日本核泄漏的發生是有原因的
3月11日日本地震發生後,日本福島第壹核電站的核電機組發生氫氣爆炸,控制失靈。目前最糟糕的情況可能是1和3號機組註水失敗,核燃料熔化後通過安全殼溢出,導致核泄漏。
“即使在最壞的情況下,溢出的核輻射量也不會太大。壹是反應堆之前已經停堆,二是核電用鈾材料只有3%-5%,遠低於核彈95%的豐度。此外,海水和風的疏散和稀釋對我國影響不大。”國家核安全局核與輻射安全中心研究員趙雅瑉在接受本報記者采訪時表示,但日本核事故凸顯了世界範圍內核電安全的諸多弱點。
日本的核能發電始於20世紀60年代。國際原子能機構發布的最新統計數據顯示,自1963年10月26日茨城縣少林寺村建成第壹座實驗性核電站以來,日本已擁有54座核電站。目前,日本的核能發電能力僅次於美國和法國,位居世界第三。
2006年5月,日本經濟產業省資源能源廳制定了旨在促進核能利用和確保能源供應的“國家核電計劃”中長期綱要。核能在日本整體能源結構中的比例大幅增加,已成為日本最重要的能源之壹。目前,日本約30%的電力供應由核電提供。
從發生事故的福島核電站來看,日本很多核電站都是上世紀70年代開工的,大部分設備屬於當時的第二代核電機型,建設時的抗震等級只有7級左右。
這些核電站建成後,發生了很多事故。進入21世紀後,其核事故更加密集和頻繁。
“技術老化、對地震震級設防不足、對多重自然災害並發因素考慮不足是這次核事故最根本的原因,但這次事故的啟示不止於此。”趙雅瑉認為,有許多重要問題值得所有核電工作者思考。
根據趙雅瑉的說法,第壹件事是重新考慮廢熱造成的電力損失的緊急情況。余熱管理主要包括安全清理、余熱輸出和水冷。日本的事故清理做得很好,但停堆後電源停止,失去外部電源,導致余熱不斷蒸發,氫氣爆炸導致反應堆堆芯暴露,然後通過人工泄壓和氫氣爆炸帶出放射性物質。
“然後就是缺水,因為核電站的反應堆不能用海水,要用去離子水,減少腐蝕。但海嘯過後,去離子水供應明顯不足,甚至淡水供應也不足。最後註入了海水,但註入海水後,90%以上的核電站都會報廢。”趙雅瑉說,地震發生後,反應堆安全關閉,但隨後發生了海嘯,出現了新的註水問題,因此今後要多次考慮事故的安全性。“不要只從理想情況考慮核問題。如果問題特別理想,出現意外情況,處理就會變得盲目。”
全球核電存廢的困境
面對日本核電危機,各國政府對核電發展方向的態度大相徑庭,也衍生出不同的陣營。德國已經明確表示將加快退出核電,而美國、法國、俄羅斯都表示不會動搖發展核電的決心。
事實上,各國首腦對核電發展的不同態度與各國電力發展狀況密切相關。根據國際原子能機構今年6月5438+10月發布的最新數據,目前全球有442臺核電機組在運行,核電發電量約占全球總發電量的16%。
其中電站數量美國104,法國58,日本54,德國17。四個國家中,美國的核電站最多,德國最少。核能發電的權重美國20%左右,法國80%,日本30%,德國只有23%。從核電站數量和發電量占比來看,美法電力依賴核電是顯而易見的。
而且從成本上看,各國核電的成本都略低於當地的上網電價,所以從實用性上看,核電比其他新能源有明顯的優勢。
但這種優勢似乎只是木桶的長板,安全問題依然是世界核電發展的致命阻力。
全球核電發展始於20世紀50年代。隨著1954前蘇聯建成世界上第壹座核電站,美國等國迅速跟進。進入60年代後,核電發展上了高速公路。當時平均每17天就有壹座新核電站投入運行。正是在這種建設頻率下,1960年至1980年的20年間,全球有242臺核電機組投入運行。
由於當時石油短缺,核電的經濟性被放大,美國的第二代壓水堆、沸水堆和蘇聯建造的石墨堆、壓水堆開始形成出口規模。其中日本和法國引進並消化了美國的壓水堆和沸水堆技術,日本福島核電站的設備也起源於這壹時期。
然而,三裏島核電站事故和切爾諾貝利核泄漏為核電發展敲響了安全警鐘,世界範圍內開始重新評估核電的安全性和經濟性,各國對核電的審批收緊。數據顯示,從20世紀90年代到2004年,全球核電總裝機容量年增長率從之前的17%下降到2%,核電發展進入停滯和放緩階段。
隨著全球普遍的能源危機和核電技術的提高,核電在進入21世紀後復興,各國開始重新建設核電站。
正如壹位接受記者采訪的能源專家所說,在傳統能源進壹步枯竭,風電、光電還不穩定,價格高企的時期,核電的過渡作用是不可替代的。
壹方面是核電站核泄漏帶來的世界性風險,壹方面是核電的能源過渡支持功能和低發電成本。在放棄與獲得之間,核電的存廢從長遠來看仍將是壹個世界難題。
中國的核電:應該被考慮進去。
最差結果
相比德美等發達國家,中國核電發展的最新態度是停止審批,調整規劃。
截至2010年底,我國核電裝機容量僅為1080000千瓦,僅占總裝機容量的1.12%,遠未達到中長期規劃中4%的目標。
根據目前國家能源局披露的新能源發展規劃,到2015年,核電裝機將達到4900萬千瓦,到2020年達到7000-8000萬千瓦,占總裝機的5%以上。屆時,核電在壹次能源中的比重將達到4%左右,即15%的非化石能源消費中將有近4%由核電構成。
從10.8萬千瓦到8000萬千瓦,從1.12%到5%以上,這些數字的飛躍,要求中國在未來10年快速、大規模地上馬核電項目。以此計算,平均每年需要新建8臺以上才能完成目標計劃。
2005年以來,國家先後批復了遼寧紅沿河等13核電項目。目前,我國在運機組13臺,在建機組28臺,3097萬千瓦,占世界總量的40%以上。
“以前的核電站事故都是人為失誤造成的,但這次日本核事故是地震和海嘯同時造成的,這給我們提供了壹個新的研究課題。在未知和不可預測的多重災害的共同影響下,應該如何預防?在這方面,全世界的經驗都是零。”地質專家秦告訴記者。
綠色和平組織氣候與能源項目經理李燕也表示,雖然中國沿海地區發生地震的風險沒有日本高,但鑒於中國自然災害頻發,環境風險已經十分復雜,核電站建設要考慮最壞的結果。
我國目前核電廠選址主要采用加權評分法,具體包括四大類***18,即周圍實際情況、對生物的影響、對居民的影響和實施應急預案的可行性。其中,地震概率和烈度的權重因子為2,占總權重的6%。
按照我們的選址規定,核電廠抗震會有壹個區域論證和工程論證。對於場地的區域性要考慮幾百平方公裏,看看有沒有大的斷裂帶和活動斷層,再聽聽地震學家的意見。之後根據中國的地震烈度表,得出該地址的地震烈度和等級,然後將核電站提升壹級,以保證該地區發生地震時,反應堆能夠安全清洗,主核設備不會受損。
“如果這個地方地震頻繁,烈度高,我們肯定不會批。”趙雅瑉告訴本報記者。
此外,多位接受記者采訪的專家表示,核廢料的儲存也應引起足夠的重視。目前,核廢料的處理方式主要有三種:壹種是乏燃料經過處理產生高放廢液,通過固化過程轉化為物理化學性質相對穩定的玻璃塊;二是修建地下處置庫,將乏燃料直接埋在500米以下的可靠巖層中;第三種是通過分離進化,回收再利用。
“壹種固體廢物是低放射性廢物,最終將由地區處置庫處置,另壹種是乏燃料,將被送往國家地質處置庫處置。如果發生地震,核電站關閉,放射性廢物必須得到妥善管理。地下儲存庫目前只有美國有,2017才會投入使用。”據趙雅瑉介紹,低水平放射性廢物的貯存壽命為300-500年,而高水平放射性廢物的貯存壽命需要65438+萬-30萬年。“如何妥善保管這麽長時間,時刻保持警惕,對從事核電的人提出了非常高的素質要求。”
不僅僅是核廢料處理,中國壹旦啟動核電快速發展的計劃,對核電專業人才的需求會在短時間內突然增加。“如果人才培養跟不上,就要把原核電站的技術人員稀釋掉,調去支援另壹個核電站的建設。壹旦發生意外,就很難處理了。”復旦大學核科學與技術系教授袁竹樹說。
“在緊急情況下,人們的第壹反應往往是失誤,但核電站的事故往往是突發性的,這就要求核施工人員具備良好的素質,並經過培訓和再培訓。壹旦發生緊急情況,他們能夠冷靜,不會因為人為失誤而加劇事故的擴大。”趙雅瑉說。
此外,我國核電發展起步較晚,目前使用的機型多為壓水堆和部分重水堆。然而,中國的壓水堆機組主要是第二代機組和第二代改進型機組。新建機組主要有以CNNC自主研發的CNP1000為代表的國產三代機組,以及CNNC從美國西屋公司引進的三代機組AP1000和中廣核引進的三代機組EPR。
對此,壹位不願意透露姓名的專家對本報記者表示,表面上看,技術路線的泛濫,實際上會給中國核電發展帶來很多沖擊。“這麽多路線首先會導致核電工人分流,造成人員專業轉換精度分散。壹旦某個電站發生事故,其他電站可能無法提供援助,第三代機型的可靠性也沒有經過測試,所以過多的路線會增加安全風險。”
“目前AP1000的成熟度還有點差,壹些測試驗證工作還沒有完成。要循序漸進,依法辦事。第三代核電重視技術掌握,掌握技術和維護安全是第壹位的。”中國核工業集團公司原規劃部副總工程師文表示,核電的發展進度可以適當放緩,不能過分追求規模。
國際原子能機構前副總幹事錢在接受本報記者采訪時也表示,基於中國節能減排形勢的壓力,應該大規模發展核電。“但之前國內核電建設有些發燒,各大公司競相爭取項目,應該重新審視項目實施和管理中的安全隱患。放慢腳步,認真復習,是好事。”