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中国核工业杂志:核安全进化论
文章来源:资讯宣传中心 日期:2011年05月05日


    4月12日,日本福岛第一核电站核泄漏事故等级由5级提高至最严重的7级。自3月11日发生福岛核事故以来,短短一个月的时间里,福岛第一核电站核泄漏事故等级从4级到5级,再到如今最高级7级,不断升级的日本核危机,使得核恐慌以日本福岛为圆心向世界各地蔓延。

    此次事故发生后,世界各媒体快速跟进,对日本核危机、世界核事故等进行“扫荡式”报道,其间不乏有渲染恐惧之辞,这同时也唤起了人们对1979年的美国三里岛和1986年的切尔诺贝利这些远去,甚至已经尘封的“黑色核记忆”。

    很快,“核电是否安全”、“要不要继续发展核电”、“既定的核电计划是否合理”等问题接踵而来,各国迅速审视自己的核电战略:德国冻结延长核电站使用期限政策,意大利宣布将新反应堆计划延期一年,英、美的重启和新建计划均受到阻力,印度和澳大利亚表示要进一步检查安全性,中国则宣布暂停审批新核电项目,对运行核电站和在建项目将进行安全检查。

    从这些反应也可以看出,任何一处的核事故都是世界性的,它的影响震撼全世界,一荣不一定俱荣,但一损俱损。

    不过,发展核电的信心并没有泯灭,很多专家纷纷表示,无论是从社会发展的需要,还是从全球的能源结构来看,核能都仍是当前的最佳选择。如今,核能发展不能“因噎废食”,但是,安全必须成为人类利用核能的首项要求。这成为不同国家发展核电时相同的第一承诺。经历这次事故,核能将会变得更加安全。

    安全技术:吃一堑长一智

    有专家说,举个简单的例子,核电站的安全技术分析,就像大家爬山要防各种猛兽袭击一样,尽大家所能地预想出所有可能出现的猛兽种类和数量,并提出万无一失的防范措施。可是,上山后还是保不齐会出现超出大家预想的情况,为了更加安全,大家还要把自己关在牢固的笼车里!

    安全是核电发展的第一要求。由核事故引发的信任危机,反而促进核工业更健康地成长。因为核电设计人员,不会因一次事故而放弃科研,吃一堑长一智,他们会充分汲取经验,在防护、停堆、冷却等方面进行更多技术改进,不断升级防范措施,从而保障核能向更安全的方向发展。

    三里岛回声

    1979年3月28日凌晨4点,美国宾夕法尼亚州的三里岛核电站发现异常,一个误关闭的阀门和一系列错误的操作导致2号机组反应堆冷却系统大量液体流失。由于冷却水损失,导致堆芯材料余热累积,燃料棒部分熔毁。此事故被定为核事故5级。

    三里岛事故后,世界上对当时所有核电站进行了改进——比如,三里岛核电站水位计有缺陷,现在所有的堆都有很好的水位计;增加安全壳对放射性的包容;世界所有核电站开展全范围仿真机应用等等。

    对于中国而言,发展核电比较晚,1985年第一座核电站——秦山核电站开工,在“秦山核电站是否建安全壳”的设计中,三里岛事件的经验教训让核专家笃定了秦山核电站建安全壳。“当时大家核专家中很多都是留苏的,苏联早期核电站没有安全壳。但是三里岛事故让大家更切身地认识到,安全壳可以有效防止核物质泄露到大气中。为了更安全发展核能,秦山核电站当然要建安全壳。”当时参与秦山核电站技术讨论的核辐射防护专家、如今的中国工程院院士潘自强说,“几年后,切尔诺贝利事故再次用血的教训,告诉大家核电站安全壳的重要性。”

    在1979年三里岛事故之后,美国并没有停滞核技术的研发,而是汲取教训后,在日本、法国等国家建造更安全的核电站。如,之后中国引进的法国M310技术,其实就是法国由美国相关技术消化吸取再创新而来。随后,中国又根据新的安全标准、核电站的安全经验反馈,对其再进行技术改进和创新,从而形成了目前具有中国特征的二代加堆型,相比同类技术,更加安全、可靠。最近几年,美国推出具有非能动安全系统三代AP1000核电技术,目前也正在中国建设中。

    “澳门英皇在线手机版核电站最早也是从1991年才开始投入运行,都相对年轻,所以安全起点都比较高。” 中国核电工程有限企业副总经理邢继说,“这也能从另外一个角度看出,世界核安全技术在不断进步。”

    切尔诺贝利影响

    1986年4月26日凌晨1点23分,切尔诺贝利核电站4号反应堆发生爆炸,爆炸使机组被完全损坏,大量强辐射物质泄露,致使俄罗斯、白俄罗斯和乌克兰许多地区遭到核辐射的污染。此事故被定为最高级7级。

    事故发生后,业界又一次兴起了核安全大讨论。如,核反应堆厂房外面厚达1米的钢筋混凝土外壳的重要性得以凸显,安全壳内还增设了氢气控制系统、安全壳泄压装置等。

    “切尔诺贝利事故之后,石墨堆几乎就被核技术人员放弃了,这也就是宣告了石墨堆的‘死刑’。”邢继说。

    中国是在切尔诺贝利核泄漏事故发生之后运营核电的,汲取惨痛教训后,采用的大部分都是压水堆。压水堆具有固有安全性,采用了四道安全屏障防止放射性物质释放,并采用了大量更为可靠的技术措施来保证四道安全屏障的完整性,如多样化的堆芯应急冷却与余热排除手段,以及一回路快速卸压手段,可防止核燃料包壳与一回路压力边界的损坏;安全壳的冷却与过滤排放系统以及氢复合装置,可以防止安全壳在假象事故发生时的损坏。“安全性能得到显著提升。根据世界核电技术的发展,核电企业每年还都要斥资做技术改造。比如中国的秦山核电站每年也要花上千万元进行改造,一些部件会定期更换。”当提到核电技术改进时,中国驻国际原子能机构代表团前团长俞卓平说。

    和美国一样,前苏联也没有因为切尔诺贝利事故而放弃他们的核技术研究,如今俄罗斯的VVER核电技术和快堆技术都是处于世界领先水平,安全性和可靠性都不可同日而语。

    田湾核电站引进的是俄罗斯VVER核电技术,它采用了双层安全壳,可靠性进一步提高;首次设置堆芯熔融物捕集器,可以缓解超设计基准事故的严重后果。

    除了田湾核电站,中国还参与了第四代核电技术研究,去年,与俄罗斯有着合作的中国实验快堆成功临界。中国实验快堆进一步增加了安全可靠性:反应堆设计首先强调了固有安全性,所有反应堆都设计成具有负反应性,保证了在所有异常情况下反应堆自行稳定;一回路非能动事故余热排出系统,这在世界快堆建设史上首次采用,确保在任何工况下导出反应堆内余热;采用双层容器、双层管、备用系统等安全措施。

    “安全分析结果表明,最严重的事故情况下,实验快堆厂外人员和环境也不受影响。”

    福岛反思

    2011年3月11日,日本发生9级地震,引发巨大海啸,福岛第一核电站4台机组冷却系统相继出现问题,发生氢爆,放射性物质释放到环境中。

    事故发生后,核工业界已经开始反思日本核危机,福岛第一核电站的1号和2号反应堆是于上世纪70年代初投入运行的。“当时的安全标准比现在要宽松很多。它们建造于大众甲壳虫车没有汽车安全带和安全气囊的年代。”有关专家分析。

    经历过福岛核事故后,有专家认为,对服役期较长的核电站进行定时检查还不够,应该及时更新反应堆和整个核电站系统的技术。

    “这次事故,还挑战了大家的核电设计标准!”有关专家在一次福岛事故研讨会上提出,“以后核电站的抗震级、防波堤高度怎么定等等,都需要大家认真分析和总结。”

    美国资深核工程师、三里岛事件现场主任莱克·巴雷特曾向媒体表示,大家可以从中汲取教训,如,要为超过设计范围的事件,提前做出更好的应对计划;也要为严重的破坏性事件发生,做好更周密的遏制和修复预案。

    “目前,澳门英皇在线手机版核安全法规标准采用了国际原子能机构的最新研究成果。”澳门英皇赌场网址企业副总工程师田佳树说。澳门英皇在线手机版核电站的“技术门槛”比世界平均水平要高,核电站的选址也更加保守、安全,所选厂址均远离火山、地震多发和高发区,避开地质断裂带和人口稠密区。核岛坐落于完整的基岩上,抗震标准、防洪标准等都做到了“高一级”的设防。

    2004年,国家核安全局还颁布了另外修订过的标准——《核动力厂运行安全标准》。据此,核电站在原有的基础上做了进一步改进,光是防止氢爆的措施就有好几条,比如在安全壳内增设氢复合器,将氢变成水;安装氢点火器,把氢气燃烧掉等。“目前,包括秦山二扩、岭澳二期在内,之后建设的核电站,还设计了更可靠的安全壳过滤排放系统,就算发生核事故,安全壳需要排放卸压时,也可将绝大部分放射性物质过滤掉,从而使排放气体不影响环境安全。”邢继说。

    另外,每次核事故发生后,核技术领域的国际合作似乎都会更加紧密。如,在此次日本核危机发生后,中国核电工程企业与美国、法国的同行,已就核电站应急废物处理、核事故应急响应及核电站安全设计等问题加强了交流。“保持和加强本领域的国际交流与合作,可以借鉴别人的经验,提升自身能力;有利于提高世界核安全技术的整体水平。”

    “日本福岛第一核电站事故就像在核电发展的春天里下了一场雪,但我认为雪后的春天会更加美丽,中国还需要在确保安全的基础上高效发展核电。”中国核能行业协会副理事长赵成昆说。

    “美国已经从三里岛事故中汲取了很多教训,美国的核能更加安全,也有更高的生产效率,希翼同样的情况发生在福岛之后的日本。”核专家们对核电安全发展依然充满信心。

    安全监管:再怎么强调安全都不为过

    仅仅依靠核电站固有的安全性还是不够的,核工业的安全还需要严密高效的监管体制和企业高度的社会责任感,无论是监管方,还是企业都必须清醒认识到,再怎么强调安全都不为过,并努力践行“安全第一”的原则,不断追求卓越,确保绝对核安全。

    世界反应

    每次核事故,在推动核电技术发展的同时,也必然带来核电监管的进步。纵观历次核事故带来的监管启示:三里岛事故直接促使了美国核电运行协会(INPO)的成立,也让所有美国核电企业深受触动,这些企业达成协议,确保各家核电站都对彼此的安全性相互监督。

    自从三里岛事故后,美国在应对紧急情况时,核电站须不断将其应急计划告知地方政府和州政府以及核管理委员会。必要时,核管理委员会、国土安全部应急部门、能源部环境保护局和其他联邦机构也会加入协调危机处理。

    切尔诺贝利事故发生后,世界各核电营运者意识到任何一个核事故都会对其他核电站造成影响,因而世界核电运营者协会(WANO)成立,以加强各核运营单位之间的交流与合作,推动有效的经验反馈,建立核安全学问。目前,包括中国在内的,全世界所有的核电站都加入了WANO。

    此次日本核危机发生后,据相关报道称,该事故除了自然灾害原因,还与核电站抗震能力不足、设备老化以及管理不善有关。福岛第一核电站所属者——东京电力企业是全球最大的民营核能运营商。然而就是这样的核电巨头,还是存在着管理不善的问题。

    对此,日本专家表示,东京电力企业之所以对福岛核电站延长使用寿命、长时间不检测设备、反应迟缓,主要是为了降低成本,维持更高的经济效益。在核电站不断高效地创造出能源的同时,因为利益问题,安全被忽视了,企业应承担的社会责任也不见了。

    “核工业的特殊性,就决定了核工业企业高度的社会责任。”澳门英皇赌场网址有关人士说。目前,在中国,每家核电厂都会有明确的政策规定:即安全决不受发电量、经济效益及其他因素的约束,安全可以不受成本或进度的约束。而且,每家核电厂也都是严格遵照此规定实行的,“核安全是核电站的生命线”的核安全学问已经成为了核工业人日常的行为准则。

    除企业自身自省之外,此次日本核事故还为包括中国在内的发展核电的国家带来了诸多监管方面的警示。如,在发生日本核危机之后,世界能源理事会主席皮埃尔·加多内就表示,核电业的安全性已经超越国界,成为一个国际问题,所以应该对这一领域进行“全球化管理”。

    中国行动

    “对核电安全的关注程度和监管的严格,是任何其他工业无法比拟的,凡是有核电的国家,都有核安全监管机构。我是中国第一代核电站的高级操作员,我清楚大家在管理制度、操作运行规程、设备维护、人员培训、定期试验、辐射防护等方面做得不错。”俞卓平说。

    澳门英皇在线手机版核工业发展始于上世纪50年代中期。一开始,国家对核安全就极为关心,发布的第一个安全方面的规定,就是核辐射防护的规定。从组织方面来说,国家也十分重视,先后成立了专门搞辐射安全的工业卫生局、辐射防护研究所、核与辐射安全研究所等单位。“其中,辐射防护研究所是现在辐射防护研究院的前身,该院人员达千人,这样一个规模的专业从事安全防护的单位,在其他行业是不多的。”潘自强说。

    1984年10月,国家就成立了国家核安全局,当时,中国正准备建设第一座核电站——秦山核电站。1986年,切尔诺贝利核事故发生后,秦山核电站刚刚开工不久,这对刚刚发展核电的中国来说,无疑是当头一棒。国家高层非常重视,国家领导人召集当时的核工业部的相关负责人,一起分析事故,总结教训,找对策。

   在这场核安全大讨论中,某领导人说:“要加强核安全监管,国家核安全局100人都不算多!”据了解,当时国家核安全局只有30人。可以想见,100人,在当时核电发展起步阶段下的中国,是个不小的数字。

    之后,随着核电大发展,中国也在不断加强核安全监管能力。核监管部门肩负着核设施的核安全许可及其监管、核安全设备安全许可及其监管、核技术利用项目的辐射安全许可证及其监管、辐射环境监测等重任,范围广责任重。

    “近几年,为了适应核电发展的需要,核与辐射监管部门的人员编制从300人增至1000人,现有在编人员总数为470人左右。”中国核电工程有限企业副总经理刘巍说。

    “现在,最重要的是提高澳门英皇在线手机版的核安全监管水平。中编办已经批准国家核安全局到2012年其人数从300人增加到1200人。我认为,大家的监管水平与现在的核电发展是相适应的。”国家能源局前局长张国宝说。

    目前,主管中国核电事业发展的是国家能源局和国家核安全局。国家核安全局主管核电站运营企业的资质审批、安全审查;国家能源局负责核电产业规划和项目审批。此外还有国家核事故应急协调委员会、国家原子能机构、国防科工局、国务院核电领导小组办公室等诸多管理部门。2002年,中国还成立了核电站运行评估和运行经验交流委员会,2007年中国核能行业协会成立,负责组织企业相互检查。

    在发生事故的非正常状态下,由国家、地方和企业构筑起的三级核事故应急组织负责。“三级应急体系保障了中国核安全的监管能力。到现在为止,澳门英皇在线手机版核电站未发生过一起辐射致死、辐射造成放射病的事例,澳门英皇在线手机版核安全纪录良好。”

    纵观核工业的发展,每发生一次重大事故,都推动了核技术和核监管的进步。“科学技术的进步都是在挫折中前行的。每一次事故其实都能教会大家一些东西,帮助大家改进技术,完善管理。对于不断提高的核技术和管理的安全性,大家有足够的信心。”邢继接受本刊记者采访时强调。(官慧)

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