吳學(xué)安
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核電安全牽動(dòng)公眾“神經(jīng)”
吳學(xué)安
“中國(guó)政府一貫高度重視核安保工作,對(duì)核及放射性材料一直實(shí)施嚴(yán)格的管控。60多年來,中國(guó)保持了良好的核安保記錄,實(shí)現(xiàn)了重要核材料‘一克不少、一件不丟’?!苯眨瑖?guó)防科工局副局長(zhǎng)、國(guó)家原子能機(jī)構(gòu)副主任王毅韌介紹,“十二五”期間,我國(guó)核安保工作成績(jī)斐然。以核安保法規(guī)體系的完善為例,起草了《核安保條例》草案并已上報(bào)國(guó)務(wù)院審議;同時(shí),發(fā)布了《核材料衡算與控制視察導(dǎo)則》《核材料和核設(shè)施實(shí)物保護(hù)》《核材料管制視察管理辦法》《核材料管制報(bào)告管理辦法》等一批核安保導(dǎo)則和技術(shù)規(guī)范,有力推進(jìn)了我國(guó)核安保工作的法制化進(jìn)程。
國(guó)務(wù)院新聞辦公室此前(1 月27日)發(fā)表《中國(guó)的核應(yīng)急》白皮書。白皮書正文8個(gè)章節(jié)分別介紹中國(guó)核能發(fā)展與核應(yīng)急基本形勢(shì)、核應(yīng)急方針政策、核應(yīng)急“一案三制”建設(shè)、核應(yīng)急能力建設(shè)與保持、核事故應(yīng)對(duì)處置主要措施、核應(yīng)急演習(xí)演練、培訓(xùn)與公眾溝通、核應(yīng)急科技創(chuàng)新和核應(yīng)急國(guó)際合作與交流。白皮書透露,為應(yīng)對(duì)可能發(fā)生的嚴(yán)重核事故,依托現(xiàn)有能力基礎(chǔ),中國(guó)將組建一支300余人的國(guó)家核應(yīng)急救援隊(duì),主要承擔(dān)復(fù)雜條件下重特大核事故突擊搶險(xiǎn)和緊急處置任務(wù),并參與國(guó)際核應(yīng)急救援行動(dòng)。
核電作為一種清潔安全、技術(shù)成熟、供應(yīng)能力強(qiáng)的發(fā)電方式已被列入優(yōu)先發(fā)展目標(biāo)。尤其是中國(guó)能源短缺對(duì)核電發(fā)展提出更大需求,加快發(fā)展核電已成為政府、科技界和工業(yè)的廣泛共識(shí)。未來6年間,中國(guó)新開工和正在建設(shè)30臺(tái)左右的百萬千瓦級(jí)核電機(jī)組,核電裝機(jī)容量將達(dá)到3 600~4 000萬千瓦。在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、電力負(fù)荷集中的沿海地區(qū),核電將成為電力結(jié)構(gòu)的重要支柱。但與此同時(shí),核電安全也越來越成為社會(huì)公眾關(guān)注的話題。
隨著國(guó)內(nèi)核電建設(shè)的步伐進(jìn)一步加快,人們無不對(duì)于國(guó)內(nèi)核電站安全感到擔(dān)憂。因?yàn)樵诤穗娂夹g(shù)發(fā)展的短短幾十年時(shí)間內(nèi),核災(zāi)難已經(jīng)不止一次降低到人類的頭上,從1957年歐洲核反應(yīng)堆事故,1979年美國(guó)三里島核電站失水事故,到1986年蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站爆炸事故,再到此次日本強(qiáng)烈地震和海嘯引發(fā)的福島核電事故……每一次核事故都足以勾起人們對(duì)于歷史的痛苦回憶。
2004年8月9日15時(shí)30分左右,日本關(guān)西電力公司位于福井縣美濱町的核電站3號(hào)反應(yīng)堆發(fā)生渦輪機(jī)房?jī)?nèi)蒸汽泄漏事故,當(dāng)場(chǎng)造成4人死亡,7人受傷。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn),渦輪機(jī)房?jī)?nèi)直徑約50厘米的配水管道上有肉眼能看見的漏洞,導(dǎo)致高壓水蒸氣泄漏。這是一起近年來最新發(fā)生的核電事故。盡管專家認(rèn)為,核電站周圍監(jiān)測(cè)輻射的儀器沒有發(fā)現(xiàn)異常,可以認(rèn)為沒有輻射泄漏。但因?yàn)槭呛穗娬景l(fā)生的事故,所以倍受包括國(guó)人在內(nèi)社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。
人們對(duì)于核電的恐懼,并非是“杞人憂天”。日本廣島、長(zhǎng)崎原子彈爆炸和蘇聯(lián)切爾諾貝利核事故所造成的核陰霾,至今依然縈繞在許多人的心里。“核電站”屬于“核”的范疇,不可避免地沾上這些歷史的印記。不過這種擔(dān)憂縈繞在人們心頭并不一定是件壞事,它能時(shí)刻從社會(huì)認(rèn)知的角度提醒我們,有必要通過科學(xué)普及等有效方式,讓大家更多地了解核電,從而滿腔熱情地理解和支持國(guó)內(nèi)的核電建設(shè)。
核安全專家指出,人們對(duì)核的恐怖心理,往往是由于對(duì)核知識(shí)知之甚少,加上道聽途說、以偏概全、偏聽偏信所致。有關(guān)資料表明,在此次日本強(qiáng)烈地震和海嘯引發(fā)的福島核電事故之前,自從1954年蘇聯(lián)建成世界上第一座核電站到1997年的43年間,全世界共有437座核電站在運(yùn)行,其總裝機(jī)容量為3.5億千瓦,發(fā)電總量達(dá)2.28萬億千瓦小時(shí),其間除了1979年美國(guó)三里島核電站發(fā)生重大事故得以及時(shí)排除,沒造成任何災(zāi)難性后果外,造成重大環(huán)境污染和人員傷亡的核事故的僅為1986年發(fā)生在蘇聯(lián)境內(nèi)切爾諾貝利核電事故一例。
談到核電安全,首先應(yīng)該了解什么是核電。物理化學(xué)知識(shí)告訴我們,天然鈾主要由鈾-238和鈾-235兩種同位素組成,其中鈾-238占99.3%,鈾-235占0.7%。鈾-235原子核在被外來中子撞擊下就會(huì)分裂,產(chǎn)生熱量并釋放出2~3個(gè)中子。這些中子撞擊鄰近的原子核產(chǎn)生新的裂變,從而形成鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。核能發(fā)電就是利用可裂變?cè)釉阪準(zhǔn)椒磻?yīng)時(shí)所產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為電力的。20世紀(jì)初科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),原子核中蘊(yùn)藏著巨大的能量,當(dāng)原子核結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)能夠釋放出巨大的能量。這一人類歷史上劃時(shí)代的重大發(fā)現(xiàn),首先被用于軍事目的,其后實(shí)現(xiàn)了核能的和平利用──用核能代替石油、天然氣和煤發(fā)電。
1951年在美國(guó)愛達(dá)荷州的阿科(Arco),美國(guó)國(guó)立反應(yīng)堆測(cè)試站第一次利用核反應(yīng)堆發(fā)電。當(dāng)時(shí)是利用實(shí)驗(yàn)滋生反應(yīng)堆一號(hào)的熱量來產(chǎn)生蒸汽,驅(qū)動(dòng)一臺(tái)小型渦輪發(fā)電機(jī)而產(chǎn)生電能的。1954年美國(guó)公布了當(dāng)時(shí)視為機(jī)密的核反應(yīng)堆設(shè)計(jì)資料,從此核電開始了較快的發(fā)展。自1954年蘇聯(lián)建立了世界上第一座核電站后,到1956年,英國(guó)4 200萬千瓦的克得霍爾反應(yīng)堆開始發(fā)電,這標(biāo)志著核電正式進(jìn)入民用。盡管相同規(guī)模的核能發(fā)電站比起化石燃料發(fā)電站的造價(jià)要高許多,但運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用卻低得多。尤其是規(guī)模大于50萬千瓦的核能發(fā)電站最為經(jīng)濟(jì)。因此,自20世紀(jì)70年代以來,利用核能發(fā)電在一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家取得了長(zhǎng)足發(fā)展。
自20世紀(jì)50年代中期以來,世界上許多發(fā)達(dá)國(guó)家開始發(fā)展民用的核能發(fā)電站,經(jīng)過十多年的摸索,直到20世紀(jì)60年代中期,一些大企業(yè)才開始建造商業(yè)用的核能發(fā)電站。此時(shí),根據(jù)原始的小型核能發(fā)電站運(yùn)行積累的經(jīng)驗(yàn)表明,核能發(fā)電站不僅安全可靠,而且運(yùn)轉(zhuǎn)起來的費(fèi)用大大低于燃料和水力發(fā)電。當(dāng)然許多國(guó)家廣泛使用核能發(fā)電的原因,還包括由于煤炭、石油或水資源的嚴(yán)重貧乏,所以不得不轉(zhuǎn)向核能。此外,從環(huán)保角度來看,核能發(fā)電站不會(huì)向大氣中釋放含硫的氧化氣體,造成空氣污染,所以越來越受到歡迎。并且,核燃料易于儲(chǔ)備,0.45公斤的鈾即可產(chǎn)生相當(dāng)于120萬公斤煤的熱量。
核電是最清潔、供應(yīng)能力很強(qiáng)的發(fā)電方式,與其他發(fā)電方式相比,核電的優(yōu)越性無可比擬。譬如,火電無論是燃煤、燃油還是燃?xì)獾模紩?huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生有害排放,只不過程度不同而已;又如,風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電,都是綠色供電,但穩(wěn)定性不足,供電能力不夠強(qiáng)大;再如,水力發(fā)電盡管沒有上述缺陷,但造壩蓄水勢(shì)必會(huì)改變自然水文環(huán)境。問題是這種變化一般說來都造成對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞;而核電卻能擺脫上述這些不足之處,在目前已經(jīng)達(dá)到的技術(shù)條件下能夠確保安全,可見發(fā)展核電是國(guó)內(nèi)解決能源難題的一條重要途徑。同時(shí),從調(diào)整能源結(jié)構(gòu),保護(hù)環(huán)境生態(tài),實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,切實(shí)把科學(xué)發(fā)展觀落到實(shí)處來看,加速核電建設(shè)也應(yīng)是一個(gè)明智的選擇。
2011年“3?11”日本強(qiáng)烈地震和海嘯引發(fā)的福島核電事故,使投資者對(duì)國(guó)內(nèi)核電項(xiàng)目安全性產(chǎn)生了擔(dān)憂。專家指出,我國(guó)核電項(xiàng)目采用的全部是壓水堆,比福島核電晚建三四十年,技術(shù)上已大大改進(jìn)。首先壓水堆采用三回路,如遇緊急情況需釋放蒸汽減壓,可將二回路不含放射性的蒸汽外排;二是新堆型已普遍裝了氫復(fù)合裝置,氫復(fù)合成水,不會(huì)發(fā)生福島核電這樣的氫爆炸;三是壓水堆有蒸發(fā)器,三個(gè)蒸發(fā)器中的水也可帶走一部分熱量。所以如遇福島地震海嘯這樣的極端情況,壓力堆的抗災(zāi)能力要優(yōu)于沸水堆。
魔鬼與天使往往是結(jié)伴而行的。1986年4月26日,位于蘇聯(lián)烏克蘭境內(nèi)的切爾諾貝利核電站發(fā)生的核泄漏事故,釀就了當(dāng)今世界最大的核電災(zāi)難。當(dāng)時(shí),引發(fā)慘劇的該核電站第4號(hào)機(jī)組有3個(gè)反應(yīng)堆爆炸起火,約有1億居里的放射性物質(zhì)逸出,對(duì)外界造成的污染是長(zhǎng)崎、廣島原子彈產(chǎn)生危害的50倍。核泄漏使核電站周圍30公里以及東北方向120公里范圍的土地遭受到嚴(yán)重污染,當(dāng)場(chǎng)有32人被放射性物質(zhì)直接殺死,有11萬居民被緊急疏散,因此次事件而日后遭受病痛折磨的人則難以計(jì)數(shù)。放射性物質(zhì)還隨風(fēng)飄入到周邊20多個(gè)國(guó)家,甚至到達(dá)南極洲的上空。
兩年以后,也就是1988年,核物理專家們才第一次去探視發(fā)生核事故的核反應(yīng)堆的核心。令核物理學(xué)家驚訝的是,反應(yīng)堆里的東西似乎都已不存在了。難道數(shù)以百噸計(jì)的石墨、鈾以及金屬都已化為了灰燼?在進(jìn)一步發(fā)掘以后,真相終于大白,這一真相事實(shí)上是核災(zāi)難的一幅慘烈場(chǎng)面:在反應(yīng)堆的下面,堆積著一塊塊奇形怪狀的形如石鐘乳的固體,如同冷凝了的熔巖。雖然時(shí)間過去了兩年,但科學(xué)家還是能從這里感受到當(dāng)時(shí)核反應(yīng)堆爆炸時(shí)釋放出的巨大能量。就在這里,大量的放射性物質(zhì)泄漏了出來,將核恐懼引向了歐洲乃至全世界。
2011年“3?11”日本強(qiáng)烈地震和海嘯引發(fā)的福島核電事故,福島核電一、三號(hào)機(jī)組爆炸均因氫氣爆炸引起,之所以發(fā)生氫氣爆炸,是因?yàn)槿剂习暨^熱到1 600攝氏度以上,燃料棒包殼鋯和水發(fā)生鋯水反應(yīng)產(chǎn)生氫。福島核電一號(hào)機(jī)建成于1971年,采用美國(guó)GE公司早期生產(chǎn)的46萬千瓦沸水堆。當(dāng)時(shí)的安全技術(shù)不完善加上沸水堆本身的技術(shù)特點(diǎn),是造成在地震海嘯雙重打擊下發(fā)生事故的原因。沸水堆沒有蒸發(fā)器,只有一個(gè)蒸汽回路,反應(yīng)堆產(chǎn)生的帶放射性蒸汽直接進(jìn)入常規(guī)島推動(dòng)氣輪機(jī)發(fā)電,所以常規(guī)島也有放射性,采用密閉廠房。另一方面,沸水堆也具有工藝簡(jiǎn)單、造價(jià)低、蒸汽壓力參數(shù)低、爐膛大、線功率密度低等有利于安全的優(yōu)點(diǎn)。但是在這次地震海嘯情況下,應(yīng)急柴油機(jī)組被淹失靈,全廠無電力供應(yīng),反應(yīng)堆無法注水冷卻,沸水堆的這些特點(diǎn)成了致命弱點(diǎn)。
對(duì)于已經(jīng)發(fā)生的核事故,專家們的看法幾近一致,除了蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站的設(shè)施有設(shè)計(jì)缺陷外,幾乎都是可以避免的工作責(zé)任事故。在5年前福島核事故發(fā)生后,國(guó)內(nèi)相關(guān)機(jī)構(gòu)和專家就出面澄清,并向公眾保證,核電是最清潔、安全的發(fā)電方式,核電站的安全有充分保障,但是人們對(duì)于核電站安全的擔(dān)心卻沒有完全消除。尤其是核電站一有“風(fēng)吹草動(dòng)”,公眾就會(huì)繃緊神經(jīng)。這一點(diǎn)有些像空難事故。空難給人的恐懼感,是飛機(jī)一旦失事,就很難有人生還??扇暨M(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,航空實(shí)際上是最安全的交通方式??针y之所以發(fā)生,并不是飛機(jī)這種交通工具在技術(shù)上不成熟,而是應(yīng)該依靠人的努力大多可以避免的。
20世紀(jì)90年代以后,中國(guó)核技術(shù)應(yīng)用步入產(chǎn)業(yè)化快速發(fā)展階段,在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。在核電用于民用之前,有關(guān)核電站安全的問題就已經(jīng)出現(xiàn)了,伴隨著核電的發(fā)展,尤其是出現(xiàn)核事故、核災(zāi)難以后,有關(guān)核電安全的問題更加突出地?cái)[在人們的面前。但也應(yīng)該看到,核電技術(shù)誕生以后,伴隨著科技進(jìn)步,世界核電技術(shù)所積累的經(jīng)驗(yàn)更加成熟。目前,中國(guó)已經(jīng)具備自主發(fā)展核電的研究、設(shè)計(jì)、制造能力和營(yíng)運(yùn)經(jīng)驗(yàn)。中國(guó)在加快引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)核電技術(shù)的同時(shí),自主發(fā)展核電的能力不斷增強(qiáng)。縱觀核電發(fā)展歷史,確實(shí)發(fā)生過一些核事故,有的甚至可以稱得上是核災(zāi)難,但我們要科學(xué)地分析這些事故,不能一見事故就談核色變,更不能對(duì)國(guó)內(nèi)加快核電建設(shè)的戰(zhàn)略表示懷疑,因?yàn)樵谀壳凹夹g(shù)條件下,核電是最清潔安全、技術(shù)成熟、供應(yīng)能力強(qiáng)的發(fā)電方式,也是以科學(xué)發(fā)展觀解決能源瓶頸的一條重要途徑。