创伤：４座核电站 １１座反应堆 ２起氢气爆炸
４座受影响的核电站是距东京约２００公里的福岛第一核电站和第二核电站，距东京约１２０公里的东海第二核电站，以及距东京约２５０公里的女川核电站，这４座核电站均位于东京以北或东北。
地震和海啸灾害发生后，上述核电站共有１１座核反应堆停止运转。１２日，福岛第一核电站１号机组因冷却系统故障，出现反应堆堆芯燃料部分熔化，导致堆芯水蒸气外泄产生的氢气和建筑物内的氧气发生剧烈化学反应，但１号机组安置反应堆的容器并未损坏。
１４日上午，福岛第一核电站３号机组也发生类似的氢气爆炸。日本专家说，与１号机组一样，这次也是化学爆炸，而非核爆炸，放置反应堆的容器损坏的可能性也很小。
目前，福岛第一核电站２号机组反应堆以及第二核电站１号机组仍存在冷却系统问题，而第二核电站３号机组已成功得到冷却，１号和２号机组也已进入稳定状态。
措施：释放压力 注水降温 疏散民众
对于遭受地震海啸影响的核电站，工作人员主要通过释放反应堆容器内水蒸气以降低反应堆内压力，防止更大破损；同时向反应堆注入海水降低堆内温度，防止积聚的热量继续熔毁燃料棒。
日本原子能安全和保安院１２日晚宣布，福岛第一核电站１号机组燃料棒熔毁已初步得到遏制。女川核电站周边地区的辐射量目前已降至正常标准。东海第二核电站重新获得外部电力供应，将代替应急柴油发电机降低其反应堆温度。
日本专家说，海水灌入是目前冷却反应堆的最佳方法，但海水中的硼元素将不可避免地腐蚀反应堆，这一昂贵的设备恐将彻底报废。
为避免核辐射对公众造成伤害，日本政府采取了疏散措施，根据核设施的具体情况和变化，划定和不断调整疏散区半径。
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