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当核电在谨慎中前行

发布时间:2021-09-09 15:36:45 阅读: 来源:计数器厂家

核电:在谨慎中前行

27年前的4月26日,乌克兰切尔诺贝利核事故让世界为之震惊,加诸人们心头的阴霾至今尚未散去;2年前的日本福岛核危机再一次重创人们安全利用核能的信心;原本蓬勃发展的核电事业一度陷于停滞危机。然而数据显示,到今年3月底,全世界核电发电机仍然保持在437个,表明世界对核电的期望依旧。

核能,这个令人充满憧憬却又忧心忡忡的能源究竟该如何利用和发展?核泄漏的危机是否可以避免?中国可选择的路径又在哪里?

叶奇蓁:改变能源结构核电不可替代

在中国工程院院士、中国核工业集团公司科技委副主任叶奇蓁看来,中国的能源面临着四个基本问题:一是供需总量平衡问题;二是能源结构以煤为主,约70%以上的发电量来源于煤电,容易造成环境和生态问题;三是西煤东运、北煤南运、西电东输造成能源运输问题;四是由于大量进口石油和天然气,容易引发能源供应安全问题。

重重压力之下,中国的能源问题如何突围?在日前由中国科协举办的 科学家与媒体面对面 活动中,叶奇蓁表示,核电是改变当前中国能源问题不可替代的方式,具有后发优势。

据他分析,之所以核能将成为我国未来可持续能源体系中的重要支柱之一,其原因在于核电不仅不排放二氧化碳、二氧化硫等污染物,而且是高负荷因子大功率密集型的能源,相对于煤电更具有较强经济竞争力和替代能力。同时,核电运输量很少,百万千万级的火电站每年运输300万吨煤,而核电总共只有30吨/年,从而解决了能源的运输问题。此外,相比于风电、太阳能等清洁能源,核电在技术上和发电效率上较有优势。以风电为例,一台百万千瓦核电机组与平均2兆瓦风电机组相比,核电年利用率为8000小时,风电为2000小时,相当于2000台风机同时运转。

从事故中反思:核电安全吗?

面对日益增长的能源需求和生态压力,核电的作用不可小觑。但是,安全无疑是悬在人们心头的 达摩克利斯之剑 。是否应该为了满足人类短期的发展需要而将安全置之不理?两者是否就不能两全?

据清华大学工程物理济南实验机厂电子万能实验机的滚珠丝杠系副教授俞冀阳介绍,核电厂里均建立并维持着一套有效的防护措施,保证工作人员、公众和环境免遭过度的放射性风险。这其中包含三个要素:即保证人员安全、不破坏环境、不对公众造成放射性损害。在具体指标上,主要是考察堆芯熔化的概率。安全底线是如果发生堆芯熔化事故,也不能对公众、社会造成放射性的损害。

回顾和分析世界上已经发生的三次严重核事故可以对此有更深刻的认识。

1979年3月28日,美国宾夕法尼亚州三哩岛核电站发生一次严重的放射性物质泄漏事故。由于机械故障和人为操作失误,造成堆芯熔化,大量放射性物质堆积在核反应堆安全壳内,核电站二号堆严重损毁,少部分放射性物质泄漏到周围环境中。这是核能史上第一次反应堆堆芯融毁的事故,但其严国内外主要新能源汽车生产商采取的锂电池主要还是以液态为主重后果主要反映在经济损失上。由于安全壳发挥了重要作用,公共安全及周围居民的健康上并没有受到严重不良影响。

但这一事故令核工业界进行了深刻反思。如何来保证核电厂的安全?

俞冀阳介绍,业界主净利接近“腰斩”要从以下几方面进行改进。首先提高设备的质量和可靠性。其次简化系统的设计,引入了非能动安全设计的理念,让系统不依赖于关键设备(如电动设备和应急柴油发电机)的操作就能实现安全。这样也大幅提高了核电厂安全设施的建造成本。同时,由于在整个事件中,运行人员的操作错误也占主要原因,业界加强了对核电站运行人员的培训、优化控制系统的人性化设计,并开始思考从核电机组操作上减少人为干预,让核电厂自己实现安全。 就像目前采用的AP1000等三代机组是可以实现72小时无需操纵员干预的,它自己会保护自己,给予充分的思考和响应的时间,提高了核电系统本身的安全性。

如果说三哩岛事故公众还较为陌生,切尔诺贝利事故则更为公众所熟悉。由于反应堆发生了爆炸,大量的放射性物质被释放到环境中。核辐射尘污染过的云层飘往众多地区,包括苏联西部的部分地区、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、白俄罗斯及俄罗斯境内均受到严重的核污染,超过30余万居民被迫撤离。根据1991年的报告,造成事故的原因主要在于核电厂存在设计缺陷。同时,操作员为了做试验而人为关闭了核电厂自身安全保护系统也是重要原因。

俞冀阳指出,发生这次事故之后,全球核工业界开始思考,如何提高核电的设计安全性,要勇于抛弃一些已经掌握的,但是从安全上看是落后的东西。同时,核工业界开始意识到核安全文化教育的重要性,大力开展提高核安全文化的教育,树立 规定不能做的事情一定不能做、和安全相关的事情重于泰山、安全要放在第一位 的理念。

日本福岛核电厂事故公众更是记忆犹新。与前两次不同,此次事件是由于极端的自然灾害引起的。反思此次事故,俞冀阳认为,首先应该加强选址管理。 核电厂不是在什么地方都可以建的。当然,在厂址条件不好的地方,也不是完全不能建,应提高设计标准。例如,福岛核电厂如果把防海啸能力设计成20米,而不是5米,这样的事故就可能不会发生。 其次,要加强核事故场外应急能力。 一开始大家没有意识到核电厂发生事故后,核电厂本身也是受害者。在人员撤离后,核电厂也需要场外救援,例如应急柴油发电机的救援。目前,我们国家已经及时建立了应急柴油发电机储备库,万一发生这样的事故,要在三个小时之内把应急柴油发电机调到核电厂。

同时,针对核事故发生后引发公众恐慌的问题,俞冀阳认为未来应加强信息的发布,加强信息的沟通,将完整的信息,毫无保留、全部释放给公众,让公众做出有准备的选择。

几次核事故对世界核电的发展都造成了一定的影响。但据国防科技工业电离辐射一级剂量站副站长肖雪夫介绍,根据最新联合国的统计数据,国际上现在仍然在运行着437座核电机组(之前是440座)。在发达国家,核电在能源结构中仍占据相当大的比重。例如,法国核电占全国总发电量的约八成,德国核电占全国总发电量的约1/3。就我国而言,截至2012年底,我国已建成投入运行的核电机组16座,核电发电量980亿千瓦时,约占全国发电总量的2%。

核事故是否会在中国发生?

根据国际原子能机构对核事故的分级标准,核事件和核事故结合在一起分成7级。0级为正常运行,没有任何问题。一级称为事件,即运行的某些参数超过了主管部门规定的要求。例如有些排放物处理得不够好,可以通过储存或者清洗等方式处理,马上纠正。二级指对环境没有任何影响,但可能有某些设备故障,造成潜在的影响。四级以上被称作事故。如三哩岛事故为五级事故。对环境没有很大影响,剂量在允许水平内,没有人员疏散问题。福岛事故开始被定为五级,后来发现排放相当大,确定为七级。

就我国而言,据叶奇蓁介绍,我国还没有发生过国际核事件分级二级及二级以上的运行事件,核电站排出物低于国家标准限值2个量级以上,其他混合物的含量应尽可能少没有对环境带来任何不良影响,全部核电机组运行水平均在国际中上水平。福岛核事故之后,我们还吸取了国际经验,利用了当前的科技水平,采取了一系列改进措施。

在他看来,这个结果的取得是源于我国核电的后发优势。

我国核电多半建立在上世纪90年代以后,可以充分利用国际上建设和运行核电的经验,技术成熟,工程建设质量水平比较高,安全水平优于现役国际同类核电站。目前我国已运行的核电站基本是二代改进型。同时,我国正在开发自主的三代核电,是世界上首批建设三代核电的国家。

从核电厂发生事故的角度来看,俞冀阳认为也概率较小。 其实任何事情都是有风险的,重要的是我们要接受教训,吸取经验,避免错误再次发生。经过50多年的发展,实践证明了核能是一种经济的、安全的能源,并且是一种没有温室气体释放的绿色能源。虽然有三次事故的阴影,但我们还是可以把这个结论放在桌面上讨论的,核电是安全的。

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