还要“核”你在一起

2011-03-21 10:28:26 作者：张奇锋 冯海波 来源：广东科技报

规避核电风险 安全高效并进
还要“核”你在一起

本报记者 张奇锋 冯海波
日本东北大地震震撼了世界，而其中福岛核电事故更备受国人的关注。自本月12日下午一号机组证实发生核泄露以来，一周内各种谣言甚嚣尘上，从核污染已蔓延至其它国家的谣言到食盐抢购一空，“核安全”在公众视野里显得尤为敏感。核电靠谱吗？中国的核电站安全情况又是如何？面对疑惑，只有以科学的态度应对问题，全面了解核电，谣言才会匆匆散去。

常态中的双面核电
清洁能源的灾难隐患
日本核事故后人们对于身边的核电站多了一层忧虑，即使核电站没有泄漏，难道就不会受到辐射？对放射性的恐慌并非中国独有，此次日本核电站事故在欧美国家也掀起一番大讨论，德国甚至暂停2010年通过的延长核电站运营期限计划3个月。

远低于天然辐射
“核电站周围产生的辐射可以说是微乎其微，甚至远远低于天然辐射。” 著名热能工程和核电工程专家、中国工程院院士徐大懋表示，目前中国核电站都是采用压水堆，有4道安全屏障，最里面燃料棒上有燃料芯块，能把绝大部分的燃料裂变产物自留在芯块内；外层加上性能良好的锆合金包壳管，把芯块密封在管里；此外还有压力容器及回路压力边界，以及在最外层加上安全壳。“当4道屏障同时失效，放射性物质才有可能泄漏，但这个概率是极低的。”
对于备受关注的核辐射问题，徐大懋院士表示，核电站在安全运行的情况下，对人体的伤害和对环境的污染几乎可以忽略不计。比如在核电站工作的员工，每年受到辐射的剂量，还不如做一次胸肺的X光透视。
他举例说，土壤发出的辐射为每年0.15毫希（度量辐射剂量的单位），胸肺X光透视一次受到的辐射是0.02毫希，而核电站周围一年受到的辐射则只有 0.01毫希。此外，大亚湾核电基地10公里半径范围内的监测站的监测数据也表明，核电站目前的环境放射性水平与运行前相比没有明显变化。

“谈核色变”的感性顾虑
当然，这只是正常运作情况下核电站的情况，但遇到事故或突灾难时，发生核泄露的风险却依然存在。
《科技导报》的一份数据显示，在美国，为了给火电站提供煤燃料，每年平均有250个左右的采煤工人死于煤矿工伤及煤炭运输事故中，另外每年平均还有几千人死于全美 500多个大型火力发电站导致的空气污染。与其相反, 核电站则是低常规性风险、高灾难性风险，全美有103个核电站，其常规职业意外死亡率非常低, 每年大概只有12人左右，而且多半不是死于与核辐射有关的事故。
只是，核电站的威胁是潜在的大型灾难性事故, 可能一次就导致几千人死亡。根据美国核能管理委员会计算，每个核电站一次大的核辐射灾难导致 1000人死亡，这样的灾难概率是 100万反应堆年（“ 反应堆年” 是指所有反应堆运行的总年数）1次。 那么，平均每年死亡人数是1000除以 100万, 即0. 001人/年, 远远低于火电站的平均年死亡率。
但这种用数量分析来计算核事故概率的方法却似乎难以改变公众“谈核色变”，普通老百姓对待核电风险的态度更加感性、复杂。
美国宾夕法尼亚州匹兹堡市卡内基梅隆大学工程与公共政策系老师傅凯思曾专门撰文分析了公众对核电站安全的忧虑，他认为除了对陌生技术的担心外，公众往往也对选择风险技术时的社会背景非常关注，比如责任与义务是否划分明晰，管理和监督机构是否有可信度。这点显然对于中国核安全的保障应有启示之义。


避险下的中国核电安全
虽低风险但需未雨绸缪
核电作为一种清洁低碳、技术成熟的能源，历来受到各国的重视。在上世纪80年代初，中国核电产业起步， 1984 年和 1987 年开始动工兴建浙江秦山核电站和广东大亚湾核电站。自大亚湾核电站1994年运营以来，目前中国大陆已有13台运行中的核电机组，总装机容量1080万千瓦。在“十二五”规划里写到，我国将统筹规划全国能源开发布局和建设重点，重点在东部沿海和中部部分地区发展核电，同时强调安全与高效。
前程看似一片坦途，但此次福岛核电事故历历在目，人们不由得对中国核电前景心生忧虑。中国核电发展如何避免悲剧的发生成为关注焦点。
地震防御
在福岛地震中，地震摧毁了核反应堆的外部电力供应，事故由此而起。核电站选址如何避免地震风险是核电安全首先面对的问题。
国家核电技术公司高级工程师沈文权表示，中国大陆发生地震的强度和频度远低于日本，国内的核电站因地震而引发事故风险的可能性不大。另外，我国地域辽阔，可供选择的核电站厂址非常多，因此完全可以避免将核电站布点建设在地震带周围。目前中国已经建成的核电站分别位于浙江、广东、江苏。这些地区的地质构造都相对稳定，而且在建的核电站抗震设计达到了8级地震的强度。
据中国广东核电集团（以下简称“中广核” ）专家介绍，中国核电厂在厂址选择和抗震设计上层层设防，严格遵循国际通用的标准。另外，核电厂包容堆芯的反应堆厂房结构设计条件严苛，考虑强烈地震作用、飞机撞击、外部爆炸、龙卷风等，结构刚度大、强度高，具有足够安全性。核电站地震监测系统也是完备、有效的。
但地震的风险还是不能完全规避，原中国地震台网中心研究员孙士鋐认为，地质活动很复杂，即使是将核电站建立在没有断层的区域内同样也有遭遇地震的危险。“没有任何人可以100%打包票说绝对安全。比如1998年的河北张北地震，大家都在争议到底是哪个断层导致地震的？其实在此之前该地区的地质是稳定的。”
应对海啸
核电站面海建设可以便利于使用大量水进行冷却，但也带来海啸冲击等隐患。此次核事故中，作为备用供电系统的柴油发电机组也被海啸冲走，福岛核电站的情况变得危险。海啸之于中国核电站建设又有何影响呢？
据中广核专家介绍，我国东部沿海属于边缘海，海水不深，约为几十米，而海啸的传播需要近千米的水深。边缘海与外海之间一般都有一系列的岛链，地震波造成的海啸只能从岛链的缝隙中传进来，能量有限。另外，根据我国海岸记录海啸最高在0.5米以下，各核电站厂址很难出现类似日本发生的强烈海啸。
“我国沿海地区大陆架平缓向下，即使出现大地震，海啸生成了，在移动的过程中能量也会减少，”国家核电技术公司专家委员会委员汤紫德认为，虽然海啸对我国核电建设影响不大，但也应该防患于未然。“目前核安全法规中对地震的预防都有明确的安排，每一台核电机组都有抗震设计，但是没有海啸预防指标。今后的核电站应该考虑强海啸预防。”
根据中广核公司公告，目前该公司已建、在建核电厂在总平面布置设计时均考虑了海啸增水对电厂运行安全的影响，根据我国沿海发生最大海啸和风暴潮的最大值采用了包络设计。采取了这些措施后，防波堤、防浪堤可以在最大台风浪的情况下保证护岸结构基本稳定，地震发生后保证护岸结构基本稳定，不丧失防浪功能。
新技术支撑
技术上的缺陷也是日本核泄漏事故的原因之一。福岛第一核电站1号机组的备用电源因为在海啸中被海水浇到而完全失灵，这种依靠电动控制技术的缺点在海啸暴露无遗。
全国政协委员、中国电力投资集团公司总经理陆启洲接受采访时说，日本福岛核电站采用的是二代核电技术，最大问题在于遇紧急情况停堆后，须启用备用电源带动冷却水循环散热。而第三代核电技术，不需要交流电源和应急发电机，仅利用地球引力、物质重力等自然现象就可驱动核电厂的安全系统。据了解，目前中国已确立引入更安全更可靠的第三代非能动AP1000技术，正在沿海建设并将向内陆推广。
不过第三代核电技术也并非完美。法国阿海珐第三代核电技术EPR反应堆就在去年10月份就被核安全局评估为安全系统存在问题。中投顾问能源行业研究员周修杰认为，任何核电机组都不能保证绝对安全，只能说第三代AP1000机组相比第二代机组来说安全性会更高。第三代AP1000机组目前还在建造中，而且造价高昂，是很大的制约性因素。
根据国际原子能机构的评级，中国核电产业运行至今17年的时间，还从未发生过一次2级或者2级以上的核电事件或事故。但正如前所述，尽管中国核电的风险虽较小但隐患却难完全杜绝，只有未雨绸缪才能真正确保核电造福于人类。