核泄漏虽然也可以指核动力海上设备（如潜艇或航空母舰）造成的灾难，但一般指核电站的核熔毁事件，例如切尔诺贝利核事故、福岛第一核电站事故。

原因

造成堆芯熔毁的可能原因有以下几种：

反应堆冷却剂的冷却能力异常降低或丧失（核电站冷却剂丧失事故）

在应对堆芯产量异常增加时，紧急停止装置（控制棒完全插入以进行紧急关闭）失效

核心发生异常转变

大地震、重物坠落等造成芯线损坏（包括因高温导致套管脆化而造成的损坏）

冷却水回路堵塞，导致冷却能力下降

这其中最重要的，就是核反应堆的冷却系统因为外界因素而失效或自动停止工作，即使控制棒已经插入炉内，核裂变反应产生的热量也会在炉内积聚，将水烧干。当燃料棒包覆的锆锡合金（Zircaloy）因炉内高温而达到2000度以上的熔点时，反应堆燃料棒内的核燃料，例如氧化铀，就有可能从燃料棒中泄漏出来。

伤害

当炉中沸水产生的高温蒸汽与锆锡合金接触时，即分解成氢气：

锆 + 2H2O → 锆O2+ 2H2↑

当氢气无法排出而积聚并与空气混合时，可能发生氢气爆炸，损坏压力容器和安全壳结构。

堆芯熔毁的后果可能是放射性物质从反应堆压力容器甚至是安全壳结构中泄漏。

未损坏安全壳结构的核泄漏产生的辐射通常危害远小于核武器，但如果安全壳结构受损，对周边土地造成的长期污染很可能远大于核武器爆炸。这是因为核电站储存的燃料和核废料的数量远远超过一枚核弹，而核弹爆炸时大部分燃料已经发生反应，因此原子弹的污染会在短时间内降低到可以接受的水平，而严重核电站事故释放的污染物不仅数量巨大，而且半衰期长达数万年以上。

此外，核泄漏虽然不一定会导致核灾难，但它是已知核能应用中最大的安全和环境问题。

堆芯熔融事故

1966 年恩里科费米核电站 1 号机组事故（美国密歇根州费米 1 号机组）

1969 年卢桑斯核电站事故（瑞士沃州）

1979 年三哩岛核泄漏事件（美国宾夕法尼亚州，INES 5 级）

1986 年切尔诺贝利核电站事故（苏联，现乌克兰，INES 7）

2011 年福岛第一核电站事故（日本福岛县，INES 等级 7）3

三哩岛核事故

三哩岛核泄漏事故，通常被称为“三哩岛事件”，是1979年3月28日在美国宾夕法尼亚州萨斯奎哈纳河上的三哩岛核电站发生的部分堆芯熔融事故。该事件在国际核事件等级中被定为五级，也是美国核电史上最严重的事故。

当日凌晨4时许，三哩岛核电站95万千瓦压水堆2号机组一回路主给水泵停止运行，汽轮机停堆。此时按照预定程序应该启动备用泵，但由于此前例行维护时未按要求打开辅助给水系统中的隔离阀，导致辅助给水系统未能工作。

2号机组环路冷却水未按程序进入蒸汽发生器，反应堆中心继续积聚热量，堆芯压力上升，导致稳压器压力释放阀在4时0分03秒开启，释放堆芯内部分汽水混合物。下部反应堆于4时0分08秒自动停堆，当反应堆内压力降至正常时，压力释放阀因故障未能自动回座，导致堆芯冷却剂继续以45m/s的速度流出，压力降至正常值以下，但由于机械故障，堆芯压力恢复正常后，堆芯冷却水继续注入压力释放罐，导致压力释放罐溢流；4时2分02秒，主系统压力继续降至11.3MPa，“堆芯应急冷却系统（RCIC）”高压注水自动启动，向堆芯注入冷却水。 但反应堆操作员并未判断压力释放阀未归位，而是在4点03分13秒关闭了紧急堆芯冷却系统，并停止向堆芯注水。

大量的一次冷却水排出，导致堆芯上部失水，堆芯上部燃料棒温度超过2760度，反应堆腔上部形成蒸汽。反应堆操纵员恢复高压喷射系统和主泵运行后，260度的水遇到2760度的堆芯，堆芯燃料棒如玻璃般破碎，堆芯坍塌，堆芯90%的燃料棒包壳受损，47%的核燃料已熔化泄漏。系统发出放射性物质泄漏警报，但警报响起时并未引起操纵人员的注意，甚至目前的记录报告也表明，没有人注意到警报。直到当晚19时50分，2号反应堆实现强制循环，但操纵人员依然没有注意到堆芯受损和放射性物质泄漏的情况。

切尔诺贝利核事故

切尔诺贝利核事故（或简称“切尔诺贝利事件”）是1986年4月26日发生在苏联乌克兰普里皮亚季切尔诺贝利核电站的核反应堆破裂事故。该事故被认为是历史上最严重的核电事故，也是第一起被国际核事件等级评定为最高7级事件的重大事故。主要原因是在反应堆供电测试期间，由于设计缺陷和操作人员培训不足，电源浪涌导致反应堆被破坏，大量放射性物质被释放到环境中。最初的蒸汽爆炸导致两人死亡，随后大部分受害者患病和死亡的原因被归咎于事故中释放的高能辐射。但少量放射性尘埃的影响仍然存在争议。

1986年4月26日凌晨1点23分（UTC+3），乌克兰普里皮亚季附近的切尔诺贝利核电站四号反应堆发生爆炸。连续的爆炸引起火灾，并向大气中释放出大量高能放射性物质，放射性尘埃覆盖了大片区域。这场灾难释放的辐射剂量是二战期间在广岛爆炸的原子弹的400多倍。受到核辐射尘埃污染的云层飘散到许多地区，包括前苏联西部部分地区、西欧、东欧、斯堪的纳维亚半岛、不列颠群岛和北美东部部分地区。此外，乌克兰、白俄罗斯和俄罗斯受到核污染严重，超过33.6万居民被迫撤离。根据前苏联官方报告，约60%的放射性尘埃污染地区位于白俄罗斯。 从经济上看，这场灾难总损失约2000亿美元（扣除通货膨胀因素），是现代史上最“昂贵”的灾难。

此次事故引发了全世界对苏联核电工业安全的担忧，延缓了一系列核电项目的进展。同时，此次事件也促使苏联政府在信息公开方面更加透明。苏联解体后，包括俄罗斯、乌克兰、白俄罗斯在内的独联体和独立国家仍在为切尔诺贝利事件遗留下来的一系列污染问题付出沉重代价。此次事故给当地乃至全球生态造成了难以想象的负面影响。仅此次事件造成的死亡人数就因主客观原因难以准确计算——苏联时期的刻意隐瞒使统计工作变得十分困难。事实上，在事故发生后不久，前苏联当局就禁止医生在死亡证明上提及“辐射”作为死亡原因的事实。

由国际原子能机构和世界卫生组织牵头的 2005 年切尔诺贝利论坛报告称，事故造成 56 人死亡（47 名救援人员和 9 名患甲状腺癌的儿童），并估计在暴露于高放射性物质的约 60 万人中，将有另外 4,000 人死于癌症。这一数字包括 4,000 名被诊断患有甲状腺癌的儿童（白俄罗斯的存活率接近 99%）。绿色和平组织估计伤亡总人数为 93,000 人，但引用了最近一份报告的数据，该报告表明，在 1990 年至 2004 年间，白俄罗斯、俄罗斯和乌克兰的独立事件可能造成另外 200,000 人死亡，但这一数字并非来自同行评议的学术论文。尽管对疏散区和一些禁区仍实施一些限制，但大多数受影响地区被认为适合居住和开展经济活动，而且前往周围废弃城市的“辐射旅游”数量正在增加。

福岛第一核电站事故

福岛第一核电站事故（日语：福岛第一核电站事故 / ふくしまだいいちげんしりょくはつでんしょじこ）是日本福岛县海岸的一座核电站事故。该事故由 2011 年 3 月 11 日的东日本大地震引起，引发了设备损坏、堆芯熔毁、辐射泄漏等一系列核灾难。这是自 1986 年切尔诺贝利核电站事故以来全球最严重的核事故。这也是第二起被评为国际核事件等级表 7 级（最严重级别）的核电站事故。

福岛第一核电站有六座沸水反应堆。地震发生时，只有 1 至 3 号机组正常运行，而 4 至 6 号机组则关闭进行定期检查。当检测到地震时，1、2 和 3 号机组立即进入自动关闭程序，工厂的所有发电停止。这些机组与电网的连接也遭受了严重损坏，不得不依靠应急柴油发电机为其电力和冷却系统供电。然而，随后的海啸淹没了应急发电机房，摧毁了应急柴油发电机，并停止了冷却系统，导致反应堆过热。地震和海啸造成的损害也阻碍了外部救援。在接下来的几个小时和几天里，1、2 和 3 号机组发生堆芯熔化。工人们试图冷却反应堆，但随后发生了几次氢气爆炸。政府下令使用海水冷却反应堆，这也意味着对反应堆的任何未来维修都被完全放弃了。

为防止核辐射泄漏危害附近居民健康，日本官房长官枝野幸男3月12日发布紧急疏散令，要求福岛核电站周边10公里范围内的居民立即撤离。他表示：“由于核反应堆无法冷却，为慎重起见，希望民众紧急撤离。”辐射范围10公里范围内的居民迅速撤离，规模约4.5万人。后来，撤离半径扩大到20公里。但在核电站工作的员工受到辐射，当辐射水平过高时，他们不得不暂时撤离工作岗位。经过多日努力，电网终于在3月20日恢复供电，让各机组逐步恢复自动冷却功能。

4月12日，日本原子能安全局（NSA）将此次事故升级为国际核事件等级最高的7级，这是第二起被评为7级的事故（第一次是1986年前苏联的切尔诺贝利核事故）。这意味着此次事故是一起“可能造成严重的健康和环境后果”的重大事故。日本政府和东京电力因与公众沟通不畅、未能有效管理紧急情况而受到外媒的批评。

日本政府估计，此次泄漏到大气中的辐射剂量总量约为切尔诺贝利核电站事故的十分之一，大量放射性物质也被排放到陆地和海洋中。日本政府在核电站30至50公里范围内检测到高浓度的放射性铯，令人极为担忧，政府因此禁止销售该地区生产的食品。东京政府官员曾建议避免使用自来水为婴儿准备食物。

此次事故已造成数名核电站员工严重受伤。虽然没有员工因直接辐射而死亡，但有六名员工受到的辐射剂量超过了“一生摄入量限值”，约300名员工也受到了较大的辐射剂量。据估计，未来因累积辐射暴露而死于癌症的核电站附近居民人数将不足100人。

2011年12月16日，日本首相野田佳彦宣布，福岛第一核电站核泄漏已得到有效控制，1、2、3号反应堆成功关闭，核事故应对第二阶段工作已完成。但第三阶段工作，即妥善清理周边地区的辐射污染，并让整个核电站退役，可能还需要几十年的不懈努力才能实现。

2013年7月22日，事故发生两年零几个月后，东京电力公司表示，福岛第一核电站的放射性废水正在向太平洋泄漏，当地渔民和核监督专家都曾怀疑存在这个问题。此前，东京电力公司曾坚决否认问题的存在，日本首相安倍晋三因此下令政府紧急干预。8月20日，核电站再次发生事故，多达300吨的高放射性废水从废水储罐中泄漏，足以危害附近工作的员工的健康。此次废水泄漏被国际核事件等级评定为3级。8月24日，东京电力公司表示，福岛第一核电站水箱中储存的放射性废水大规模泄漏的原因是水箱变形。此前，东京电力公司曾使用橡胶圈密封水箱，以防止水箱变形，但最近橡胶圈可能因老化而失去作用。 8月26日，日本政府采取紧急措施，直接解决泄漏问题，防止其进一步严重化。这一举动显示出政府对东电的不信任。9月3日，日本政府准备投入470亿日元，用于防止污水泄漏，修建冻土墙和去污设备。9月19日，日本首相安倍晋三亲自视察核电站，并下达指示，除了此前退役的四座反应堆外，完好但关闭的五号、六号反应堆也要报废，集中精力处理污水问题。安倍说：“此行的目的是亲眼见证。”

2017年1月30日，东电安排工作人员将摄像机送入安全壳内拍照，确认反应堆压力容器下方的脚手架出现一个约1平方米的洞。推测这是核燃料熔穿压力容器并滴落所致。此前（2011年），也有消息称反应堆可能已熔穿。

2017年2月9日，东电先后操控两台机器人深入安全壳检查反应堆情况，但两台机器人均在到达目标位置前因辐射而失效。此时安全壳内辐射水平为650西弗特，至今仍无法得知反应堆内部具体情况。

本文的贡献者有：

张蕾 - 副教授 - 西南大学