核电行业2011年日常报告：日本福岛核电站事故现状分析及影响展望

- 1 - 敬请参阅最后一页特别声明 行业研究核电行业 2011年日常报告 评级：持有 下调评级 日本福岛核电站事故现状分析及影响展望 2011年03月16日 基本结论： 目前放射性物质泄漏有限，辐射污染仅限于核电站周边局部地区  需要提前说明的是，以目前福岛核电站的事故现状及已经确认的放射性物质泄漏量判断，除事故地点方圆数十公里内的地区以外，其他国家、甚至日本本土的其他地区均不会受到实质性的放射性污染。 堆芯熔化、爆炸致安全壳破裂、反应堆着火三者同时发生是可能的最坏情况  在福岛一号核电站已发生严重故障的4个反应堆中，1、3号堆堆芯发生部分熔化，由于不得已的打开阀门释放放射性蒸汽泄压，导致氢气爆炸，但情况已得到控制；2、4号堆则分别由于可能的安全壳破损和乏燃料池着火处于较为严峻的态势。  以目前的事故现状分析，福岛核电站事故可能已达5级，并存在进一步发展为6级事故的可能。  后文的影响分析，均基于福岛核电站事故进一步严重恶化，并导致超大剂量的放射性物质外泄（达到或接近切尔诺贝利事故的数量级）的前提假设，即：反应堆堆芯熔化，且爆炸引起反应堆安全壳严重破裂，并发生大火燃烧等。这将是该次事故所可能达到的最坏情况。 若放射性物质大规模泄漏，除日本本土外，美国西海岸恐受到最快最大影响  在日本福岛核电站放射性物质泄漏可能影响的国家中，虽然中国和韩国与事故发生地距离最近，但综合分析大气系统（主要途径）和洋流系统两种放射性物质的传播途径，除日本本土以外，最先受到影响的可能会是美国西海岸。  若反应堆同时发生熔融、爆炸、着火事故时，那么大火引发的高温将使大量泄漏出安全壳的放射性物质冲向大气层高空，在1~2个月内，放射性尘埃恐将波及整个北半球的同纬度地区。  放射性物质的泄漏，除了对暴露于其中的人员造成直接辐射伤害以外，若泄漏量达到一定程度，则还将对放射性物质所达区域的生态系统造成严重破坏，日本及其周边海域内的农产品和渔产品将有可能受到严重辐射污染，从而在很长时间内无法被人类食用。 行业观点与策略：  由于日本核泄漏不断出现新的问题，对核电安全性忧虑正在迅速放大，短期内对核电的悲观情绪不断弥漫，最终有可能影响对政策的预期。目前德国已暂停了核电厂延寿计划；美国已经有议员提议暂缓国内核电站的建设；英国目前新建10座核电站的计划可能也将搁置。我们认为此次核电事故对全球的心理冲击可能最终导致核电规划的“大地震”；  我们建议密切跟踪国际和国内政策对核电产业的基调以及规划装机目标的变化。目前从政策取向上来看，国外对核电装机规划的压制暂时无法避免，而中国对核电规划的谨慎态度可能也会被进一步加强。 长期竞争力评级：等于行业均值 证券研究报告市场数据(人民币) 市场优化平均市盈率 29.70沪深300指数 3203.96上证指数 2896.26深证成指 12705.32中小板指数 7405.23 张帅 分析师 SAC执业编号：S1130210010307 (8621)61038279 zhangshuai@gjzq.com.cn 姚遥 联系人 (8621)61357595 yaoy@gjzq.com.cn 相关报告 1.《核电行业进入业绩爆发期》，2011.2.28 2.《反补贴调查对中国风电和核电的影响有限》，2010.10.20 3.《"第四代核电"离我们还很遥远》，2010.9.8 此文档仅供国信证券股份有限公司使用 - 2 - 敬请参阅最后一页特别声明 行业研究内容目录 事故核电站已发生放射性物质泄漏，且存在进一步发生大剂量泄漏的可能性.............................................................................................. 3 日本福岛核电站反应堆技术相对老旧，已接近设计使用寿命....................... 3 1、3号堆部分熔化并发生氢气爆炸，但情况已趋稳定；2、4号堆形势严峻3 放射性尘埃是主要辐射污染物载体，影响范围及程度取决于泄漏量.5 大气系统是放射性尘埃主要传播途径，洋流传播影响较小........................... 5 高浓度放射性尘埃所达地区的生态系统将受到严重破坏.............................. 6 历史上的核泄漏事故回顾——福岛核电站事故可能达到6级............ 7 前苏联切尔诺贝利核电站事故（7级）........................................................ 7 美国三里岛核电站事故（5级）................................................................... 7 轻微核辐射对人体影响有限，过量辐射可致死致病.......................... 7 事故发生地周边目前的辐射水平已异常升高，但仍处于可控范围................ 7 辐射污染环境下的自我保护方式.................................................................. 8 受到过量辐射后，对人体产生的影响........................................................... 8 图表目录 图表1：发生事故的日本福岛一号核电站6座反应堆全景............................... 3 图表2：沸水核反应堆结构解剖图................................................................... 3 图表3：1号、3号反应堆发生氢气爆炸事故................................................... 4 图表4：可能已发生安全壳破裂的2号反应堆................................................. 4 图表5：北太平洋地区上空平流层气流分布..................................................... 5 图表6：北太平洋地区洋流流向分布............................................................... 6 图表7：福岛检测到的辐射剂量与其他辐射来源对比...................................... 7 图表8：日本东京地区辐射监测值................................................................... 9 - 3 - 敬请参阅最后一页特别声明 行业研究事故核电站已发生放射性物质泄漏，且存在进一步发生大剂量泄漏的可能性 日本福岛核电站反应堆技术相对老旧，已接近设计使用寿命  焦点集中的福岛第一核电站属于“沸水反应堆”，（Boiling Water Reactors），缩写 BWR。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，然后再把这些水送回核燃料处进行加热，蒸汽压力锅内的温度通常大约是250°C，仅有一个蒸汽回路，为第二代核电技术。  其中核燃料为氧化铀（熔点在3000°C的陶瓷体），被密封在锆锡合金外壳（熔点2200°C）中，成为燃料棒，典型的沸水堆中，64根燃料棒组成一个燃料组件，堆芯内共有约800个组件，所以一个沸水堆堆芯中有上万燃料棒。堆芯被放在“压力容器”里面，设计温度几百度，可以对反应堆起到一定的保护作用。各种管道，泵，冷却水，然后被封装到“安全壳”中。这是一个完全密封的，用最坚固的钢和混凝土制成的非常厚的球体，设计和建造的目的是当堆芯完全熔融时，将其包裹在其中。  发生事故的福岛第一核电站使用年限已接近其40年的设计寿命，原本计划再做延寿20年的改造工程。 1、3号堆部分熔化并发生氢气爆炸，但情况已趋稳定；2、4号堆形势严峻  反应堆内的第一类放射性物质就是燃料棒中的铀元素，及放射性副产物铯和碘同位素。这些物质都在燃料棒内部。第二类放射性物质，产生于燃料棒外部。这类放射性物质就是氮气（构成大气的气体之一）的具有放射性的同位素，另外就是一些稀有气体比如氩。  当铀原子裂变时，会产生一个中子，但是其中的一些会离开燃料棒并撞击到水分子，或是冷却水中的空气，当不具有放射性的元素就会“捕获”这个中子，就变得有放射性，但是他们的半衰期非常短，伤害性不大。  日本发生地震和海啸之后，福岛核电站多座反应堆供电系统失灵，造成冷却系统失控，堆芯内部压力迅速升高，使堆内冷却水蒸发产生高压。  为了降低压力容器中的压力，日本采取打开阀门释放放射性蒸汽的方法。由于锆和水反应产生氢气，放出的气体（排放到安全壳外厂房内）令1号和3号反应堆厂房于12日和14日相继发生爆炸。至此，由于安全壳没有图表1：发生事故的日本福岛一号核电站6座反应堆全景 图表2：沸水核反应堆结构解剖图 来源：国金证券研究所 - 4 - 敬请参阅最后一页特别声明 行业研究发现受损，核安全还没有受到重大威胁，1号3号机组目前状况趋于稳定，但仍需要通过向外主动排放放射性蒸汽来减轻内部压力。  最早在1号反应堆放出的气体中已经检测到铯和碘同位素（随蒸汽泄漏到大气中），这表示已经有锆管融化（其熔点为2200摄氏度），事态进一步恶化。放射性铀元素是否会发生泄漏将取决于于堆芯温度是否超过3000°C（氧化铀熔点）。  随后，在2号反应堆外检测到中子，堆芯经过了裸露、注入海水、再裸露的过程，存在发生熔堆的可能，15日6时左右2号堆发生爆炸，安全壳和厂房可能已遭到破坏。  据专家猜测，应该是压力容器连接出来的管道发生破裂（见下图），该管道直接连着堆