日本福島核電站泄漏事故,讓人們陷入了恐慌狀態(tài)。那么核電站究竟是怎樣工作的?我國的核電是否安全?核電應該走一條什么樣的道路?日前,中國科學院院士,俄羅斯工程院外籍院士歐陽予面向公眾揭開了核電的神秘面紗。
歐陽予被人尊稱為“中國核電之父”,他曾參與主持并負責完成了中國第一座軍用生產(chǎn)堆研究設計工作,并擔任秦山核電站的總設計師及中國援建巴基斯坦恰希瑪首座核電站項目總設計師。 22日,他在中國科技館展開了一場主題為“世界核電發(fā)展形勢與提高核安全要求”的講座,報告廳內(nèi)座無虛席。
從“第一代”到“第三代”
面對來自各方的市民,歐陽予院士詳細解釋了人類利用核能發(fā)電的歷程。他說,從上世紀50年代開始到現(xiàn)在,已經(jīng)從第一代核電機組過渡到第三代核電機組,核電的發(fā)展成就證明了其技術(shù)可行性和經(jīng)濟性。
1954年,前蘇聯(lián)建成電功率為5千千瓦實驗性核電站。1957年,美國建成電功率為9萬千瓦希平港原型核電站。這些實驗性和原型核電機組稱為第一代核電機組。上世紀60年代后期以來,世界上陸續(xù)建成電功率在30萬千瓦以上的壓水堆、沸水堆、重水堆等核電機組。到了70年代,因石油漲價引發(fā)的能源危機促進了核電發(fā)展,目前世界上商業(yè)運行的400多臺機組大部分在這段時期建成,稱為第二代核電機組。
“第二代核電站的特點是應對嚴重事故的措施比較薄弱,那時認為發(fā)生堆芯熔化和放射性物質(zhì)大量往環(huán)境釋放這類嚴重事故的可能性很小,不必把預防和緩解嚴重事故的設施作為設計上必須的要求”,歐陽予院士說。
1979年,在美國三里島核電站發(fā)生了反應堆堆芯熔化的嚴重事故;1986年, 在蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站發(fā)生了大量放射性物質(zhì)往環(huán)境釋放的嚴重事故,這兩次嚴重事故使世界核電發(fā)展進入低潮,也讓從事核電的專家們反思。
通過總結(jié)經(jīng)驗教訓,美國的電力公司制定了“用戶要求文件”(URD),明確今后新建核電站,必須把預防和緩解嚴重事故作為設計上的必須要求,把發(fā)生嚴重事故的概率比第二代核電站至少降低10倍。歐洲也出臺了有同樣要求的文件(EUR)。國際原子能機構(gòu)也把此要求列進了新的核電站法規(guī),滿足以上要求的核電站稱第三代核電站。
據(jù)了解,目前,世界上技術(shù)比較成熟、可以據(jù)以建造的第三代核電機組的設計主要有:美國的AP1000(壓水堆)和ABWR(沸水堆),以及歐洲的EPR(壓水堆)等型號,它們發(fā)生嚴重事故的概率均比第二代核電機組小100倍以上。美國、法國等國家已公開宣布,今后不再建造第二代核電機組,只建設第三代核電機組。
核電發(fā)展重點應在“第三代”
“福島核電站泄漏事故再次說明了第二代核電站的弱點,第三代把預防和緩解堆芯熔化作為設計上必須的要求,是完全正確的?!睔W陽予院士說。
福島核電站是在上世紀70年代建造的,也屬于第二代核電站,在設計上并沒有把預防和緩解嚴重事故作為必須滿足的要求。其反應堆是沸水堆,也就是說冷卻水(給水)直接進入反應堆,在堆芯吸收核燃料裂變產(chǎn)生的熱量后變成蒸汽,蒸汽經(jīng)過主蒸汽管道送到蒸汽輪機,帶動發(fā)電機發(fā)電。
歐陽予院士分析說,在這次日本大地震中,福島核電站的管道、設備受到強烈地震而斷裂、破壞,致使給水送不進反應堆。再加上應急柴油機發(fā)電的供油管線也被海嘯破壞,致使應急安全注射水的水泵斷電而不能運轉(zhuǎn),安全注射水注不進反應堆。反應堆堆芯燃料棒失掉冷卻而燒壞,乃至熔化,從而發(fā)生嚴重事故。蒸汽管道破裂又使放射性核素碘-131和銫-137等泄露出去。而堆芯中密封核燃料的鋯包殼管,在溫度超過400°C后產(chǎn)生鋯-水反應,放出大量氫氣,氫氣泄漏到環(huán)境中燃燒,發(fā)生化學爆炸,致使某些廠房倒塌。
我國已有13臺第二代核電機組正在運行發(fā)電,鑒于核電的優(yōu)越性,為了增加核電裝機量,前幾年,我國曾經(jīng)允許適當再建造一些改進型的第二代核電機組,但未來的重點還在第三代核電機組。2006年中央決策,我國選定AP1000作為我國核電自主化依托項目,已引進技術(shù)建設了4套第三代AP1000壓水堆核電機組,目前正在浙江三門和山東海陽進行建設,
歐陽予院士說,從安全性上講,我國第三代核電站和正在運行發(fā)電的第二代核電機組相比,預防和緩解堆芯熔化成為設計上的必須要求,并將裝備有蓄水池,在緊急情況下能釋放出大量的水,從而達到降溫等應急需求。
他認為更重要的意義在于,通過這4套機組建設和消化吸收引進技術(shù),使我國不僅具有獨立自主設計建造和系列發(fā)展第三代百萬千瓦級核電機組的能力,而且具有繼續(xù)改進、提高、創(chuàng)新、發(fā)展的后勁。
發(fā)展低碳經(jīng)濟離不開核電
技術(shù)上的進步再加上其經(jīng)濟性,核電的前景本來一片光明,此次日本福島核電站泄漏事故卻給全球核電發(fā)展敲響了警鐘,歐美多國相繼暫停核電項目審批,并重估項目的安全性。核電究竟還要不要發(fā)展?怎么發(fā)展?
“核電站不排放二氧化硫、氮氧化物等污染氣體,也不排放引起地球溫室效應的二氧化碳,對低碳經(jīng)濟貢獻很大。所以,在堅持核安全第一的前提下,應該發(fā)展核電?!睔W陽予院士肯定的說。
他也指出,地震等自然災害是引發(fā)核電站泄漏的主要原因,此外,從歷史上幾次核泄漏事件來看,人為操作失誤也會造成悲劇發(fā)生。因此,每一座核電站都必須制定操作流程和管理制度并嚴格執(zhí)行,也可以降低發(fā)生危險的可能性。
在講座現(xiàn)場,來自市民的對核物質(zhì)的疑慮并不少,例如廢棄的第二代核電站是否會造成核污染?歐陽予院士解釋說,核電站放射性物質(zhì)在正常運行的時候都是回收的,都是密閉在里面不往外界排放,至于密閉的東西以后怎么處理,都有詳細的退役計劃,不是向外排出去的。
受到此次核電危機的影響,目前我國也已宣布暫停審批核電站項目包括開展前期工作的項目,并著手調(diào)整完善核電發(fā)展中長期規(guī)劃,這給近期多個省份爭相申報建設核電項目的熱潮潑了一盆冷水。核電危機是否被放大了?核電未來發(fā)展的路徑究竟在哪里?
對此,歐陽予并未直接回答。但他表示,要想發(fā)展就要承擔一定的風險,這需要看政府的決策?!叭绻阆氚l(fā)展快一點,你就第二代核電站多建一點,風險也大一點。如果你想發(fā)展低碳經(jīng)濟,減少二氧化碳排放,你想建的快一點,就二三代都上,但風險也大了。應該著重地建設第三代核電站?!?/p>
他強調(diào),我國在任何時候都要把核安全放在第一位,對正在運行的第二代核電站要嚴格核安全管理和監(jiān)控。應限制新建第二代核電機組的數(shù)量,并更加強化第三代核電的發(fā)展。