发展核电,安全是第一位的
假使日本福岛使用的是第三代核电站的技术,即便仍然出现9级地震,就算管道都破裂了,也还有别的措施,至少不会波及周围居民
《望东方周刊》记者米艾尼 | 北京报道
欧阳予,中国科学院院士,全国政协委员、秦山核电站总设计师、巴基斯坦恰希玛核电工程总设计师、连云港核电站总工程师。
地震后福岛核电站进入恶性循环
《望东方周刊》:日本福岛核电站的状况,与美国三里岛事件、苏联切尔诺贝利事件相比,在事故发生原因上有什么异同?
欧阳予:这三起核电站安全事故,机理是不同的。
美国三里岛核电站使用的是压水堆,简单说,就是用水把反应堆的热能带出来,通过两路回水,用热能带动蒸汽发生器发电。当时操作人员误认为有一个反应堆的冷却水位过高,紧急停止注水,其实是反应堆有漏水的地方,导致冷却水沸腾了,水位才高了起来。错误的处置导致堆心压力和温度骤然升高,2小时后,大量放射性物质溢出。100吨铀燃料虽然没有熔化,但有60%的铀棒受损,反应堆最终瘫痪,所幸因为反应堆外面的安全壳,这次事故没有出现核泄漏。
苏联的切尔诺贝利核电站用的是石墨沸水堆,这种反应堆体积非常大,高度几十米,从外面密闭不了。如果发生放射性元素泄漏,很快就会扩散到周围,这是这座核电站设计上的缺点。据后来估算,这次核泄漏事故后产生的放射污染,相当于日本广岛原子弹爆炸产生的放射污染的100倍。爆炸使机组完全损坏,8吨多强辐射物质泄漏,尘埃随风飘散,俄罗斯、白俄罗斯和乌克兰许多地区遭到核辐射污染。实际上,苏联这种反应堆是军用的,不能作为民用。
福岛核电站也是沸水堆,堆芯里的水直接上升成蒸汽,引导到厂房里推动发电,只有一路回水。好处是结构相对简单,坏处是安全性比压水堆差一些。这次地震非常强烈,运送水蒸气的管道震坏了,这里面本身就含有放射性元素。往反应堆里注水的管道也断掉了,堆芯的温度就持续升高,产生的蒸汽更多,气压更高,冷却水就更打不进去了,形成了恶性循环。水蒸气在高温下分解成氢气和氧气,后来氢气燃烧引起爆炸。厂房本来是钢结构的,很结实,爆炸产生大量热量,钢就变软了,结果厂房也塌掉了。
第三代核电站能把堆芯熔化的可能性降低100倍
《望东方周刊》:这次日本福岛核电站事件,是否可以说明,世界上现有的核电站在设计和安全保障上,还有一定的技术障碍?
欧阳予:现在全世界共有30个国家的430多座商业核反应堆在运行,提供了世界总电力需求的16%。这430多座反应堆,基本上都运用了第二代反应堆技术。其中美国有103座、法国有57座、日本有54座、中国有13座,都是第二代核电站。
第二代核电站一般都是上世纪七八十年代建成的,那时候的核专家普遍认为,核电站出现堆芯熔化这种严重事故的可能性不大,通过注水降温就可以避免,所以在设计上没有严格要求堆芯熔化的防御设施。后来发生了三里岛事件和切尔诺贝利事件以后,大家才意识到,堆芯熔化是有可能发生的。切尔诺贝利事件以后,国际上普遍认为,要研发第三代核电站,把防御和处置堆芯熔化作为设计上的一个基本要求。现在,美国已经不建第二代核电站了,他们用10年时间研发出了AP1000技术,法国研究出了EP2技术,而且法国明确宣布,不再建第二代核电站。
《望东方周刊》:第三代核电站可以抵抗像这次日本发生的9级地震,或者其他严重的自然灾害么?
欧阳予:核电站在设计时都是有多重防御系统的,比如,假使反应堆不工作了,会自动开启注水、降压等多种应急处理方式。第二代核电站基本上也都考虑了地震等自然因素,包括海啸,在美国“9.11”事件之后,甚至还考虑到了飞机撞击核电站的情况。
而即便发生了严重地震,也不是不可以把损失控制在最小。
第三代核电站如果出现堆芯熔化,反应堆功率加大,反应堆会有阀门自动打开,进行卸压,安全壳也比较结实,不容易烧坏,
我们比较推崇的是美国AP1000技术。他们把很多大的水箱放在厂房里,水箱表面是一层胶制的膜,把水封在里面。一旦出现堆芯熔化,温度升高,膜就会熔化,水会涌出来把厂房整个淹没。第二代核电站因为厂房已经建好,没法再往里加设备,所以改进空间有限。
《望东方周刊》:第三代核电站与第二代核电站相比,安全系数提高得多吗?
欧阳予:我们有过计算,第二代核电站出现堆芯熔化的可能性是万分之一。
第三代核电站在设计上的规定是,堆芯熔化的概率不得大于十万分之一。美国设计的第三代核电站,能够把堆芯熔化的可能性降低100倍,现有的第二代核电站再改进,可以降低1倍。另外,第三代核电站在抗震设计上也会考虑得更多一些。
假使日本这次使用的是第三代核电站,即便仍然出现9级地震,就算管道都破裂了,也还有别的措施,至少不会波及周围。
核电是绕不开的选择,但是别急功近利
《望东方周刊》:发展核电具有一定的风险,为何仍然是很多国家一致的选择?
欧阳予:以日本为例,国土面积小,自然资源稀少,那么高的经济发展速度,能源供应来自哪里?核电站的优越性大家都意识到了,和其他新能源相比,成本更低,也更稳定。如果不出事故,也是环保、经济又安全的能源。
根据2007年国家制定的核电中长期发展规划,到2020年,我国预备核电产能将达到4000万千瓦。现在我国核能发电产能是1000多万千瓦。但是到2020年时,我国的总用电量预计达到10亿千瓦,这个数字太大了,即便我们努力发展核电,到那时核电仅能满足整个用电量的4%。现在日本福岛事件发生,也给我们提了个醒,宁愿建设稍慢一点,也要更安全。
虽然核电在技术上有待解决的问题,大家也认为还有安全隐患,但是核电是国家发展绕不过去的选择。
《望东方周刊》:既然是必需的选择,对于我国来说,核能产业在未来如何能够做到发展和安全并举?
欧阳予:能源和发展本身是矛盾的,安全和发展也同样有矛盾。核电厂建得越多,出事故的可能性就越大,但是绝不必过于担忧。
对我国来说,我觉得最重要的是不要太心急,尤其在我们还没有完全掌握第三代核电站技术的情况下,地方不要太着急建第二代核电站。
现在,各省对建核电站的兴趣都很高,因为建核电站能解决地方用电问题,对当地经济发展有促进作用。国内大的核电公司也愿意出钱在地方建厂,因为收益大、投产快。这样两边都有积极性,大家都想多建核电厂,一度还出现了地方间的竞争。
现在,第三代核电站的技术刚刚研发出来,国家准备通过四套机组和美国合作,在我国建立第三代核电站。和美国达成的协议是,前两套机组主要由美国负责建造,后两套我们自己负责。这四套机组建设完成后,我们就可以独立自主建造第三代核电站,并申请中国独立的知识产权,这也是中远期规划里设定的,国家重点保证的项目,叫大型先进压水堆项目。
因为现在这项技术我们还没有完全研发出来,而第二代核电站的技术相对比较成熟,如果不完全从安全性和自主性考虑,地方当然会觉得建第二代核电站会更快一些,早投资早回收。如果地方政府和企业都这样想,就会导致第二代核电站继续在国内大规模建设。
现在,中央明确规定,内地坚决不建第二代核电站。因为如果内地核电站出问题,对河流和人群危害太大。核能发展包含了国家意志、地方行为和企业利益,如果为长远考虑,就必须把安全放在第一位。■