容量106万千瓦的俄罗斯AES-91型压水堆核电机组,设计寿命40年,年平均负荷因子不低于80%,年发电量达140亿千瓦时。该核电站今后能否安全发电,自从2011年3月11日日本大地震引起福岛第一核电站出现的核泄漏事故发生之后,同样困扰着田湾核电站和连云港市的领导,使人们不得不对核发电能否安全重新给予审视,以噎废食者不可取,但盲目乐观者亦不可取。对于核泄漏只有做到知其源、熟其性、防患于未然才能做到利用原子能永远朝着有利于人类生存的道路上发展。其中因受地震波的冲击是导致核电站出现核泄漏的一个重要原因,因此在地震未发生之前,提前几天、十几天做出预报是保障因地震出现核泄漏的重要防范措施之一。

1. 目前世界上核电站选址存在着一种误区

核电站在选址之前,大都要远离大的断裂构造。这是因为人们已经注意到,地震的发生多与断裂构造

有关,担心该断裂附近一旦发生地震,会导致核泄漏事故发生。地震成因有两种【1】,上面核电站的选址只是注意到其中的一种——这就是在断层基础上诱发地震,而忽略了另外一种,就是地震发生后断裂形成断层。所以核电站在选址问题上正确的提法应该是——

核电站要远离地下潜伏的震源区。

这样未来准备建的核电站和已经建成的核电站,就都存在着图1中提到的核电站周围是否潜伏着几级地震震源区这种问题,都需要认真进行探讨。

当一个地方建成核电站,必需要查清在其方圆80公里范围内,地面上哪个地区潜伏着几级地震震源区(应力高值区),在80—160公里范围内哪个地区潜伏着几级地震震源区?在大于160公里以远哪个地区潜伏着几级地震震源区。

图1 核电站周围多少公里范围内潜伏着破坏性地震震源区示意图

那么连云港田湾核电站周围是否潜伏着地震危险区。由于在该地区没有进行过地下5、7、10Km地应

力普查,所以具体情况不清楚,但我们可以从连云港地震局、赣榆地震局使用MDCB—3型、5型仪器【2-3】在该地区监测的地震前兆去分析,结合该类型仪器在陕西西安、台湾花莲MDCB—5型仪器监测的地震前兆进行类比研究。就可以间接了解该地区未来实施核发电是否在该地区发生较大地震时能做到安全生产。

2.中煤科工集团西安研究院MDCB—6型仪器对西安附近潜伏的震源区监测

该仪器从2005年11月开始在中煤科工集团西安研究院地质所监测,到2006年8月,经和西安市地震

局协商,将该仪器移到北院门西安市政府院内西安市地震局办公楼对西安附近三个潜伏的震源区进行监测,监测结果如图1.

图1 仪器监测地址发生变化后对相同震源区监测得出不同监测效果
图1中说明了各震源区内的岩石在地应力作用下,岩石发生微破裂、小破裂时产生的脉冲电磁波传播途径不同,导致仪器因为监测的地理位置发生变化后,仪器对各震源区内产生的脉冲电磁波表现出不同的监测情况。左侧说明仪器在西安分院监测时,仪器对各震源区监测处于不灵敏的部位,但在西安市地震局,该地理位置相对于各震源区来说,处于灵敏部位,所以一旦震源区活动增强,震源区内的电磁场就对仪器造成“屏蔽”效应,导致仪器监测不到数据。这种情况一直持续到2007年1月18日,其后仪器每天监测不到数据,一直到2007年3月上旬,西安市地震局认为仪器发生故障,我们认为,是震源区活动增强的结果。最后建议换个地方进行监测移到长安县地震局,结果仪器在该地监测,仍然出现上述情况,仪器开机后立即处于死机状态。这时只好将仪器运回西安分院,结果在西安分院仪器接通电源,立刻转入正常工作状态,但这时监测曲线也出现了在2006年8月26日以前从没有出现过的现象,数据监测有回零现象,详见图2。

图2 仪器由西安市地震局、长安县地震局再回到西安研究院马上转入正常监测状态

3.MDCB—5型仪器在台湾花莲大学2012年的监测

该仪器在台湾花莲大学一直监测正常,到2012年3月1日以后,仪器监测不到数据,来邮件谈及此事,我们指导现场怎样操作仪器都没有数据显示,最后只好将仪器寄回大陆进行维修。但当仪器维修对其检查时,却发现该仪器接通电源后即马上开始工作。但将仪器寄回花莲大学,结果仪器仍然出现原来监测不到数据这种情况,就在双方交换意见过程中,2012年6月17日 09:01:54 ,就在花莲大学附近(北纬23.672°、东经121.578°地下 9.9公里处)发生了Ms5.0地震。试想如果台湾花莲大学附近就有核电站,在这次地震中会不会引起核泄漏,这将有待于实践来经验。

4.目前连云港田湾核电站有可能正处在台湾花莲大学的境遇

4.1连云港地震局MDCB—5型仪器对周围震源区活动监测的情况

连云港地震局使用MDCB—3型地震前兆监测仪监测地震前兆信息。该仪器20分钟采集一次数据。一直到现在。2010年秋季全国MDCB法电磁波联网预报地震协作组计划将连云港地震局的3型仪器升级为5型仪器。由于5型仪器是20秒采集一次数据,在20分钟内要采集60次,结果升级后,发现仪器经常出现死机,监测不到数据。最后连云港地震局为了保持监测数据的连续性,又改为20分钟采集一次数据,结果仪器监测仍如以往,一直到现在。MDCB—5型仪器出现的这种现象说明该地区的仪器对周围震源区的监测,已经监测到其附近一个潜伏的震源区正在剧烈活动,由于MDCB—5型仪器20秒采集一次数据,再加之仪器灵敏度较高,所以经常出现死机或数据为零的现象。而MDCB—3型仪器20分钟采集一次数据,仪器灵敏度可能较低,所以对其附近潜伏的震源区监测没有出现死机或数据为零的现象。

4.2赣榆地震局MDCB—5型仪器对周围震源区活动监测的情况

赣榆地震局使用MDCB—5型地震前兆监测仪监测地震前兆信息。该仪器自安装后监测一直正常。到

2010年8月13日仪器开始出现经常死机,不能正常工作。后到西安进行维修,寄回赣榆地震局,仪器仍然不能工作,担心在邮寄过程中可能出现故障。后派人带仪器到西安检查,结果仪器在西安监测正常,但回到赣榆,则仪器不能工作。这种现象与上面台湾花莲大学仪器监测情况相同。

5.结论和建议

鉴于连云港田湾核电站周围连云港地震局、赣榆地震局MDCB型地震前兆监测仪监测的情况与台湾花

莲大学仪器监测的情况相同,因此有可能在其周围潜伏着5、6级地震背景场的震源区。该震源区一旦地震,田湾核电站是否会出现核泄漏,取决于地震发生之前,核电站是否采取了相应防范措施,而要做到这一点,关键是在地震发生前几天,连云港地震局能够对这次地震做出准确的预报。

鉴于上述认识,因此建议

1.对连云港及其周围地区500公里范围内进行5、7、10公里地应力普查,确定其周围潜伏的震源区

具体位置、震级大小。

2.以连云港地震局为中心台站,在其周围建立MDCB法近区、远区台站实行联网监测,捕捉未来发

震的临震信息,适时做出预报,为核电站采取必要防范措施赢得一定的时间。

面对田湾核电站所面临的震情局势,提前将其潜在的危险性提出,之后得到验证这是科学地预言,等到地震发生,出现核泄漏再提出来这是马后炮。考虑到如果出现核泄漏将会给江苏、山东沿海一带带来巨大的经济损失,因此撰写了该篇文章,以期能引起有关核电站领导、当地政府领导的重视,未雨绸缪。



参考文献

1. 论及地震短临预报,王文祥,刘勇等,陕西人民出版社,1997年3月

2. 怎样预报观测台站周围、国内外最近7天地震 王文祥,杨武洋,陕西人民出版社,2006年7月

3. MDCB法预报地震系统简介 王文祥杨武洋2006年7月24日 西太平洋国际地球物理会议 宣讲论文