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核电猛于虎?

北京时间2011年3月11日13时46分,日本本州东海岸附近海域发生9级地震,地震强度和引发的海啸引起世界震惊,然而随之而来的如同连续剧般上演的福岛核电反应堆事故播报,则把人们对于日本地震的关注又引向一个新高潮。随着事态的逐步升级,从太平洋沿岸到大西洋沿岸,从国际原子能机构(IAEA)到核电拥有国无不绷紧了神经。盐荒、碘荒、迁移……一出出看似无厘头的闹剧在所谓“核危机”的名义下在民众间轮番上演。各个核国家的核电政策也随之相应调整,德国和瑞士相继宣布放弃核电。一时之间,核电似乎到了“猛于虎”的地步,使人谈之色变。恐慌的背后,折射出的是对于核技术知识的匮乏和核技术科普的缺失。

 

作为核电大国,我们不禁也在问,核技术对于人类来说,究竟是撒旦还是天使?我国的核电技术安全吗?核技术在兴与废之间,究竟如何取舍?

在科协八大召开之际,本刊记者于会议间隙采访了湖北省科协主席、中国工程院院士、原中国原子能科学研究院院长樊明武教授,请他就这一话题为我们展开深入解读。

据樊院士介绍,目前运行的核电站是利用核裂变反应所释放的能量发电。核电站一般分为两部分:利用原子核裂变生产蒸汽的核岛(包括反应堆装置和一回路系统)和利用蒸汽发电的常规岛(包括汽轮发电机系统)。

1954年的6月27日,前苏联在卡卢加州奥布灵斯克建造了世界上第一个核电站,标志着人类开始了核技术的和平利用。随后50多年,核电发展很快,虽然也有不那么温顺的时候。在福岛核泄漏之前,著名的核泄漏事故有1979年3月28日美国三里岛核泄漏和1986年4月26日前苏联切尔诺贝利核电站核泄漏事故。

特别是切尔诺贝利事故,前苏联为了将影响降到最低,采取了强有力的措施,组织了消防队、防化兵、空中直升机部队、工程兵部队,甚至动用顿巴斯的矿工在堆底下挖坑道装冷却管道。在核电站废墟上,机械设备大量损坏,现场清理依靠人工完成,救援人员身穿防护服,以每组40秒的工作时间轮流进入现场清理。参加事故后应急处理的人员达到大约20万人,参加清理的人员更多(60万人)。美国、联邦德国都派出了支援的技术力量。

此次事故中,134人被确诊为不同程度急性放射病患者;现场急性放射病死亡28人,非辐照原因死亡3人;最严重的问题是儿童中的甲状腺癌发病率上升,根据联合国有关组织从1990年~1997年统计,受辐射的18岁以下的人员中,诊断出甲状腺癌人数1420例,明显大于预期的例数;更为严重的是核辐射对民众造成的心理障碍。然而随着时间的推移,这一切也在悄然发生变化,20年后,在切尔诺贝利30公里范围内,又有人开始养奶牛。

自1966年日本第一座核电站投入运营至今,日本有17个核电站,共55台机组,核电占发电比重30%。此次发生核泄露事故的日本福岛核电站是目前世界最大的核电站,由福岛一站和福岛二站组成,共10台机组(一站6台、二站4台),均为沸水堆。

福岛核电站用的沸水堆是一种轻水堆,工作流程是:冷却剂(水)从堆芯下部流进,在沿堆芯上升的过程中,从燃料棒那里得到了热量,使冷却剂变成了蒸汽和水的混合物,经过汽水分离器和蒸汽干燥器,将分离出的蒸汽来推动汽轮发电机发电。

据樊明武院士分析,这次9级地震以及继发的海啸是世界灾难,可能超出了核电厂原设计的基准;福岛第一核电站是上个世纪60年代设计建造的首批商业电站,其设计和安全标准反映了当时的认识和水平;福岛核电各机组上世纪70年代先后投入运行,至今已超过或接近40年的设计寿命,系统部件有可能存在老化现象。基于上述三点原因,福岛1号机组在地震后成功实现紧急停堆,但由于海啸引发失去应急电源,出现全厂失电(SBO)事故,导致堆芯冷却不足,水位下降。由于堆芯长期没有得到补水,导致堆芯上部裸露,严重的锆水反应产生氢气,氢气聚集高温引发爆炸,出现核泄漏。

福岛核电站出现问题后,有核国家的民众普遍担心的问题就是,自己国家的核电站安全与否。那么,我国的核电技术水平如何?安全状况有无保证?

樊明武院士说,我国核电项目采用的是压水堆,技术上已大大改进;我国核电设计有三道安全屏障:燃料包壳、压力容器、安全壳;选址排除地震活动带;吸取了三代核电理念、技术;考虑极端情况,如龙卷风、飞机撞击等;已装了氢复合装置,氢复合成水,不会发生福岛核电这样的氢爆炸;压水堆有蒸发器,蒸发器中的水也可带走一部分热量。如遇福岛地震海啸这样的极端情况,压水堆的抗灾能力要优于沸水堆。而未来的三代核电厂安全性能将会更高。

对于此次事件,樊院士认为,我们应该从中吸取如下教训:核电和非动力核技术应用都必须以核安全作为产业发展的基石;有必要对核电设计标准提出更加苛刻的要求,如抗震设计、应急电源设计、外电网电源恢复能力、冷却水供应能力、放射性废水的存储处置能力等;有必要进一步提高核电应对严重事故的能力;有必要进一步提高核电应对重大自然灾害的能力;必须建立有效的事故应急响应体系,包括应急决策能力,应急指挥体系;必须建立有效的事故救援体系并持续保持其能力。

福岛核电站出现问题之后,各国相应调整了自己的核电计划。对此我国采取的措施包括:立即组织对我国核设施进行全面安全检查;切实加强正在运行核设施的安全管理;全面审查在建核电站,要用最先进的标准对所有在建核电站进行安全评估,存在隐患的要坚决整改,不符合安全标准的要立即停止建设,严格审批新上核电项目。核电必须安全,我们需要安全的核电,没有安全就没有核电。

樊明武院士说:“由于三次核事故,特别是切尔诺贝利核事故、日本福岛事故带来的后果,人们对核电更为谨慎。各国的能源政策应根据经济因素,即寻求最廉价的发电和供热途径来设计。同时,考虑到能源的环境代价,从以局部性的烟污染和水电大坝造成的土地被淹,到地区性的湖泊酸化和森林枯萎,乃至全球性的温室效应,核电仍然是比较经济可行的能源供应方式。此外,非动力核技术,如辐射加工和同位素应用也为我们建立资源节约型、环境友好型社会提供了手段。

“需要强调的是,发展核电必须把安全放在首位。核辐射最严重的危害是对人类遗传可以造成无法恢复的损伤。核电史上三次核电事故,除日本福岛核电事故有明显的天灾原因,三里岛、切尔诺贝利核电事故完全由人为因素造成的。因此核电的从业人员必须有高度的责任心,必须极端谨慎,这才是发展核电的唯一清醒态度。

“核电还会继续,安全必须保证。我们相信,世界上核电发展大方向不会改变。我国核电的技术标准和发展节奏可能会有所调整,然而面对现实,核电还是要发展,因噎废食不是明智之举。”