革新型核能系統(tǒng)安全研究的回顧與探討*

吳宜燦1 中國(guó)科學(xué)院核能安全技術(shù)研究所 合肥 2300312 中國(guó)科學(xué)院中子輸運(yùn)理論與輻射安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 合肥 230031

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革新型核能系統(tǒng)安全研究的回顧與探討*

吳宜燦
1 中國(guó)科學(xué)院核能安全技術(shù)研究所 合肥 230031
2 中國(guó)科學(xué)院中子輸運(yùn)理論與輻射安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 合肥 230031

摘要核能利用從未止步，人類對(duì)核安全的認(rèn)識(shí)也在不斷加深。在福島核事故 5 周年和切爾諾貝利核事故 30 周年之際，文章針對(duì)革新型核能系統(tǒng)，從安全目標(biāo)、設(shè)計(jì)理念、安全評(píng)價(jià)和風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)知 4 個(gè)方面對(duì)核安全研究進(jìn)行了回顧與思考，指出當(dāng)前存在的問(wèn)題及面臨的挑戰(zhàn)，探討未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，并提出“四項(xiàng)革新”的建議：（1）安全目標(biāo)從技術(shù)重返社會(huì)；（2）通過(guò)革新型反應(yīng)堆技術(shù)，避免無(wú)限制復(fù)雜化縱深防御來(lái)解決安全問(wèn)題；（3）重視理論引導(dǎo)的安全評(píng)價(jià)方法，采用系統(tǒng)化評(píng)價(jià)體系；（4）在政府/工業(yè)界/社會(huì)之間建立“第三方”并通過(guò)其發(fā)揮橋梁和紐帶作用等。

關(guān)鍵詞安全目標(biāo)，設(shè)計(jì)理念，安全評(píng)價(jià)，風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)知，第三方

DOI 10.16418/j.issn.1000-3045.2016.05.010

*資助項(xiàng)目：中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)（XDA03010 100、XDA03040000），國(guó)家磁約束核聚變能發(fā)展研究專項(xiàng)（ITER“973”、2014GB112000）, 國(guó)家自然科學(xué)基金重大研究計(jì)劃（91026004）

預(yù)出版日期：2016年3月30 日

科學(xué)界通常把裂變反應(yīng)堆劃分為四代。第一代裂變反應(yīng)堆是指 20 世紀(jì) 50 年代建設(shè)的原型核電站，證明了核能發(fā)電技術(shù)的可行性。第二代裂變反應(yīng)堆是指20世紀(jì)70年代至今建設(shè)并運(yùn)行的大部分商業(yè)核電站，證明了核能發(fā)電的經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力。第三代是指滿足《美國(guó)用戶要求文件》（URD）或《歐洲用戶要求文件》（EUR）具有更高安全性的新一代先進(jìn)核電技術(shù)。第四代裂變反應(yīng)堆是目前正在設(shè)計(jì)和研發(fā)的、在反應(yīng)堆概念和燃料循環(huán)方面有重大創(chuàng)新的反應(yīng)堆，其主要特征是可防止核擴(kuò)散、具有更好的經(jīng)濟(jì)性、安全性高和廢物產(chǎn)生量小［1］。文中所提革新型核能系統(tǒng)主要指第四代堆、聚變堆或者混合堆系統(tǒng)［2,3］，是未來(lái)核能重要發(fā)展方向。

2016 年是前蘇聯(lián)切爾諾貝利核事故 30 周年，也是日本福島核事故 5 周年，在此重新喚醒人們對(duì)核安全問(wèn)題的關(guān)注和反思，確保核安全是相關(guān)方和每位參與者的共同責(zé)任。政府監(jiān)管部門行使核安全監(jiān)督權(quán)，承擔(dān)監(jiān)督管理責(zé)任，確保安全目標(biāo)的制定科學(xué)合理、切實(shí)可行是其行使職責(zé)的基礎(chǔ)；設(shè)計(jì)院、建設(shè)與運(yùn)營(yíng)單位共同組成的工業(yè)界，則更關(guān)心如何在確保實(shí)現(xiàn)安全目標(biāo)的同時(shí)獲得更大的經(jīng)濟(jì)利益；社會(huì)公眾在關(guān)心核電發(fā)展帶來(lái)利益的同時(shí)，更關(guān)注自身所要承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn)，因此，核能知識(shí)的公眾化普及對(duì)于獲得公眾的理解和支持尤為重要。

文章立足于核安全研究的發(fā)展歷程，針對(duì)革新型核能系統(tǒng)，主要從安全目標(biāo)、設(shè)計(jì)理念、評(píng)價(jià)方法和風(fēng)險(xiǎn)公眾認(rèn)知 4 個(gè)角度回顧相關(guān)研究，并嘗試探討以下 4 個(gè)問(wèn)題：（1）革新型核能系統(tǒng)需要滿足什么樣的安全目標(biāo)；（2）如何確保安全目標(biāo)實(shí)現(xiàn)；（3）如何評(píng)價(jià)安全目標(biāo)是否達(dá)到；（4）如何使得風(fēng)險(xiǎn)為公眾所理解和接受。最后在此基礎(chǔ)上提出“四項(xiàng)革新”建議。

1 發(fā)展現(xiàn)狀

2011 年的福島核事故對(duì)核安全基礎(chǔ)研究和技術(shù)發(fā)展產(chǎn)生了重要影響，迫使人類一方面進(jìn)一步改進(jìn)現(xiàn)有核安全設(shè)計(jì)，另一方面重新思考核安全的研究范疇和評(píng)價(jià)方法［4］。主要包括：

（1） 在核安全設(shè)計(jì)改進(jìn)上，擴(kuò)展了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)范疇，提出了設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況概念（DEC），進(jìn)一步發(fā)展了除氫技術(shù)和非能動(dòng)技術(shù)，增強(qiáng)備用電源的可用性，不斷完善核事故應(yīng)急機(jī)制，同時(shí)積極開展各項(xiàng)先進(jìn)反應(yīng)堆設(shè)計(jì)和研發(fā)工作；

（2）在核安全研究范疇上，逐步認(rèn)識(shí)到核安全問(wèn)題不僅是“技術(shù)問(wèn)題”，而且是“社會(huì)問(wèn)題”，更加強(qiáng)調(diào)交叉學(xué)科研究，特別是與社會(huì)科學(xué)的結(jié)合［5］；

（3）在核安全評(píng)價(jià)方法上，針對(duì)多堆風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法、災(zāi)害性事件及其疊加情況下的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)、人因評(píng)價(jià)技術(shù)等，開展了許多基礎(chǔ)性研究工作。

與此同時(shí)，還應(yīng)清醒地意識(shí)到存在的問(wèn)題和面臨的挑戰(zhàn)。

2 問(wèn)題與挑戰(zhàn)

目前我國(guó)在建核電機(jī)組均采用第三代核電技術(shù)。在“引進(jìn)→消化→吸收→再創(chuàng)新”的基本思路指引下，我國(guó)已走出一條第三代核電技術(shù)的自主創(chuàng)新之路。在革新型核能系統(tǒng)方面，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)戰(zhàn)略引領(lǐng)下的“跨越式發(fā)展”是當(dāng)前主要的問(wèn)題和挑戰(zhàn)。梳理革新型核能系統(tǒng)及其安全技術(shù)發(fā)展存在的問(wèn)題，主要包括：

（1）革新型反應(yīng)堆安全特性利用與應(yīng)用擴(kuò)展不足。同傳統(tǒng)反應(yīng)堆相比，革新型反應(yīng)堆在安全性、經(jīng)濟(jì)性、廢物最小化以及防核擴(kuò)散等方面有重大改進(jìn)，應(yīng)充分利用這些安全特性并積極拓展其應(yīng)用領(lǐng)域，改變核能產(chǎn)品單一的現(xiàn)狀，滿足除發(fā)電以外的多樣化需求。

（2）核安全評(píng)價(jià)方法學(xué)研究缺少突破性進(jìn)展與自主化工具。若將傳統(tǒng)核安全評(píng)價(jià)方法應(yīng)用于革新型反應(yīng)堆，就會(huì)發(fā)現(xiàn)它們具有完全不同的設(shè)計(jì)特點(diǎn)。為此必須在方法學(xué)上，發(fā)展適用于革新型反應(yīng)堆的理論而非經(jīng)驗(yàn)化、系統(tǒng)化的核安全評(píng)價(jià)方法。同時(shí)，核安全作為國(guó)家安全的重要組成部分，自主發(fā)展核安全評(píng)價(jià)相關(guān)軟件工具不僅能夠確保國(guó)家戰(zhàn)略安全和信息安全，而且對(duì)于實(shí)施核電“走出去”戰(zhàn)略具有重要意義。

（3）核安全監(jiān)管科學(xué)發(fā)展滯后與“第三方”評(píng)價(jià)不足。2015年曝出的 “德國(guó)大眾汽車排放作弊”事件，Nature 雜志刊文提出應(yīng)將監(jiān)管作為一門科學(xué)來(lái)進(jìn)行發(fā)展，并提出了監(jiān)管科學(xué)（Regulatory Science）的概念［6］。我國(guó)核能的發(fā)展逐步形成了政府、運(yùn)營(yíng)單位和設(shè)計(jì)院組成的“鐵三角”［7］，政府作為“裁判員”，運(yùn)營(yíng)單位和設(shè)計(jì)院構(gòu)成的工業(yè)界作為“運(yùn)動(dòng)員”?！安门袉T”和“運(yùn)動(dòng)員”主導(dǎo)著政策制定和核能發(fā)展，公眾在其中處于比較被動(dòng)的角色。因此在政府、工業(yè)界和公眾之間迫切需要“背靠核能，面向公眾”的“第三方”。

（4）風(fēng)險(xiǎn)溝通機(jī)制亟待完善，核安全文化尚未建立。雖然我國(guó)民用核安全保持著良好的運(yùn)行紀(jì)錄，但是“欲思其利，必慮其害；欲思其成，必慮其敗”，必須足夠重視核事故應(yīng)急相關(guān)工作，包括計(jì)算機(jī)仿真與事故應(yīng)急決策支持技術(shù)發(fā)展、核應(yīng)急設(shè)備研發(fā)、快速響應(yīng)能力的核應(yīng)急隊(duì)伍建設(shè)與人員培訓(xùn)等。核安全文化是核安全的最后一道屏障，需要結(jié)合中國(guó)傳統(tǒng)文化以及習(xí)近平總書記提出的“理性、協(xié)調(diào)、并進(jìn)”的中國(guó)核安全觀，逐步構(gòu)建適合于我國(guó)國(guó)情的核安全文化，且使之“內(nèi)化于心，外化于行”。

3 發(fā)展建議

3.1 理念革新：安全目標(biāo)從技術(shù)重返社會(huì)

早期輻射安全目標(biāo)多為定性描述，即不明顯增加個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)和社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)。三哩島事故后，美國(guó)核管會(huì)（NRC）發(fā)布的《核電安全目標(biāo)政策聲明》提出了“兩個(gè)千分之一”概念：緊鄰核電廠的個(gè)人或居民急性死亡風(fēng)險(xiǎn)不超過(guò)其他原因?qū)е录毙运劳龅那Х种?；因核電廠運(yùn)行導(dǎo)致癌癥死亡的風(fēng)險(xiǎn)不超過(guò)其他原因致癌風(fēng)險(xiǎn)總和的千分之一［8］。

隨著概率安全分析（PSA）方法的建立，技術(shù)安全目標(biāo)由此增加了基于 PSA 的定量指標(biāo)——概率安全目標(biāo)，包括堆芯損傷頻率（CDF）和放射性早期大規(guī)模釋放頻率（LERF）。其中，第二代反應(yīng)堆的 CDF 為小于 10-4/（堆·年），LERF 為小于 10-5/（堆·年）；第三代反應(yīng)堆安全目標(biāo)為 CDF 小于 10-5/（堆·年），LERF 小于 10-6/（堆·年）。

嚴(yán)格地說(shuō)，這樣的定量概率安全目標(biāo)是在美國(guó)當(dāng)時(shí)的廠址、環(huán)境和人口條件下從兩個(gè)“千分之一”推導(dǎo)出來(lái)的，但目前大多數(shù)其他國(guó)家只是簡(jiǎn)單地引用了這個(gè)概率安全目標(biāo)，缺乏充分的指導(dǎo)意義［8］。此外，這一安全目標(biāo)的實(shí)施在很大程度上依賴于 PSA 技術(shù)的成熟和完善，PSA 分析結(jié)果中的不確定性始終是一個(gè)重要挑戰(zhàn)［9］。更重要的是，此安全目標(biāo)僅考慮了對(duì)公眾的保護(hù)，卻未考慮對(duì)環(huán)境和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展的影響［10］。

回顧核安全目標(biāo)的確定過(guò)程可以看出，其經(jīng)歷了從社會(huì)到技術(shù)的發(fā)展。核安全目標(biāo)從最開始就是保護(hù)人類和環(huán)境，著眼于社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)，因此不應(yīng)以 CDF、LERF 等技術(shù)上的中間準(zhǔn)則作為核安全目標(biāo)的唯一考量，核安全目標(biāo)應(yīng)從技術(shù)重回社會(huì)。目前國(guó)內(nèi)外已有了一些初步實(shí)踐，如 2002 年第四代核能系統(tǒng)論壇（GIF）建議在第四代堆的安全目標(biāo)中消除場(chǎng)外應(yīng)急的需求［1］，2007 年國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA） 在提出的“技術(shù)中立”中建議采用社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)作為指標(biāo)［11］，2011 年我國(guó)核安全規(guī)劃中也提出了“從設(shè)計(jì)上實(shí)際消除大規(guī)模放射性釋放的可能性”的要求［12］。雖然這些探索在具體實(shí)踐上仍未達(dá)成共識(shí)，但將核安全的社會(huì)性作為安全目標(biāo)的重要組成的思路是一致的，也是未來(lái)的發(fā)展方向。

為此，需要對(duì)革新型核能系統(tǒng)安全進(jìn)行理念革新，即人類對(duì)核能的安全期望來(lái)源于社會(huì)，發(fā)展于技術(shù)，最終服務(wù)于社會(huì)，安全目標(biāo)要從技術(shù)重返社會(huì)。

3.2 技術(shù)革新：擺脫“縱深防御”無(wú)限復(fù)雜化

核能系統(tǒng)的發(fā)展長(zhǎng)期以來(lái)一直將“縱深防御”（ Defense-In-Depth, DID）作為最基本的安全哲學(xué)理念。DID 理念自 20 世紀(jì) 40 年代由美國(guó)杜邦公司化學(xué)工程師提出以來(lái)，一直被認(rèn)為是基于當(dāng)時(shí)認(rèn)知下的優(yōu)秀工程思想［13］。但長(zhǎng)期以來(lái)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)反饋，尤其是三次核事故，使得 DID 的層級(jí)不斷加深，且不堪重負(fù)。DID 已由最初的三層逐步擴(kuò)展到五層，以滿足不斷提高的安全目標(biāo)?？梢哉f(shuō)，整個(gè)反應(yīng)堆安全的發(fā)展過(guò)程就是 DID 逐步加深的過(guò)程。

這個(gè)特點(diǎn)在福島事故之后表現(xiàn)尤為突出。各個(gè)國(guó)家、組織提出的安全加強(qiáng)手段就是加強(qiáng)第四、五層 DID 的具體表現(xiàn)［14-16］。如：在 IAEA 和西歐核管會(huì)（WENRA）最新的 DID 分層中，將第四層進(jìn)行了拆分，強(qiáng)調(diào)各層之間的獨(dú)立性；關(guān)于設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工況劃分的更改，強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)進(jìn)行考慮，并加強(qiáng)實(shí)際消除工況的應(yīng)對(duì)，要求針對(duì)極低頻率的工況提供附加安全措施；此外加強(qiáng)對(duì)極端外部災(zāi)害考慮，消除陡邊效應(yīng)（cliff edge effect）。

無(wú)線技術(shù)的發(fā)展使得人們對(duì)于無(wú)線設(shè)備的續(xù)航能力提出了更高的要求，然而傳統(tǒng)的供電或者充電模式阻礙了應(yīng)用的發(fā)展。比如，對(duì)數(shù)量龐大的傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行有線充電或者更換電池時(shí)成本較大(例如無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中)；甚至有時(shí)在許多關(guān)鍵應(yīng)用中不能進(jìn)行充電或更換電池操作(例如植入人體的醫(yī)療設(shè)備)。目前，針對(duì)這樣一個(gè)緊迫的問(wèn)題，一種有效的做法是致力于降低無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的能耗，優(yōu)化傳輸協(xié)議。包括節(jié)能電路的設(shè)計(jì)，節(jié)能通信技術(shù)、節(jié)能協(xié)議以及節(jié)能軟件、應(yīng)用等的設(shè)計(jì)開發(fā)。

安全目標(biāo)的提高擴(kuò)大了 DID 的范圍，繼而需要通過(guò)增加防御手段和系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。可是無(wú)限制增強(qiáng) DID 未必帶來(lái)最終的安全：一方面，無(wú)限制增加 DID，意味著建造成本增加，競(jìng)爭(zhēng)力下降，沒(méi)有核電更妄談核安全；另一方面，陷進(jìn)“復(fù)雜的系統(tǒng)→復(fù)雜的安全問(wèn)題→為解決這些安全問(wèn)題設(shè)置新的復(fù)雜系統(tǒng)→系統(tǒng)更復(fù)雜”的怪圈［17］，墮入“推舟于陸也，勞而無(wú)功”的困境。究其原因，DID 的實(shí)質(zhì)是對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)認(rèn)知不足的一種工程妥協(xié)。

實(shí)際上，先進(jìn)反應(yīng)堆發(fā)展初期就已經(jīng)意識(shí)到這個(gè)問(wèn)題。最早闡述先進(jìn)壓水堆的兩篇經(jīng)典文件：1986 年 NRC 發(fā)布的有關(guān)先進(jìn)核電廠的政策聲明［18］以及1992 年URD 文件［19］，均明確提出核電系統(tǒng)簡(jiǎn)單化的目標(biāo)。盡管如此，卻依然走在系統(tǒng)不斷復(fù)雜化的道路上。根本原因是采用了高溫高壓水作為冷卻劑，進(jìn)而帶來(lái)兩方面重大安全挑戰(zhàn)。

（1）冷卻劑喪失事故（LOCA）。LOCA 事故直接導(dǎo)致堆芯冷卻劑喪失，自 20 世紀(jì) 60 年代以來(lái)被認(rèn)為是最大可信事故，花費(fèi)巨額經(jīng)費(fèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。

（2）安全殼失效事故。水作冷卻劑可能導(dǎo)致氫氣爆炸、燃料與冷卻劑的相互作用（蒸汽爆炸）、高壓熔融物噴射等現(xiàn)象，進(jìn)而可能造成安全殼的多種模式失效，且失效概率高。

這些挑戰(zhàn)的存在，使得壓水堆在安全目標(biāo)不斷提升的情況下，不得不加大縱深防御的考慮范圍，從而使防御手段和系統(tǒng)復(fù)雜度迅速增加。

面對(duì)上述困境，解決途徑主要有兩條。

（1）采用非能動(dòng)技術(shù)，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。非能動(dòng)技術(shù)，實(shí)質(zhì)上是利用自然法則給設(shè)計(jì)“瘦身”，依靠重力、自然對(duì)流、蒸發(fā)、冷凝等自然現(xiàn)象，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，減少人為干預(yù)，降低人為失誤風(fēng)險(xiǎn)，在提高安全性同時(shí)節(jié)省成本。

（2）通過(guò)采用革新型反應(yīng)堆技術(shù)，善用反應(yīng)堆自身安全特性。以鉛基反應(yīng)堆為例，鉛或鉛鉍具有高沸點(diǎn)、高密度、化學(xué)性質(zhì)不活潑、對(duì) I、Cs 滯留能力強(qiáng)等特點(diǎn)，從而帶來(lái)可常壓運(yùn)行、安全裕量大、無(wú) LOCA 事故、堆芯熔融后漂浮可冷卻、無(wú)氫爆、放射性釋放小等安全優(yōu)勢(shì)［20-24］。利用安全特性本身就可加強(qiáng) DID 中的重要環(huán)節(jié)，同時(shí)可減少額外的、不必要的手段。此外，革新型反應(yīng)堆采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，實(shí)現(xiàn)安全的“built-in，not added on”［25］?！癮dded on”作為傳統(tǒng)的做法，指早期的核電廠采用系統(tǒng)安全分析工具對(duì)相對(duì)成熟的設(shè)計(jì)進(jìn)行安全評(píng)價(jià)，然后通過(guò)增加額外的設(shè)計(jì)進(jìn)行修補(bǔ)。而“built-in”則是指安全評(píng)價(jià)在早期介入設(shè)計(jì)，及早發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)漏洞，提出并開發(fā)新的安全規(guī)程和設(shè)計(jì)改進(jìn)，早“發(fā)現(xiàn)”早“治療”。

為此，需要進(jìn)行技術(shù)革新，即不能無(wú)限制復(fù)雜化DID 來(lái)解決安全問(wèn)題，革新型反應(yīng)堆技術(shù)才是最終出路。同時(shí)積極利用革新型反應(yīng)堆安全特性，拓展革新型反應(yīng)堆在海水淡化、高溫制氫、區(qū)域供熱以及空間電源等方面的應(yīng)用，同時(shí)充分發(fā)揮在模塊化、分布式能源建設(shè)方面的優(yōu)勢(shì)。

3.3 方法革新：系統(tǒng)化安全評(píng)價(jià)方法

目前用于壓水堆安全分析的確定論方法，是利用已有長(zhǎng)期運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)逐步“堆砌”而成的，是一種實(shí)證主義的方式?；诖艘呀?jīng)形成了一套基本通用的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、保守假設(shè)和驗(yàn)收準(zhǔn)則，并在各國(guó)的評(píng)審標(biāo)準(zhǔn)中都會(huì)有明確體現(xiàn)，如我國(guó) 1989 年發(fā)布的《HAD102-01核電廠設(shè)計(jì)總的安全準(zhǔn)則》的附錄 II 中就明確列出了“典型的假設(shè)始發(fā)事件清單”，并認(rèn)為“可視作匯編特定核電廠的假設(shè)始發(fā)事件清單時(shí)的起點(diǎn)”。

但若將目光移至革新型反應(yīng)堆，就會(huì)發(fā)現(xiàn)它們具有完全不同的設(shè)計(jì)特點(diǎn)。例如聚變堆面臨高能中子、大量中低放廢料、極為復(fù)雜結(jié)構(gòu)、極端服役環(huán)境、放射性氚等安全挑戰(zhàn)［26］，而完全無(wú)臨界的風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致壓水堆已有設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、保守假設(shè)和驗(yàn)收準(zhǔn)則是完全不適用的。同時(shí)由于缺乏運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，利用“堆砌”方法同樣也不可行。

基于壓水堆實(shí)證主義形成的安全評(píng)價(jià)方法，在革新型核能系統(tǒng)上已不再適用。因此，已有一些研究試圖通過(guò)補(bǔ)充理論化的方式形成新的方法體系，代表成果有：技術(shù)中立框架（TNF）、風(fēng)險(xiǎn)指引績(jī)效依賴（Risk-informed Performance-based）執(zhí)照申請(qǐng)方法、技術(shù)中立安全需求（TNSR）等［27］。同時(shí)，GIF 在總結(jié)全世界經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出了理論化而非經(jīng)驗(yàn)化的、適用于革新性反應(yīng)堆的 ISAM（Integrated Safety Assessment Methodology）［28］，集成了多角度的見解，旨在早期指導(dǎo)設(shè)計(jì)。

為此，先進(jìn)反應(yīng)堆的安全評(píng)價(jià)應(yīng)進(jìn)行方法革新，即不能只采用類似壓水堆的實(shí)證主義，必須重視理論引導(dǎo)，采用系統(tǒng)化評(píng)價(jià)體系。

3.4 措施革新：建立并發(fā)揮“第三方”作用

目前政府、營(yíng)運(yùn)單位和設(shè)計(jì)院構(gòu)成了中國(guó)核能產(chǎn)業(yè)的“鐵三角”［7］。政府和工業(yè)界（含營(yíng)運(yùn)單位和設(shè)計(jì)院）主導(dǎo)著政策制定和核能發(fā)展，公眾在其中處于比較被動(dòng)的角色。福島核事故之后，公眾參與的呼聲越來(lái)越高。人類也逐漸認(rèn)識(shí)到核安全不僅是技術(shù)問(wèn)題，而且是社會(huì)問(wèn)題。不能忽略目前“鐵三角”之外社會(huì)公眾的存在，政府、工業(yè)界（包括運(yùn)營(yíng)單位和設(shè)計(jì)院）和公眾應(yīng)重構(gòu)核能產(chǎn)業(yè)“新鐵三角”。

我國(guó)核安全的公眾溝通工作相對(duì)滯后。2015 年 8 月中科院核能安全技術(shù)所開展一項(xiàng)社會(huì)調(diào)查表明：在 2 600 余份的有效調(diào)查問(wèn)卷中，60% 的受眾表示核安全使用方面未被充分告知。由此可見，過(guò)去的“鐵三角”與公眾之間存在著巨大的鴻溝。在新“鐵三角”尚未有效建立之際，有必要通過(guò)引入“第三方”機(jī)構(gòu)使其成為“鐵三角”與公眾之間的潤(rùn)滑劑。

調(diào)查還顯示，在與社會(huì)溝通信任度方面，工業(yè)界排名在政府及官媒、國(guó)際核能組織、環(huán)保組織和科學(xué)家之后，僅有不超過(guò) 15% 的信任度，此結(jié)果與經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（OECD）的調(diào)查結(jié)果中核電運(yùn)營(yíng)者的信任度 11% 類似，均屬較低水平。因此，工業(yè)界亟需通過(guò)“第三方”提高其社會(huì)公信力。

另外，政府和公眾之間由于視角不同、標(biāo)準(zhǔn)不一，存在對(duì)立。調(diào)查顯示，有 72% 的公眾支持新建核電廠，但是只有不超過(guò) 36% 的公眾支持在家鄉(xiāng)建設(shè)。因此“建在誰(shuí)家邊上”，僅由政府決策是不行的，必須擴(kuò)大公眾的參與面，需要由“第三方”搭建政府和公眾之間的“橋梁”。

因此，在政府、工業(yè)界和公眾之間迫切需要“背靠核能，面向公眾”的“第三方”?！暗谌健本邆淙缦绿攸c(diǎn)：利益無(wú)關(guān)，不受各方金錢左右；觀點(diǎn)獨(dú)立，不受外界壓力影響；科學(xué)專業(yè)，有強(qiáng)大的技術(shù)后援力量；持續(xù)廣泛，能夠服務(wù)于核安全的方方面面。“第三方”不僅能夠作為政府的技術(shù)后援和智庫(kù)，而且還能夠擔(dān)當(dāng)起工業(yè)界和公眾之間的認(rèn)知橋梁，增強(qiáng)工業(yè)界的公信力。

為此，需要對(duì)整個(gè)安全構(gòu)架進(jìn)行“措施革新”，隨著對(duì)安全目標(biāo)的關(guān)注重新回到社會(huì)，在政府、工業(yè)界和社會(huì)之間應(yīng)建立“第三方”并通過(guò)其發(fā)揮橋梁和紐帶作用。

致謝：本工作得到中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)、國(guó)家磁約束核聚變能發(fā)展研究專項(xiàng)和國(guó)家自然科學(xué)基金重大研究計(jì)劃等資助，以及裂變/聚變?cè)O(shè)計(jì)研究（FDS）團(tuán)隊(duì)其他成員的協(xié)助，在此表示感謝。

參考文獻(xiàn)

1 Wu Y, FDS Team. Conceptual design activities of FDS series fusion power plants in China. Fusion Engineering and Design, 2006, （81）: 2713-2718.

2 Wu Y, Jiang J, Wang M, et al. A fusion-driven subcritical system concept based on viable technologies. Nuclear Fusion, 2011, 51 （10）: 532-542.

3 吳宜燦. 福島核電站事故的影響與思考. 中國(guó)科學(xué)院院刊, 2011, 26 （3）: 271-277.

4 Sugiyama M, Sakata I, Shiroyama H, et al. Five years on from Fukushima. Nature Comments, 2016, 531 （7592）: 29-31.

5 Editorials. Testing times. Nature: This Week, 2015-10-01.

6 He Guizhen, Arthur P.J. Mol, Zhang Lei, et al. Public participation and trust in nuclear power development in China.Renewable and Sustainable Energy Review, 2013, 23: 1-11.

7 NRC. Safety goals for the operation of nuclear power plants; Policy Statement, republication. 51FR30028, 1986.

8 曲靜原, 薛大知. 核安全目標(biāo)制定與評(píng)估中的若干問(wèn)題. 輻射防護(hù)通訊, 2005, 25 （6）: 10-14.

9 湯博. 關(guān)于核電廠安全目標(biāo)的確定問(wèn)題. 核安全, 2007, （2）: 8-11.

10 IAEA. Proposal for a technology-neutral safety approach for new reactor designs. IAEA-TECDOC-1570, 2007.

11 環(huán)境保護(hù)部（國(guó)家核安全局）. 核安全與放射性污染防治“十二五”規(guī)劃及2020年遠(yuǎn)景目標(biāo). 2011.

12 Keller W, Modarres M. A historical overview of probabilistic risk assessment development and its use in the nuclear power industry: a tribute to the late professor Norman Carl Rasmussen. Reliability Engineering and System Safety, 2005, （89）: 271-285.

13 IAEA. Considerations on the application of the IAEA safety requirements draft. 2014.

14 RHWG, WENRA. Safety of new NPP designs. 2013.

15 柴國(guó)旱. 后福島時(shí)代對(duì)我國(guó)核電安全理念及要求的重新審視與思考. 環(huán)境保護(hù), 2015, 43 （7）: 21-24.

16 湯博. 第二代改進(jìn)型核電廠安全水平的綜合評(píng)估. 核安全, 2007, （4）: 1-26.

17 NRC. Regulation of advanced nuclear power plants; Statement of Policy.51FR24643, 1986.

18 EPRI. Advanced light water reactor utility requirement document. 1992.

19 吳宜燦, 王明煌, 黃群英, 等. 鉛基反應(yīng)堆研究現(xiàn)狀與發(fā)展前景. 核科學(xué)與工程, 2015, 35 （2）: 213-221.

20 吳宜燦, 柏云清, 宋勇, 等. 中國(guó)鉛基研究反應(yīng)堆概念設(shè)計(jì)研究. 核科學(xué)與工程, 2014, 34 （2）: 201-208.

21 Wu Y, Bai Y, Song Y, et al. Development strategy and conceptual design of China lead-based research reactor. Annals Nuclear Energy, 2016, （87）: 511-516.

22 Wu Y, FDS Team. Conceptual design activities of FDS series fusion power plants in China. Fusion Engineering and Design, 2006, 81 （23-24）: 2713-2718.

23 Alemberti A, Frogheri ML, Hermsmeyer S, et al. Lead-cooled fast reactor （LFR） risk and safety assessment white paper, 2014.

24 GIF. Basis for the safety approach for design and assessment of generation IV nuclear systems, Revision 1, 2008.

25 Wu Y, FDS Team. Conceptual design of the China fusion power plant FDS-II. Fusion Engineering and Design, 2008, 83 （10-12）: 1683–1689.

26 Sang Kyu Ahn, Nam Chul Cho, Inn Seock Kim. New insights on risk-informed performance-based approaches to technologyneutral regulatory framework for generation IV reactors. Transactions of the Korean Nuclear Society Spring Meeting, Gyeongju, Korea, May 29-30, 2008.

27 Risk and safety working group, GIF. An integrated safety assessment methodology （ISAM） for generation IV nuclear systems. Version 1.1, 2011.

吳宜燦 中科院核能安全技術(shù)所所長(zhǎng)，研究員，博士生導(dǎo)師，中科院中子輸運(yùn)理論與輻射安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任， FDS團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人。長(zhǎng)期從事核能科學(xué)與工程、輻射醫(yī)學(xué)物理及應(yīng)用、計(jì)算機(jī)仿真與軟件工程等多學(xué)科交叉研究。主持國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER）國(guó)際合作計(jì)劃重大專項(xiàng)、國(guó)家“863”、“973”計(jì)劃、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)等項(xiàng)目20余項(xiàng)。在學(xué)術(shù)刊物和國(guó)際會(huì)議上累計(jì)發(fā)表學(xué)術(shù)論文200余篇、國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議邀請(qǐng)報(bào)告30余次。曾獲國(guó)家能源科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)和中國(guó)核能行業(yè)協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)等10余項(xiàng)、國(guó)家發(fā)明專利30余項(xiàng)。兼任國(guó)際能源署（IEA）聚變能環(huán)境安全與經(jīng)濟(jì)合作協(xié)議執(zhí)委會(huì)主席、國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）顧問(wèn)專家、ITER 核安全專家組成員、中國(guó)輻射防護(hù)學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)等學(xué)術(shù)職務(wù)。E-mail: yican.wu@fds.org.cn

Wu Yican The leader of FDS Team, the director of Institute of Nuclear Energy Safety Technology （INEST）, Chinese Academy of Sciences and the director of Key Laboratory of Neutronics and Radiation Safety, Chinese Academy of Sciences. His research involves nuclear science and engineering, medical physics and application, computer simulation and software engineering, and other interdisciplinary research. As the leader/chief-scientist of projects, he was/is in charge of more than 20 domestic or international scientific research projects, such as the projects under the national “863” （High-Tech） and “973” （Basic Research） program of China, the Strategic Priority Research Program of Chinese Academy of Sciences, and the international cooperation program of International Thermonuclear Experimental Reactor （ITER）. He has published more than 200 papers in academic journals and international conferences. He gave invited talks at international conferences for more than 30 times and did more than 30 patented inventions. He won more than 10 important science and technology awards, such as the First Prize of Science and Technology Progress Award for National Energy, the First Prize of Science and Technology Award of China Nuclear Energy Association, etc.. He holds a number of important positions or works as expert member in domestic or international organizations, such as the International Atomic Energy Agency （IAEA）, Ministry of Science and Technology of China, National Energy Bureau, Chinese Nuclear Society and China Society of Radiation Protection, etc.. He is also currently serving as the Executive Committee （ExCo） Chair of International Energy Agency （IEA） Implementing Agreement on Environmental, Safety and Economic Aspects of Fusion Power, ExCo Vice Chair of IEA Implementing Agreement on Nuclear Technology of Fusion Reactor, and also a member of Working Group on Licensing for Design Review of International Thermonuclear Experimental Reactor （ITER） Organization and China’s Coordinator for Generation-IV International Forum. E-mail: yican.wu@fds.org.cn

專題：空間科技助力“一帶一路”建設(shè)Progress on CAS Strategic Priority Research Program

Review and Discussion on Nuclear Safety Research of Innovative Nuclear Energy System

Wu Yican
（1 Institute of Nuclear Energy Safety Technology, Chinese Academy of Sciences, Hefei 230031, China; 2 Key Laboratory of Neutronics and Radiation Safety, Chinese Academy of Sciences, Hefei 230031, China）

AbstractIt is known that the evolution of the public perception of nuclear safety is continuing with the development of nuclear energy. As a commemoration of the 30thanniversary of Chernobyl nuclear disaster and also the 5thanniversary of Fukushima nuclear disaster, inthis paper the history of nuclear safety R&D was reviewed for the innovative nuclear energy systems, mainly concentrating on four aspects including safety goal, safety criteria, safety assessment, and risk perception. On this basis, the key challenges were summarized as well as the development trend. Furthermore, “four innovations” were proposed for the nuclear safety R&D in the future: “innovation of safety goal”ensuring the safety goal to be society-based rather than technology-based; “innovation of safety design” implementing the innovative reactor technology for inherent safety rather than only increasing the complexity of defense in depth; “innovation of safety assessment” relying on the theoretical guidance and systematic assessment; and “innovation of risk perception” establishing the “third party” evaluation system to interact among government, industry, and society.

Keywordssafety goal, safety criteria, safety assessment, risk perception, third-party