用一维自然科学体系中的两项科研成果探讨核电站 选址与何时可安全发电
中煤科工集团西安研究院 退休研究员 王文祥 中国核工业部 董仕枢退休高级工程师

摘要

本文用一维自然科学体系中的两项科研成果——地下5、7、10公里地应力普查和MDCB预报地震专家系统,探讨了在地震发生之前,核电站提前要采取何种措施解决核电站安全生产的问题。

关键词: 地震 核泄漏 地应力普查 临震预报



1. 一维自然科学体系两项科研成果

所谓一维、三维【1、3】自然科学体系是指对组成物质世界的基本单元建立在哪一个层面上进行科学研究的自然科学体系。如果是建立在一维“曲线”这一层面上,如西方的弦论、东方的 论,以此开展科学研究,其研究成果则归属于一维自然科学体系范畴;反之如果是建立在三维“粒子”这一层面上,如目前的科学体系在各领域开展的科学研究,其研究成果则归属为三维自然科学体系。西方弦论的正式诞生时间为1984年,与笔者1969年提出的 论晚15年。 论一诞生,就能自圆其说,并用于指导科研实践。下面介绍的两项科研成果就是在其理论指导下属于基础理论创新的科研成果。

1.1 地下5、7、10Km附近截面地应力普查

在火车、汽车、轮船上使用DYL型地应力探测仪快速对地下5、7、10Km所在截面附近地应力进行快速测量,通过做区域地应力等值线图,即可确定地下深大断裂、潜伏的地震危险区地面位置和未来发震震级大小。图1是西安及其周围地区10Km附近地应力普查成果图【4-6】。

图1 西安及其周围地区10Km附近地应力普查成果图

从该图中可以解译出秦岭等深大断裂位置、地热异常区和地应力高值区(也就是地震危险区)。通过公式计算并得出该地区未来发震震级大小。该项研究成果已通过国家地震局有关专家进行了评审。

1.2 对潜伏的地震危险区在发震前几天做出临震预报

2012年4月3日—6日在中国国际核工业展览会上,展出了全国MDCB法电磁波联网预报地震协作组【7-9】对2011年3月11日日本大地震引起的海啸提前预报的研究成果。与此同时还展出了全国MDCB法协作组4名工作人员利用国内8、9台仪器每周三已连续430余次做国内外地震临震预报的科研成果。这些研究成果向人们展示了这样一种观察问题和解决问题的研究思路和技术手段——如果按照MDCB法预报地震的工作程序和分析震情的工作方法,那么在核电站周围一旦建立了这种联网监测之后,当核电站附近或以远发生5级以上破坏性地震之前,人们都能够提前十几天、几天、一两天或几小时做出预报。这样当核电站在发震前采取了相应措施之后,就会避免像2011年3月11日日本核电站出现核泄漏事故的发生,使核能得以安全发电造福人类。

2. 核电站选址存在的误区

核电站在选址之前,就已经注意到核电站要远离大的断裂构造。担心一旦该断裂发生地震,会导致核泄漏事故发生。地震的成因有两种,一种是断层诱发地震;一种是地震使断裂形成断层。目前核电站选址人们只关注到第一种,因此在选址时,一般都要进行地质调查,都要进行人工地震勘探。而没有考虑到第二种。所以核电站选址正确的提法是:核电站要远离潜伏的震源区。

通过人工地震勘探判断断层的有无,对于一些深大断裂是可以确定。其研究手段主要是观察时间剖面中连续性较为明显的同相轴是否发生错位。一旦发生错位,即认为有断层存在。这种判别标准经过煤炭系统井下巷道掘进验证,不具备“唯一性”。因此在人工地震提交的研究成果中,大多出现认为有断层的部位,井下掘进没有断层;认为没有断层的部位,井下掘进出现断层。在煤炭系统这种经过实践验证的勘探方法说明仅仅依靠人工地震勘探这种单一方法来选址,有可能出现核电站地址恰巧有落在断层位置的这种可能。

其二,人工地震对所确定的断层无法识别是否是活断层。

其三,人工地震对核电站选址无法提供其附近是否潜伏着破坏性地震应力背景场,未来发生地震时,核电站应该采取何种防范措施。

对于人工地震勘探上述三种缺欠,下面介绍的两项科研成果恰好可以弥补。

3. 核电站周围发生较大地震时如何提前几天采取防范措施

对于已经建成的核电站重新选址是不现实的,如何做到在地震中该核电站不会发生核泄漏事故。就必须对核电站周围是否潜伏着破坏性地震地应力背景场进行查清。这就需要上面介绍的一维自然科学体系中第一种科研成果——对核电站及其周围地区进行地下5、7、10公里地应力普查。一旦查出核电站周围潜伏着破坏性地震震源区,那么核电站就要建立MDCB法观测台站,对该震源区的震情进行跟踪监测,再与全国MDCB法电磁波联网预报地震协作组平时建立业务往来关系,在该地震发生之前十几天或几天就可做出临震预报意见,这时核电站再采取必要的防范措施,就可以避免日本核泄漏事故的发生。地震过后,核电站即可重新启动发电。

4. 结论与建议

原子核能发电可以造福人类,但核泄漏带给人类的灾难可以贻害百年,核战争可以毁灭人类。上述一维自然科学体系中的两项研究成果告诉人们如何对核电站进行选址,对已有核电站应该采取哪些补救、防范措施。这就是——MDCB法可以告诉人们怎样防止核电站因大地震导致的核泄漏,MDCB法可以告诉人们核电站附近的大地震在未发生前,可以十几天、几天、一两天做出准确预报。

建议各核电站对其周围2、300Km乃至更远的范围内进行一次地应力普查。在查出潜伏在核电站附近的震源区地面位置,计算出未来震级大小之后,再在核电站附近安装MDCB—5、6型仪器对潜伏的震源区震情活动进行跟踪监测,与国内各地MDCB法仪器建立联网互动,即可适时准确地对本地区震情做出临震预报。

参考文献

1. 王文祥第一个提出瞬论 顔世芳 西部大开发 P38

2. 一维科学体系下的临震预报 王文祥 正气中国 中国报道杂志社 2011年6月 P142-144

3. 21世纪是两种自然科学体系并存的世纪 王文祥 预印本 国家科技图书文献中心 国家科技数字图书馆

4. 浅析DYL型地应力探测仪的工作原理-探讨在地震预报和仪器勘探中的应用, 王文祥, 世纪之交煤矿地质学术论文集,中国煤炭煤田地质专业委员会 地质矿井地质专业委员会编, 1999年10月19日

5. 地应力测量仪在煤田、水文、地热方面的应用 王文祥 刘勇 杨武洋 唐方头 汤寒松 第三届全国地应力会议论文摘要 地震出版社 1993年8月 41

6. 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

7. 论与天然电磁波法勘探,王文祥,杨武洋,陕西人民出版社,2002年11月

8. 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

9. Success and limitations in earthquake prediction by the MDCB network, and how to overcome such limitations—— “MDCB网地震预测的成功与局限性以及如何克服该局限性”陈一文 王文祥2009国际灾害风险大会 p361-366,成都,2009,群言出版社