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戴維斯峽谷核電站：華夏公益教科書/福島第一核電站事故

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海嘯 戴維斯峽谷核電站：華夏公益教科書
福島第一核電站事故 		關注科學家聯盟

日本時間 3 月 13 日 7:30，東京電力公司準備釋放放射性蒸汽，表示“釋放的輻射量很小，不會對人體健康造成影響”[1]，並在日本時間 8:41 和 9:20 進行手動排氣。[2] 日本時間 3 月 13 日 9:25，操作員開始使用消防車泵將含有硼酸的水注入主安全殼 (PCV)。[3][4] 當水位繼續下降，壓力繼續上升時，注入的水在日本時間 13:12 轉為海水。[5] 到日本時間 15:00，人們注意到，儘管加了水，反應堆的水位並沒有上升，輻射量卻增加了。[6] 最終記錄到水位上升，但水位卡在反應堆堆芯頂端以下 2 米處。其他讀數表明情況可能並非如此，儀表可能出現故障。[2]

日本時間 3 月 14 日 1:10，停止向主安全殼 (PCV) 注入海水，因為備用池中的所有水都用完了。供應在日本時間 3:20 恢復，水注入恢復。[4] 3 月 15 日上午，日本經濟產業大臣枝野宣佈，據東京電力公司稱，在 3 號和 4 號反應堆附近的一個地點，檢測到等效劑量率為 400 mSv/h。[7][8][9] 這可能是由於 4 號機組爆炸產生的碎片造成的。[10]

爆炸

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日本時間 3 月 13 日 12:33，日本政府首席發言人枝野幸男表示，3 號機組外殼內正在積聚氫氣，就像 1 號機組發生過的那樣，威脅著發生相同型別的爆炸。[11] 日本時間 3 月 14 日 11:15，福島第一核電站 3 號反應堆周圍建築物發生了預期的爆炸，這是由於積聚的氫氣發生點火造成的。[12][13] 日本原子能安全保安院 (NISA) 報告稱，與 1 號機組一樣，反應堆建築物頂層被炸飛，但內部安全殼沒有破損。這次爆炸比 1 號機組的爆炸規模更大，在 40 公里外都能感覺到。反應堆內部的壓力讀數在日本時間 11:13 穩定在約 380 kPa，在 11:55 穩定在 360 kPa，而標稱值為 400 kPa，最大記錄值為 840 kPa。水注入持續進行。服務大廳記錄到 0.05 mSv/h 的劑量率，工廠入口記錄到 0.02 mSv/h。[14] 當天有報道稱，有 11 人在爆炸中受傷。[15] 《每日電訊報》報道稱，來自日本中央核生化武器防禦部隊的 6 名士兵在爆炸中身亡。[16] [存疑 – 討論]，但只有日本報道了受傷情況。東京電力公司和 NISA 宣佈，4 名東京電力公司員工、3 名分包商員工和 4 名自衛隊士兵受傷。[17][18] 美國核工程師阿諾德·岡德森 指出，與 1 號機組的氫氣爆炸相比，這次爆炸的能量更大，垂直碎片噴射更高，因此他推測 3 號機組的爆炸涉及快速臨界，它是由乏燃料池材料中的氫氣爆炸引發的，而這種爆炸是由建築物中最初發生的較小的氫氣爆炸引發的機械破壞觸發的。[19]

乏燃料池

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3 月 16 日日本標準時間約 10 時，NHK 直升機在距離福島第一核電站 30 公里處拍攝到從核電站冒出的白色煙霧。官員們推測 3 號反應堆機組是最有可能的源頭，並表示其安全殼可能已被破壞。[20] 3 號和 4 號反應堆的控制室在日本標準時間 10 時 45 分被疏散，但工作人員在日本標準時間 11 時 30 分被允許返回，並恢復向反應堆注水。[21] 日本標準時間 16 時 12 分，自衛隊 奇努克直升機 準備向 3 號機組澆水，從建築物頂層冒出的白色煙霧被認為是反應堆建築物頂層燃料棒冷卻池中的水沸騰蒸發，4 號機組的冷卻池也缺水。當直升機測量結果顯示輻射水平為 50 毫西弗時，任務被取消。[22][23] 日本標準時間晚上 21 時 06 分，政府報告稱 3 號反應堆不太可能受到重大損壞，但仍然是他們的最高優先事項。[24]

3 月 17 日凌晨，東京電力公司請求軍方再次使用直升機向反應堆注水。[25] 日本標準時間大約 10 時，直升機進行了 4 次海水投放。[26] 防暴警察使用水炮向反應堆建築物頂部噴水，隨後被配備噴水車的自衛隊成員替換。3 月 18 日，一支消防員隊伍接手了這項任務，6 臺消防車每 40 分鐘噴灑 6 噸水。此外還有 30 輛超救援車參與噴水作業。[27] 由於擔心 3 號機組的爆炸可能損壞了冷卻池（截至 3 月 22 日，共噴灑了 3742 噸水），每天都持續噴水到 3 月 23 日，並輪換人員以最大限度地減少輻射暴露。[7] 3 月 22 日，控制室的照明恢復，因為連線了一個新的電網電源，到 3 月 24 日，可以使用冷卻和淨化系統向乏燃料池新增 35 噸海水。[28] 3 月 21 日，據報道 3 號機組東南角冒出灰色煙霧。乏燃料池位於建築物的這一部分。工作人員從該區域撤離。東京電力公司聲稱輻射水平沒有明顯變化，煙霧在同一天晚些時候消散。[29]

3 月 23 日，3 號機組冒出滾滾黑煙，導致工作人員再次從工廠撤離，儘管東京電力公司官員表示工廠的輻射水平沒有相應飆升。“我們不知道煙霧的原因，”核安全域性的西山英彥說。[30] 4 月 27 日，東京電力公司將其對 3 號機組受損燃料的估計從 25% 修正為 30%。[31] 5 月 10 日，3 號機組乏燃料池中水的輻射測量結果顯示，放射性銫-134 為每立方厘米 140 千貝克，銫-137 為每立方厘米 150 千貝克，碘-131 為每立方厘米 11 千貝克。[32]

乏燃料池發生臨界反應的可能性

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東京電力公司聲稱，暴露的燃料元件發生 臨界反應 的可能性很小，但並非為零。[33][34] 英國廣播公司評論稱，臨界反應永遠不會意味著核爆炸，但會導致放射性物質持續釋放。[33] 由於輕水反應堆使用的濃縮鈾水平 較低，臨界反應通常被認為極不可能發生。[35][36][37] 但是，低劑量輻射研究人員和反核活動家 克里斯托弗·巴斯比 在 今日俄羅斯 上推測，摧毀 3 號反應堆機組建築物的爆炸是乏燃料池發生的某種“核爆炸”。[38] 同樣，正如上面提到的，阿尼·岡德森推測，2011 年 3 月 13 日位於 3 號反應堆機組建築物頂層的乏燃料池發生的爆炸是 瞬發臨界反應。[39]

5 月 11 日，東京電力公司釋出了來自乏燃料池的水下機器人影片。影片顯示，大量的碎片汙染了冷卻池。根據水樣，未具名專家和東京電力公司認為燃料棒“基本上沒有損壞”。[40][32]

反應堆堆芯受損

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3 月 25 日，官員們宣佈反應堆壓力容器可能被破壞並洩漏放射性物質。受汙染的水的高輻射水平阻礙了工作。[41] 日本原子能和工業安全機構 (NISA) 於 3 月 30 日重申了對 3 號機組洩漏的擔憂。[42] NHK 世界報道了 NISA 的擔憂，即“空氣可能在洩漏”，很可能是透過“反應堆下方控制棒插入位置的弱化閥門、管道和開口”洩漏，但“沒有跡象表明反應堆壓力容器存在大型裂縫或孔洞”。[42] 與其他反應堆一樣，將水從冷凝器儲層轉移到抑制池湧浪箱，以便冷凝器可以用於容納從地下室抽出的放射性水。[43] 5 月 15 日，東京電力公司透露，容納核燃料的壓力容器“很可能損壞並洩漏了 2 號和 3 號機組的水”，這意味著泵入反應堆的數千噸水大部分都洩漏了。[44]

4 號反應堆機組

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乏燃料池內部檢視。還可以看到水面上裝載起重機的倒影。

地震發生時，4 號機組因更換蒸汽發生器和補充燃料而自 2010 年 11 月 29 日起已停止執行。[45][46] 2010 年 12 月，所有 548 根燃料棒已從反應堆轉移到反應堆建築物上層樓層的乏燃料池中。[47] 這些燃料棒被存放在裝有硼的支架中，以抑制任何核反應。[10] 乏燃料池用於在燃料棒從反應堆中取出後的一段時間內儲存它們，目前包含 1,479 根燃料棒。[48] 最近活躍的燃料棒比舊燃料棒產生更多的衰變熱。[49] 3 月 14 日星期一日本標準時間 04:00，池中的水溫已達到 84 °C，而正常值在 40–50 °C 之間。[10] 國際原子能機構在 3 月 15 日日本標準時間 19:00 收到通知，稱水溫仍然保持在 84 °C，但截至 3 月 18 日，未收到進一步的資訊。[7][50] 4 月 11 日，4 號機組發生火災。

爆炸

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3 月 15 日日本標準時間大約 06:00，爆炸破壞了 4 號機組反應堆的 4 層屋頂區域，以及相鄰的 3 號機組的一部分。[51][52] 爆炸被認為是由乏燃料池附近積累的氫氣點燃引起的，最初認為氫氣來自儲存的燃料棒，但後來，東京電力公司認為氫氣來自 3 號機組。[53] 後來，美國核監管委員會的報告推測，在此次爆炸中，4 號機組乏燃料池可能發生了燃料噴射。[54] 3 月 15 日上午 09:40，4 號機組乏燃料池起火，可能釋放了那裡儲存的燃料中的放射性汙染物。[55][56] 東京電力公司表示，工人在 12:00 撲滅了大火。[57][58] 隨著輻射水平上升，一些仍在工廠工作的員工被撤離。[59] 3 月 15 日上午，日本經濟產業大臣枝野幸男宣佈，根據東京電力公司的報告，在 4 號機組測得的輻射劑量當量率達到 100 mSv/h。[8][9] 枝野幸男表示，沒有持續釋放“高輻射”。[60]

日本核安全機構（NISA）報告稱，爆炸後，4 號機組外圍建築物的一堵牆上出現了兩個洞，每個洞面積為 8 平方米，即 64 平方米（690 平方英尺）。[61] 17:48 有報道稱，乏燃料池中的水可能在沸騰。[62][63] 3 月 15 日 21:13，4 號機組控制室內的輻射阻止了工作人員在那裡長期停留。[64] 工廠有 70 名員工留守，而 800 名員工已被撤離。[65] 22:30，據報道東京電力公司無法向乏燃料池注水。[10] 22:50，該公司正在考慮使用直升機投水，[65][66] 但由於對安全性和有效性的擔憂，這項計劃被推遲，而考慮使用高壓消防水帶代替。[67]

3 月 16 日日本標準時間 05:45，一名工人前往 4 號機組中央控制室送電池時，在反應堆建築物的西北角發現了一處火災。[68][69] 此事已向當局報告，但在 06:15 進行進一步檢查時，沒有發現火災。其他報道稱，火勢已被控制。[70] 11:57，東京電力公司釋出了一張照片，顯示“建築物外牆的大部分已經倒塌”。[71] 技術人員考慮從直升機上向建築物噴灑 硼酸。[72][73]

乏燃料池

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3 月 16 日，美國核監管委員會（NRC）主席 格雷戈裡·亞茨科 在國會作證時表示，NRC 認為乏燃料池中的所有水都已沸騰乾涸。[74][75] 日本核當局和東京電力公司對此報告予以反駁，但當天晚些時候，亞茨科堅持自己的說法，稱其已得到日本方面的訊息來源證實。[76] 13:00，東京電力公司聲稱，直升機觀測表明，乏燃料池沒有乾涸。[77] 法國核安全與防護研究所（IRSN）也同意這一說法，稱直升機機組人員根據對 4 號機組的目視檢查，將計劃中的水投放轉移到了 3 號機組。[78]

3 月 16 日大約 14:30，東京電力公司宣佈，位於 4 號機組安全殼區域外的儲水池[79] 可能在沸騰。日本標準時間大約 20:00，計劃使用警用水炮向 4 號機組噴水。[80]

3 月 18 日，有報道稱，噴入乏燃料池的水比蒸發速度快，這意味著有洩漏。[81][82] 3 月 20 日，SDF 的軍用卡車向建築物噴水，試圖補充水池。[83] 3 月 22 日，澳大利亞軍方用飛機運送了 Bechtel 公司擁有的機器人裝置，用於遠端噴水和觀察水池。The Australian 報道稱，這將提供對反應堆建築物中“最危險”的水池的第一個清晰檢視。[84]

國際原子能機構報告稱，“從 3 月 22 日到 25 日，每天使用配備長鉸接臂的 混凝土泵 向乏燃料池中注入 130 到 150 噸海水。從 3 月 24 日世界標準時間 21:05 到 25 日 01:20，還透過乏燃料冷卻系統注入海水。截至 3 月 25 日世界標準時間 23:00，仍可觀察到反應堆建築物冒出白煙。”[85] 3 月 29 日，海水更換為淡水。[86]

對 4 月 12 日收集的乏燃料池水的分析表明，雖然儲存在那裡的 1535 個燃料元件中可能有一些受損，但根據測量的輻射水平，大多數儲存在那裡的燃料元件完好無損。[87] 東京電力公司進一步表示，“4 號機組燃料池中的燃料棒在損壞過程中釋放了銫-134 和 -137”，並且東京電力公司將“需要繼續監測它”。[88] 4 月 13 日，東京電力公司報告稱，乏燃料池的溫度已上升至 90 攝氏度，水池上方 6 米處的輻射水平已達到 84 毫西弗/小時。[88] 後來的調查表明，此次峰值是由於未能正確地將 SFP 浸入水中造成的。[89] 截至 4 月 25 日，東京電力公司仍在向水池中泵入 70 到 210 噸水，注入量根據水池中的溫度而變化。東京電力公司還報告稱，為了防止“水的重量會削弱反應堆建築物”，他們試圖將注入水池的水量降至最低。[90] 4 月 28 日，東京電力公司宣佈，他們認為水池沒有洩漏，只是蒸發了。東京電力公司基於以下計算得出了這個結論：儲存在水池中的乏燃料產生的熱量預計每天會蒸發 140 到 210 噸水，與他們新增的補充水量一致。[91] 5 月 9 日，東京電力公司開始安裝 4 號機組乏燃料池的支撐結構，因為擔心爆炸可能會削弱結構。[92]

乏燃料池發生臨界反應的可能性

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4 月 30 日對 4 號機組乏燃料棒池的目視檢查顯示，水池中的燃料棒沒有明顯的可見損壞。這一觀察結果與關於快速臨界性的推測不一致。[93]

5 號和 6 號機組

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5 號和 6 號機組連線到 500 千伏雙葉線

地震發生時，兩臺反應堆都處於離線狀態（5 號機組於 2011 年 1 月 3 日停運，6 號機組於 2010 年 8 月 14 日停運），儘管它們仍有燃料，但不同於 4 號機組，4 號機組的燃料棒在地震前已取出。[48]

政府發言人枝野 3 月 15 日表示，正在密切監測 5 號和 6 號機組，因為冷卻過程執行不佳。[60][94] 日本標準時間 09:16，正在考慮拆除 5 號和 6 號機組反應堆建築物的屋頂面板，以便讓任何氫氣逸出。[7] 3 月 15 日 21:00，5 號機組的水位據報道比燃料棒高出 2 米，但在 5 個小時內下降了 40 釐米。[7] 3 月 18 日釋出的水溫資料顯示，5 號機組內部為 182 攝氏度，6 號機組內部為 161 攝氏度。[95]

3 月 17 日，據報道，6 號機組已啟動柴油發電機，並將用於為 5 號機組的泵供電，以執行補水冷凝系統 (MUWC)，以提供更多水。[7] 一旦外部電力能夠恢復到工廠，就已做好準備向反應堆壓力容器中注入水，因為反應堆的水位被認為正在下降。[7] NISA 報道稱，3 月 20 日，透過新電纜和變壓器完成了所有機組的電網連線。[96]

提供給國際原子能機構的資訊表明，3 月 14 日日本標準時間 19:00 到 3 月 18 日日本標準時間 21:00 之間，5 號和 6 號機組的儲池溫度穩定在 60 到 68 攝氏度左右，但仍在緩慢上升。[7] 3 月 18 日，反應堆水位仍維持在燃料棒頂端以上約 2 米。[50][97] 已確認已拆除 5 號和 6 號機組屋頂上的面板，以使任何氫氣逸出。[7] 3 月 19 日 04:22，6 號機組的 A 號應急發電機組的第二臺機組重新啟動，這使得 5 號機組餘熱排出系統 (RHR) 的 C 號泵能夠執行，從而冷卻乏燃料儲池。[98] 當天晚些時候，6 號機組的 B 號泵也重新啟動，以允許冷卻那裡的乏燃料池。[7][99] 3 月 19 日日本標準時間 18:00，5 號機組水池溫度降至 48 攝氏度。[100] 3 月 20 日，5 號機組水池溫度降至 48 攝氏度，6 號機組水池溫度降至 41 攝氏度。[83] 3 月 20 日，NISA 宣佈，兩臺反應堆已恢復到冷停堆狀態。[101][102]

3 月 23 日，有報道稱，5 號機組的冷卻泵在從備用電源切換到電網電源時停止工作。[103][104] 該問題大約 24 小時後得到修復，冷卻恢復正常。3 月 25 日，6 號機組的 RHR 冷卻切換到永久電源。[105]

輻射水平和放射性汙染

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電站周圍汙染區域地圖（3 月 22 日至 4 月 3 日）。
主要文章：福島第一核電站事故輻射影響

由於有意排放以降低氣體壓力，有意將冷卻水排放到海中以及意外或不受控制的事件，福島反應堆安全殼已釋放出放射性物質。TEPCO 核電和電站選址部的代理負責人松本淳一在[4 月 12 日]的新聞釋出會上承認了福島事故的嚴重性，稱“儘管[切爾諾貝利和福島]事故的細節不同，但從釋放的輻射量來看，[福島]事故與切爾諾貝利事故相當或更加嚴重”。[106]

根據日本核安全委員會的資料，朝日新聞報道稱，到 3 月 24 日，事故可能已排放了 30,000 到 110,000 TBq的碘-131。[107] 3 月 16 日，外部報告的最高輻射劑量率為 1000 mSv/h。[108] 3 月 29 日，在 2 號機組附近，輻射監測一度受到阻礙，因為人們認為一些輻射水平可能超過 1000 mSv/h，但“1000 毫西弗是其測量裝置的上限”。[109] 事故發生後，日本核工作人員的最高允許劑量增加到每年 250 mSv，用於緊急情況。[110][111] TEPCO 因未為其工作人員提供足夠的安全裝置而受到批評，包括缺乏監測和淨化裝置的指控，以及將最危險的工作交給分包商的指控。[112][113][114][115]

日本厚生勞動省宣佈，在福島地區生產的牛奶以及茨城縣某些蔬菜中檢測到放射性水平超過法定限值。3 月 23 日，東京的自來水中的放射性水平超過了嬰兒安全標準，促使政府向有嬰兒的家庭分發瓶裝水。[116] 3 月 22 日，在電站排放口附近的海水樣本中檢測到碘-131 的水平升高，到 3 月 29 日，碘-131 的含量已達到法定限值的 3,355 倍。此外，銫-134 和銫-137 的濃度也遠超法定限值，其含量超過限值的 100 倍以上。

地下室、電纜溝和管道隧道的汙染

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福島電纜溝和隧道的側檢視。1：反應堆建築，2：汽輪發電機和相關冷凝器。

如右側圖表所示，福島第一核電站設有許多電纜溝和管道隧道，從每個機組的反應堆（圖表 #1）延伸至機組的汽輪機房（圖表 #2），再延伸至海邊（圖表 #6 的右側）。[117] 在某些位置，這些連線是開放式電纜溝，而在其他位置，這些連線是管道隧道。[117]

3 月 27 日，在恢復 2 號機組供電的工作中，TEPCO 報告稱 2 號機組汽輪機房地下室的水中輻射水平非常高。[118] 雖然最初報告的輻射水平比平時高出 1000 萬倍，但後來發現是錯誤的，但輻射測量值仍然比平時高出 100,000 倍以上。[119] 3 月 28 日，核安全委員會宣佈懷疑“2 號機組暫時熔化的燃料棒中的放射性物質已經進入反應堆安全殼中的水中，然後透過未知的途徑洩漏”。[120] 後來，在三個機組的電纜溝中發現了高放射性水。[121][122] 這些電纜溝延伸至海邊，但沒有直接連線到海邊（見圖表 #6）。[121][122] 3 月 30 日，2 號機組和 3 號機組的電纜溝的水位距溢位至海面的水平低 1 米。[122] 相比之下，1 號機組的電纜溝距離溢位僅有 10 釐米。[122]

電纜溝中高水位以及它們可能溢位至海面的情況使冷卻工作變得更加複雜，因為人們認為用於冷卻反應堆的水也會填滿電纜溝。[109] 因此，用大量淡水冷卻 2 號機組預計會導致電纜溝充滿水並溢位至海中，從而加劇放射性物質的釋放。[109] 因此，TEPCO 將注入 2 號機組的水量從每小時 16 噸減少到 7 噸。[121] TEPCO 採取了兩種方法來防止高放射性水洩漏到海中。[123]

從地下室抽水

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為福島綜合體建造符合國際標準的應急泵閥，橫田基地

防止隧道水洩漏到海里的第一個方法是抽乾隧道。從3月27日開始，運營商試圖將水從渦輪機大廳地下室（見下圖#2的隧道）抽到冷凝器（大型黑色容器）。[124][125] 透過將水從地下室抽走，東京電力公司希望降低溝渠水位，減少溢位到海里的可能性。然而，“兩個冷凝器都滿了”，這阻止了抽水。[126] 因此，使用每小時可以轉移10到25噸水的泵將冷凝器水轉移到儲水箱中，騰出冷凝器儲存空間用於存放2號機組地下室的水。然而，由於儲水箱和冷凝器幾乎都滿了，東京電力公司還考慮使用油輪或“大型浮動平臺”作為放射性水的臨時儲存地點。[127][128] 不管海上是否可以儲存受放射性汙染的水，東京電力公司都決定在4月5日將大約100倍於法定限量的最少汙染水從廢水處理廠排放到海里，以騰出儲存空間。[129][130])。[130][131] 同時，在4月5日，東京電力公司開始將1-3號機組的冷凝器水泵入其各自的冷凝儲存罐中，騰出空間用於存放溝渠水。[131]

堵住水源
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高放射性水透過礫石層洩漏路線。
1:反應堆廠房，2:渦輪機廠房，3:注入矽酸鈉。

東京電力公司用來限制溢位到海里的第二種方法是堵住連線到溝渠的坑裡的洩漏點。最終，在2號機組（4月1日發現）和3號機組（5月11日發現）的坑裡發現了洩漏。[132][133] 雖然在3號機組中後來發現的洩漏據報道在一天內就被堵住了，[132] 但2號機組的坑洩漏花了更長的時間才停止。

4月1日發現的2號機組坑洩漏位於2號機組反應堆地下室附近，在溝渠系統上方。[122] 當時報道，坑裡的裂縫是溝渠系統的主要水源；[122] 然而，當時3號機組的洩漏還不知道。[132][133] 東京電力公司報告稱，2號機組的洩漏是由一條20釐米大小的裂縫造成的，並且可能從3月11日9級地震襲擊工廠到4月6日最終被堵住期間一直都在洩漏。[134][135] 然而，坑上方的輻射水平超過1000 mSv/h（1 Sv/h，100 Rem/h），阻礙了技術人員安全工作。[136] 無論如何，東京電力公司試圖使用沙袋和混凝土來堵住洩漏。[122] 然而，到4月2日，東京電力公司承認水仍然在洩漏到溝渠和海里。[137] 4月2日，東京電力公司表示，他們再次試圖堵住漏洞，這次使用了2000升合成樹脂。[138] 東京電力公司試圖注入一種高吸水性聚合物，用於尿布，注入通往坑的管道；這種吸水劑還與鋸末和碎報紙混合。[123][139] 然而，在4月3日和4月4日，這種方法似乎沒有減緩洩漏，導致東京電力公司使用彩色染料來確認洩漏的位置和大小。[140][141] 染料表明洩漏來自一條破裂的管道，並滲透到礫石中進入坑內。[142] 4月5日，東京電力公司開始使用液體玻璃來嘗試阻止洩漏。[142] 最後，在4月6日，東京電力公司在2號機組附近的坑內鑽了一個洞，並向坑內注入了水玻璃（矽酸鈉）。[143] 用於冷卻損壞反應堆的水所攜帶的餘熱加速了注入混合物的凝固。此後不久，東京電力公司宣佈，坑裡的水已經停止洩漏。[144]

為了防止將來出現洩漏，東京電力公司在2號機組安裝了七塊鋼板，這些鋼板將阻止水從工廠的進水口流出（見圖#6）。[144] 預計將在福島其他機組新增更多鋼板。[144] 然而，這些鋼板後來被懷疑“攪動了”放射性碎片，並且顯著增加了海中測得的輻射。[145] 長期來看，東京電力公司“還考慮將粘合劑混凝土倒入2號機組的抑制室，以修補被認為是導致放射性水洩漏到渦輪機廠房和溝渠的漏洞”。[146] 4月21日，東京電力公司估計，在洩漏被堵住之前，520噸放射性水洩漏到海里，釋放了4700 TBq（是工廠年限的20000倍）。[147] 東京電力公司沒有估計從3號機組洩漏中逸出的水量，但確實表示洩漏的水中碘-131、銫-137和銫-134的含量遠遠超過監管限度，[148] 並且洩漏是在發現的當天就被堵住了。[132]

正在進行的努力
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由於洩漏至少暫時被堵住了，東京電力公司於4月10日恢復了3月27日開始的工作，從隧道系統中移除水，以便對工廠的原始冷卻系統進行維修。移除水被認為是必要的，因為水中的放射性物質非常高，超過了1000 mSv/h測量裝置的測量範圍，因此在不移除水的情況下無法安全地進行維修工作。[144][149][150]

截至 4 月 13 日，東電已將約“250 噸高放射性水從溝渠抽入機組的汽輪機冷凝器”，使溝渠水位降低了 4 釐米。[144] 溝渠水位最初約為 99 釐米深。[144] 東電估計，抽水需要“約 40 個小時才能將約 700 噸水從溝渠中抽出”。[144] 最終將不得不從 2 號機組的地下室以及 1 號和 3 號機組的溝渠和地下室中抽出水。[144] 截至 4 月 15 日，東電估計，從溝渠中抽出了 60,000 噸高放射性水中 660 噸。[151] 水位據信已下降了 8 釐米。[152] 東電宣佈，預計將從 4 月 4 日至 10 日從廢水處理廠排放 9,100 噸輕微汙染水，釋放出一些儲存空間，並將開始在這些空間中儲存溝渠中的部分水。[149][153] 然而，在宣佈水位下降後不久，水位又開始回升，4 月 16 日水位上升了 2.5 釐米，[152][153] 4 月 17 日水位上升了 3 釐米，[146] 據信是之前堵塞洩漏到海洋的努力造成的。[152][153] 4 月 19 日，東電估計，2 號機組汽輪機地下室包含 25,000 立方米汙染水，[154] 後來估計這些水含有 400 PBq 的放射性。[155] 然後，4 月 20 日，東電開始將地下室水抽入廢水處理設施。[156] 截至 4 月 27 日，東電已將 189 萬升高汙染水抽入處理廠，並宣佈計劃增加更多抽水能力。[157] 雖然在抽取 2 號機組地下室的水方面取得了進展，但 5 月 14 日，東電宣佈，似乎 1 號機組地下室也“半滿”了放射性水，預計這將延誤清理工作。[158] 5 月 15 日，東電宣佈計劃從 3 號機組汽輪機廠房地下室和溝渠系統中抽取約 22,000 噸汙染水中的約 4,000 噸；地下室水位為 1.4 米。[71]

中央燃料儲存區

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從反應堆中取出的乏燃料元件最初將在其反應堆旁的儲池中儲存至少 18 個月。然後可以將其轉移到中央燃料儲存池。[7] 儲存池包含 6375 個燃料元件，據報道“安全”且溫度為 55 °C。在進一步冷卻後，燃料可以轉移到乾式儲存桶中，這些儲存桶沒有顯示出異常情況。[159] 3 月 21 日，儲存池的溫度略微升至 61 °C，並向池中噴水。[7] 3 月 24 日冷卻系統的電源恢復，到 3 月 28 日，據報道溫度降至 35 °C。[160]

事故等級

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不同核事件的輻射水平比較。

核事故的嚴重程度初步[161] 被評為 國際核事件分級表 (INES) 上的 7 級。該等級從 0 級（表示異常情況，沒有安全後果）到 7 級（表示事故導致大範圍汙染，造成嚴重健康和環境影響）。在福島之前，切爾諾貝利災難 是有記錄的唯一一起 7 級事故，而 三里島事故 是一起 5 級事故。

日本原子能研究開發機構 最初將 1 號機組的事件等級評為低於這兩起事故；3 月 13 日，該機構宣佈將 1 號機組的事件等級定為 4 級，即“具有區域性後果的事故”。[162] 3 月 18 日，該機構將 1 號、2 號和 3 號機組的事件等級提升至 5 級，即“具有更廣泛後果的事故”。該機構將 4 號機組的事件等級定為 3 級“嚴重事件”。[163]

一些機構對日本的分級表示異議，認為當時的情況比他們承認的要嚴重。3 月 14 日，三名俄羅斯專家表示，核事故應被定為 5 級，甚至可能是 6 級。[164] 一天後，法國核安全域性 ASN 表示，福島核電站可以被定為 6 級。[165] 截至 3 月 18 日[更新]，法國核安全域性——以及截至 3 月 15 日，芬蘭輻射安全中心——估計福島核事故的等級為 INES 上的 6 級。[166][167] 3 月 24 日，著名的反核環境組織 綠色和平組織 的一位科學顧問與來自奧地利 ZAMG[168] 和法國 IRSN 的資料合作，進行了一項分析，他在分析中將福島核事故的總等級評為 INES 7 級。[169]

最初氫氣爆炸期間的輻射釋放。

朝日新聞 報紙 3 月 26 日報道稱，根據其計算，事故可能達到 6 級。[107] 華爾街日報 表示，日本的核安全域性將決定是否提高事故等級。[170] INES 6 級，或“嚴重事故”，只適用於 凱施特姆事故 (蘇聯，1957 年)，而唯一一起 7 級事故是切爾諾貝利 (蘇聯，1986 年)。之前的 5 級事故包括 溫德斯凱爾火災 (英國，1957 年)；呂森反應堆 (瑞士，1969 年)；三里島 (美國，1979 年)；以及 戈亞尼亞事故 (巴西，1987 年)。

評估民用核電站的部分或完全熔燬的“嚴重程度”，紐約時報 4 月 3 日報道稱，根據遙感技術，計算機“模擬表明，嚴重事故的數量突然增加了一倍，福島第一核電站的三座反應堆處於某種程度的熔燬狀態”。時報 列舉了此前發生的民用核電站熔燬事故，資訊來自 世界核能協會：三里島；聖勞倫斯核電站 (法國，1980 年，INES 4 級)；以及切爾諾貝利。[171]

4 月 11 日，日本原子力安全保安院 (NISA) 將福島第一核電站事故的級別在 INES 量表上暫時提高到 7 級，其依據是將整個事件作為一個整體進行考慮，而不是將每個反應堆視為獨立的事件（其級別在 3 到 5 之間）。這將使福島成為核工業歷史上第二起 7 級“重大事故”；但值得注意的是，截至 4 月 12 日，福島事故釋放的輻射量約為 1986 年切爾諾貝利事故（同樣被評為 INES 7 級）釋放量的 10%。[161][172]

其他國家輻射情況

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另請參閱：福島第一核事故輻射影響#日本以外的分佈

福島事故導致世界各地（紐約州、阿拉斯加、夏威夷、俄勒岡州、加利福尼亞州、蒙特利爾和奧地利）檢測到“微量”輻射，包括碘-131和銫-134/137。[173][174][175] 一份被廣泛引用的奧地利氣象局報告基於對事故前 10 天幾個全球全面禁止核試驗條約組織 (CTBTO)放射性核素測量設施（德國弗萊堡、瑞典斯德哥爾摩、日本高崎和美國薩克拉門託）的理想觀測資料進行推斷，估計了截至 3 月 19 日釋放的 I-131 輻射總量。[176][177] 該報告根據這些全球測量站估計的 I-131 總排放量在 10 PBq 到 700 PBq 之間。[176] 這一估計值是切爾諾貝利事故釋放的 1760 PBq[176][178] 的 1% 到 40% 的 I-131。[177] 該報告可能沒有更新，但為了比較，4 月 12 日 NISA 報告估計的 I-131 總釋放量（基於日本測量裝置）在較長時間內為 130 到 150 PBq。[178] 這大約是切爾諾貝利事故釋放的 I-131 的 7% 到 9%。[179] 一位在加州測量放射性核素的加州大學伯克利分校核工程教授斷言，“這種沉降不會對健康構成重大威脅”。[180] 撰寫奧地利氣象局報告的專家斷言，“切爾諾貝利事故釋放的放射性物質遠比福島第一核電站目前釋放的放射性物質多，而且放射性元素種類也更多，但造成大多數健康風險的是碘和銫——尤其是在切爾諾貝利核電站附近地區”。[177] 截至 4 月 28 日，美國華盛頓州衛生部（距離日本最近的美國州之一）報告稱，來自福島核電站的放射性物質水平已大幅下降，通常低於標準檢測所能檢測到的水平。[181]

直接沉降產生的輻射

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日本以外國家空氣過濾器檢測到的輻射水平極低。加拿大衛生部表示，在加拿大測量的增加幅度小於現有背景輻射水平的自然日間變化；只有透過分析存在的同位素才能檢測到沉降物的存在，而且總輻射水平沒有明顯增加。[182]

加拿大衛生部將 3 月 18 日加拿大空氣中因福島事故產生的額外輻射量定為 0.5 納希，而背景輻射水平則根據地區不同在 20 到 1200 納希之間。[182]

在美國，監測工作由政府機構——環保署[183]、能源部和衛生部——以及獨立的大學團隊進行。兩者都發現了低水平的輻射。政府機構因釋出資訊速度慢、細節不足而受到批評；核政策學者羅伯特·阿爾瓦雷斯指出，“缺乏透明度助長了不信任”。[184]

雨水和食物中的放射性

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放射性同位素可以透過降水或生物富集（植物/動物，最終包括人類，選擇性地吸收和濃縮特定元素）而濃縮。銫放射性同位素的長期潛在危險性可能大於碘-131，因為它們的半衰期更長（銫-134 為兩年，銫-137 為 30 年）[185]，而碘-131 的半衰期為 8 天，因此它們在環境中持續存在和在生物體中長期積累的風險更大。碘-131 可以被葉類蔬菜和牛奶/乳酪濃縮。CRIIRAD（法國非政府組織）在 4 月 7 日警告稱，歐洲兒童和孕婦應該限制食用這些食物，此外還應避免以雨水為主要飲用水來源，作為一項預防措施，儘管它認為這種風險“非常低”。CRIIRAD 認為，殘留在體外的放射性顆粒或所謂的“直接沉降”的風險微不足道。[186]

在中國[187]和美國加州[188]檢測到低水平的銫放射性同位素。美國環保署在測試的 6 個城市中檢測到牛奶中存在可檢測到的放射性同位素水平，其中夏威夷州希洛市報告的水平最高[189]；銫-134、銫-137 和碘-131 的水平分別為 24 皮居/升 (0.89 貝克勒爾/升)、19 皮居/升 (0.70 貝克勒爾/升) 和 18 皮居/升 (0.670 貝克勒爾/升)。

加州大學伯克利分校的一個團隊在雨水中觀察到 I-131 的峰值水平為每升 540 皮居里 (20 貝克勒爾/升)。這大大超過了環保署對飲用水中放射性碘的標準——每升 3 皮居里 (0.1 貝克勒爾/升)，儘管該標準是基於每天飲用這種水 70 年的情況。[184]

需要注意的是，監管機構設定的允許水平可能會有所不同；美國食品藥品監督管理局 (FDA) 對牛奶的規定水平比美國環保署 (EPA) 對水的規定水平高出數千倍。這部分是由於對產品消費時間的假設不同，部分是由於風險閾值不同。[190]

截至 2011 年 4 月 12 日，尚未發現日本以外地區生產的食品和水受到嚴重汙染。[191]

放射性碎片

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國際太平洋研究中心的海洋學家表示，目前的模型不足以預測從反應堆中衝出的受汙染碎片的行為。[192]

反應

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日本反應和疏散措施

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東京警視廳東京警視廳 機動隊 (防暴警察) 水炮；這種型別用於福島冷卻工廠。[193]
J-village，楢葉，東京電力公司“大本營”所在地。

政府於 3 月 11 日 19:03 宣佈核緊急狀態。最初下令疏散 2 公里，然後是 10 公里。[194] 後來，首相菅直人下達指示，要求工廠周圍 20 公里（12 英里）範圍內的民眾撤離，並敦促居住在 20 公里至 30 公里範圍內的民眾待在室內。[195][196] 距離設施 20 公里至 30 公里範圍內的民眾可以自願疏散。20 公里疏散區沒有嚴格執行，據報道居民已返回家中取回貴重物品。[197] 4 月 21 日，日本政府在政策上的明顯轉變，正式宣佈將更嚴格地執行 20 公里疏散區，每個住宅最多隻能有一人返回，最長不超過 2 個小時。[198][199] 然後在 4 月 22 日，日本政府宣佈將疏散區從 20 公里的“圓形”區域擴充套件到福島工廠西北方向的不規則區域。[199] 5 月 16 日，日本政府開始疏散官方禁區以外的民眾，包括飯館村，該村反覆測得高水平輻射。[200][201]

首相於 3 月 12 日訪問工廠，聽取了簡報。[202] 他呼籲保持冷靜，不要誇大危險。[203] 東京電力公司在J-Village設立了“大本營”，這是一個位於楢葉和廣野的體育訓練中心，距離工廠以南約 20 公里。[204]

3 月 30 日，國際原子能機構宣佈，在 3 月 18 日至 26 日從飯館村採集的樣本中發現了 20 MBq/m2 的碘-131，該村位於福島第一反應堆西北方向 40 公里處。國際原子能機構建議根據其 10 MBq/m2 的標準擴大疏散區域。經濟產業大臣枝野表示，政府將等待觀察高輻射是否持續。[205] 3 月 31 日，國際原子能機構宣佈了在 3 月 19 日至 29 日從飯館村採集的樣本中的新值，為 7 MBq/m2。[206] 該物質每天衰減 8% 到 9%。

危機發生六週後，宣佈了對核電站放射性汙染的環境和健康影響進行大規模研究的計劃。從 5 月開始，來自日本各地的學者和研究人員將與福島縣政府合作。[207]

國際反應

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疏散航班從三澤起飛。

對核事故的國際反應是對 2011 年東日本大地震和海嘯的人道主義反應，以及對受福島第一核電站事件影響的人們的反應。該反應還包括對反應堆發展及其升級風險的擔憂。此外，這些事故促使人們重新評估現有的和計劃中的國家核能計劃，一些評論員對核能復興的未來提出質疑。[208][209][210][211]

美國、澳大利亞和瑞典指示其公民疏散至少 80 公里的半徑。韓國建議撤離超過 80 公里的距離，並制定透過所有可能途徑撤離的計劃。[212][213] 西班牙已建議其公民離開 120 公里的區域。法國大使館，[214] 英國，[118][215] 德國，[216][217][218] 瑞士，[219] 奧地利，[220] 義大利，[118] 澳大利亞，[span>118] 紐西蘭，[221][222] 芬蘭，[223] 肯亞，[224] 以色列[225] 建議其公民甚至離開東京大都市區。[226][227]

前往日本的旅行人數非常少，但一些國家已包機協助希望離開的人。3 月中旬，幾個國家已開始正式努力從日本疏散其公民。[228]

世界衛生組織宣佈將繼續進行未來 20 年的公共衛生研究。[229]

傷亡

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主要新聞來源報道至少 2 名東京電力公司員工在發生地震後的“災難條件下”確認死亡。[230] “這兩名工人分別為 21 歲和 24 歲，身受多處外傷，據信死於失血過多，東京電力公司說。他們的遺體已經過淨化，因為輻射已從該工廠中洩漏了三週。”[231]

據報道，雙葉一家醫院疏散後，有 45 名患者死亡。其中一些人“因三天沒有進食而脫水”。[232]

反應堆狀態摘要

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圖例[233][234]
無立即關切 關切 嚴重情況

清理

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最初，東京電力公司沒有提出重新控制反應堆狀況的策略。德國物理學家和核專家赫爾穆特·希爾施說，“他們在用不適合這種狀況的工具進行臨場應變”。[275] 然而，4 月 17 日，東京電力公司似乎提出了一個廣泛的計劃基礎，其中包括：（1）在大約六到九個月內實現“冷停堆”；（2）“在大約三個月內恢復反應堆和乏燃料池的穩定冷卻”；（3）從六月開始在 1 號、3 號和 4 號機組上安裝“特殊防護罩”；[276][277]（4）安裝“用於存放積聚在汽輪機基座和外部溝渠中的放射性水的額外儲存容器”；[278]（5）使用遙控裝置清理現場；[278] 以及 (6) 使用沉砂圍欄限制海洋汙染。[278] 此前，東京電力公司公開承諾安裝新的應急發電機，其高度高於 3 月 11 日海嘯摧毀的發電機，達到海平面以上 20 米。[279] 東芝和日立都提出了關閉該設施的計劃。[89]

批評人士“並不完全相信東京電力公司能夠按其設定的時間表實現冷停堆”，[278] 因為“挑戰的規模和複雜程度是前所未有的”。[280] 5 號和 6 號機組的長期計劃尚未公佈，“但它們也可能需要退役”。[280]

5 月 5 日，工作人員自事故發生以來首次能夠進入反應堆建築物。[281] 工人開始安裝空氣過濾系統，以清除空氣中的放射性物質，以便更多工人安裝水冷卻系統。[span>281]

嘗試

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圖例
有效 部分有效 無效 不適用或未知


建議

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將硼酸空運到福島，加入冷卻水中。

硼

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官員們已經考慮過將硼酸、硼化塑膠珠或碳化硼顆粒投放到乏燃料池中，以吸收中子。[72][307] 法國在 2011 年 3 月 17 日將 95 噸硼空運到日本[308]，美國則提供了 9 噸。[309] 吸收中子的硼酸已被注入反應堆堆芯，但尚不清楚是否在噴灑乏燃料池 (SFP) 時加入了硼。[282]

石棺

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3 月 18 日，路透社報道[310]，日本核能機構發言人西山秀彥在被問及用沙子和混凝土掩埋反應堆時說：“這個方案一直都在我們腦海中，但我們現在專注於冷卻反應堆。”由於這種方案無法提供冷卻，因此被視為最後的手段，並且需要在樓層下方進行大規模加固，類似於切爾諾貝利核電站石棺。[311]

織物覆蓋

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人們正在努力用織物覆蓋和過濾器來包裹三個受損的反應堆建築，以限制放射性物質的釋放。[312] 在 1-4 號機組周圍建造結構並用布料包裹它們的成本估計為 800 億日元。4 月 6 日，訊息人士告訴共同社，一家大型建築公司正在研究這一想法，並且建築工作“將在 6 月之前開始”。該計劃因其可能“在阻止放射性物質釋放到環境中的效果有限”而受到批評。[276] 5 月 14 日，東電宣佈已經開始清理廢墟，為安裝覆蓋 1 號反應堆建築的布料騰出空間。[313]

清理範圍

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國際專家表示，數百甚至數千人的工作隊伍將需要數年甚至數十年才能清理該地區。[314] 英國國家核公司安全政策部門前成員約翰·普萊斯表示，“可能需要 100 年才能安全地從日本福島核電站移除熔化的燃料棒”。[315] 加州大學伯克利分校核工程教授愛德華·莫爾斯表示

…至少會有六個月的緊急穩定階段，大約兩年的臨時修復階段，以及長達 30 年的全面清理階段。此外，該場地高水平的土壤汙染引發了人們對未來幾十年內人員在該場地工作的可行性的擔憂。[314]

然而，據 BBC 新聞報道，日本反應堆製造商東芝表示，可以在大約 10 年內完成對地震損壞的福島核電站的退役工作，比美國三里島核電站快三分之一。[316] 作為比較，三里島部分熔化堆芯的容器在事故發生後 11 年才首次開啟，清理工作又持續了幾年。

東電在 2011 年 4 月 17 日宣佈，預計在三個月內恢復受損反應堆的自動冷卻系統，並在六個月內將反應堆置於冷停堆狀態。[317]

碎屑

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2011 年 4 月 10 日，東電開始使用遙控無人重型裝置清理 1-4 號反應堆周圍的碎屑。由 1 號和 3 號反應堆氫氣爆炸造成的碎屑和瓦礫阻礙了恢復工作，不僅擋道，而且放射性很高。碎屑將被裝入容器，並存放在電站內。[318]

水

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日本政府已請求俄羅斯派遣浮動水淨化廠蘭蒂什 來幫助處理受損反應堆的放射性水。蘭蒂什是由俄羅斯建造的，由日本出資，用於處理退役核潛艇時產生的液體廢物。[319]

行政問題

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安全記錄

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福島反應堆控制室。

福島第一核電站是日本東京電力公司 (TEPCO) 一系列偽造記錄醜聞的中心，導致多名高管離職。醜聞還導致了此前未報告的工廠問題被披露。[320] 2002 年，TEPCO 承認在福島第一核電站 1 號反應堆的安全性記錄上造假。由於醜聞和福島的燃料洩漏事件，該公司被迫關閉其所有 17 座核反應堆以承擔責任。[321] 一個為反應堆溫度控制閥分配電力的電力板 11 年來沒有經過檢查。檢查未涵蓋與冷卻系統相關的裝置，例如水泵電機和柴油發電機。[322]

除了日本國內的擔憂，國際原子能機構 (IAEA) 也對日本核電站抵禦地震的能力表示擔憂。在 2008 年於東京舉行的G8 核安全與保障小組會議上，一位 IAEA 專家警告稱，發生 里氏震級 超過 7.0 的強烈地震可能對日本核電站構成“嚴重問題”。[323]

2006 年 3 月，日本政府反對法院關於關閉該國西部的一家核電站的命令，原因是對其抵禦地震的能力表示懷疑。日本的核與工業安全域性 認為該核電站“安全”，並且“所有安全分析都進行了適當的處理”。[324]

與核工業的監管關係

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災難發生後，核反對者抗議

2010 年，石田徹，經濟產業省 (METI) 的前總幹事，該省負責監管核工業，在離開該機構幾個月後加入 TEPCO，擔任高階顧問。他追隨了白川 澄，另一位 METI 老將，直到 2010 年 6 月退休前一直擔任 TEPCO 的董事會成員和執行副總裁。[325][326]

監管俘獲 可能促成了海嘯退去後暴露的一系列故障。監管俘獲也可能促成了目前的情況。批評者認為，政府與監管機構共同承擔了責任，因為它們沒有理會警告，沒有確保核工業監管的獨立性，同時鼓勵了國內和國際核能的擴張。[327] 世界媒體認為，日本核監管體系由於天下り（意為“從天堂下降”）而傾向於偏袒和推動核工業，即高階監管人員接受他們曾經監管的公司的高薪職位。為了保護他們在行業中的潛在未來職位，監管人員試圖避免採取任何可能激怒或使他們監管的公用事業公司感到尷尬的立場。據《紐約時報》報道，TEPCO 作為日本最大的電力公司，使其成為退休監管人員最理想的職位，“最高級別的官員去往 TEPCO 工作，而級別較低的官員則最終去了較小的公用事業公司”。[328]

保險

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根據主要的再保險公司慕尼黑再保險公司 的說法，私營保險行業不會受到福島核電站事故的重大影響。[329] 瑞士再保險公司 同樣表示，“日本核設施的保險範圍不包括地震衝擊、地震後火災和海嘯，無論是物理損壞還是責任。瑞士再保險公司認為，福島核電站的事件不太可能給財產和意外傷害保險行業造成重大直接損失。”[330]


參考文獻

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