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您的位置:中国核电信息网 >  > 日本福岛核电厂严重事故的启示
 

      笔者在上一篇文章(“日本福岛核电厂严重事故及其原因分析”)中,将这次核事故定性描述为一起由极端外部事件叠加,导致全厂断电而引发的群堆共模严重事故。亦即由于超强地震与超高海啸共同作用,导致出现全厂断电;长时间的全厂断电引发了同一厂址的多座反应堆同时发生类似的严重事故。这次事故的危害已被定为最严重的7级。它不仅再次证明比设计基准事故更可怕的严重事故是可能发生的,更为重要的是由于这次事故的新特点,在投运核电机组运营管理与严重事故操作程序编制、现在通行的一些核安全设计理念、多堆厂址的安全管理、如何恢复公众对核电的接受心理等方面提出的新课题,将是核电今后进一步发展必须正面应对的挑战,将对全世界核电今后的发展产生重大影响。国务院常务会议通过的“国四条”对今后一段时期我国核电的发展提出了要求。政府有关部门与核电界正好利用这次机会,对前一段时间我国核电的发展,进行冷静的反思。本文试图就以上挑战和影响谈些看法。不妥之处,欢迎批评指正。

1.必须确保投运核电厂的运行安全

      这次福岛严重事故给电厂周边地区的公众健康、日常生活、生态环境,特别是海洋卫生造成了极大的危害。严重后果再次给人们敲响了警钟:核事故无国界,“一家出事故,大家受牵连”。核安全是核电厂的生命线。确保投运核电厂的运行安全,无论如何强调都不过分。

      本属一家的中核集团与中广核集团的各核电机组运营单位对此始终保持着清醒的头脑和高度的警惕。自我国大陆第一座秦山核电厂和第一座大亚湾商用百万千瓦核电厂投产以来,所有投运机组的安全运行业绩良好,从未发生过2级以上的核事件。能取得这个良好业绩,主要来自于以下四方面的贡献:

(1)政府高度重视,核安全标准国际接轨

      我国自核电发展伊始,就十分重视核电的安全性。国务院更明确地提出了“安全第一”的方针。当安全问题与其他问题发生矛盾时,要求首先保证服从安全的需要。1984年10月,国家核安全局正式成立,主要承担民用核设施的核安全、辐射环境监测、放射性废物管理、核材料管制和核承压设备的安全监督,民用核设施安全许可证审批、监督检查,参与核事故应急等工作。国家核安全局在上海、深圳、成都和北京设有4个地区核安全监督站。

      在国家核安全局的统一领导下,我国以国际原子能机构(IAEA)1986年版的核安全法规为蓝本,并参考了美国等核电先进国家的相关法规和实践经验,编制并基本形成了我国的核安全法规体系,并在2004年实现了全面升版。迄今已建立起包括《环境保护法》,核设施、核材料和核事故应急三项管理条例,有关核电厂选址、设计、运行、质量保证和放射性废物管理等安全规定,以及基本上覆盖了核安全监管的各个方面的上百个部门规章、核安全导则的核安全法规体系,实现了与国际接轨。这就为核电厂从项目策划到核电机组退役的全过程管理工作奠定了完整的法律依据。

      例如,我国的《核电厂选址安全规定》就是针对陆上固定式热中子反应堆核电厂厂址提出安全要求的法规。这本法规是参照IAEA的实施法规编写而成的。该规定为评价核电厂和厂址互相影响提出了最低的安全要求,以保证核电厂与厂址的综合影响,不致构成不可接受的放射性事故的风险。根据该规定,我国核电厂的选址相当保守、安全。针对抗震条件,首先采用排除法,厂址不考虑火山、地震多发和高震级地区,避开地质断裂带和人口稠密区。再对候选厂址查阅所有的地震历史记录,在该地区历史上发生过的最高地震烈度等级上再提高一级作为电厂的设计基准地震等级,发生更高级别强震的可能极低。例如,广东大亚湾周边地区历史上最高发生过5级地震。所以,大亚湾核电厂的设计基准地震等级定为6级。大亚湾周边20公里范围内没有能动断层,地壳安全稳定。此外,要求核岛座落于完整的基岩上,对提高抗震能力十分有利。资料表明,同属日本东电的福岛核电厂与柏崎-刈羽核电厂的设计抗震等级也不一样。

      至于这次核事故中万众瞩目的海啸,我国核电厂设计中也已经予以充分考虑。标准要求核电厂址要按照“干厂址”设计,即场地平面不会积水。在考虑该厂址所在地历史上发生过的千年一遇最大洪水、天文潮、台风、龙卷风、海啸等分别引起的水位增高的叠加后,再加上一定的余量(1m左右),作为该厂址的零标高超过当地海平面的高程。这种考虑也是合理、保守的。由于我国沿海核电厂所在地区不是地壳板块的边缘,也不在断裂带上,大陆架延伸较远,近海的海水不深,厂址所在地历史上未发生过浅表强震,不具备出现大海啸的前提条件。例如,秦山地区历史最大海啸仅有半米高。

      所以在我国沿海核电厂址附近同时出现福岛那样的强震加超高海啸的可能性极其低微,由此引发所有安全级应急柴油发电机组同时失效几乎不可能。尽管如此,中核集团在安全自查中,仍然决定在秦山地区考虑适当加高厂址防波堤,在厂内高处再设置一台总备用的应急柴油机组等超保险的安全措施。

(2)我国核电技术起点高

      我国大陆的核电发展,从一开始就选定了实际应用最广泛的压水堆技术路线。因为我们起步较晚,因而就避免了一些在设备与系统设计、材料选择等方面国外曾出现过并已有定论的问题,各种改进均已被充分吸纳,少走了不少弯路。我国不仅在已有的军用动力堆技术基础上,自行设计、建造了30万千瓦机组,而且通过对当时引进的法国M310机型的消化吸收,国内核电设计能力取得了显著进步。在上世纪80年代专门组建的核动力运行研究所(RINPO)已成长为核电厂运行技术支持的中坚力量,在核电厂在役检查、质量保证、人员培训、运行经验反馈等方面发挥着重要作用。从服役年限上看,我国投运的核电机组属于运行寿命的最佳时期。

(3)核电技术持续改进

      我国核电是伴随着改革开放的春风发展起来的。通过国际交流、对国外先进技术的消化吸收,我国核电界持续进行着对投运核电机组的技术改进。在先进堆芯核设计与堆芯燃料管理新技术的采用、先进燃料组件的使用、概率安全评价(PSA)方法的推广运用、电厂仪表和控制系统从模拟量向数字化的改造、机组总体布置设计等重大技术改进或升级换代方面取得了很好的效果,机组面貌大为改观。一些预防和缓解严重事故后果的安全措施,如自动泄压系统、非能动堆芯应急冷却系统、可以有效防止氢气爆炸的氢复合系统,以及安全壳泄压过滤系统等,在投运与在建的二代改进型机组的设计框架内都尽可能地得到应用,使得我国在建的二代改进型机组成为当今世界二代机组中最安全、最经济的机型。

      我国引进的AP1000和EPR三代机组正在建设,三代压水堆技术被揭开了神秘的面纱。国核技在AP1000技术基础上研发的CAP1400正在开展初步设计。除上文所述的技术改进外,另外一些预防和缓解严重事故后果的技术,如安全壳内置换料水箱、堆芯熔融物压力容器内滞留(IVR)技术或堆芯捕集器、双层安全壳等,在中核集团和中广核集团自主创新的三代设计中都得到了相应的应用。我国还开展了第四代核能系统的基础研究,并取得了可喜的成果。

(4) 核安全文化建设得到高度重视

      一座核电厂能否安全、可靠、经济地运行,不仅取决于设计,而且与设备制造质量、土建安装、建成后的运行管理、操作人员的运行素质与水平密切相关。因此,我国核电营运单位都高度重视全体员工的核安全文化建设,牢固树立“安全第一”、“质量第一”的意识,确保核电厂的安全稳定运行。

      以核电厂关键岗位——反应堆操纵员和高级操纵员的培训与取证为例。在我国,反应堆操纵员必须具有大专以上文化程度或同等学历;经过课堂理论、全范围模拟机运行操作培训,达到所要求的学时数后,再经考核合格方可获得国家核安全局颁发的操纵员执照。而高级操纵员还必须在此基础上再增加担任操纵员二年以上且成绩优秀的要求。为了满足这些要求,秦山核电厂和大亚湾核电厂的首批操纵员都曾送到国外核电厂接受长期培训。各座核电厂均设置了包括全范围模拟机在内的完整的一套操纵员培训设施。在工作中还不断有复训的要求。

2. 福岛事故后的安全设计技术面临新挑战

      笔者认为,日本福岛核电厂严重事故打破了业内人士过去的两大思维定式:一是认为地震与全厂断电事故不可能同时发生,二是同一厂址上的数台机组不可能同时发生类似事故而酿成大祸。从而引出一址多堆厂址的辐射安全管理新课题。早期沸水堆设计也暴露出相当严重的安全问题,特别是在发生全厂断电与小坡口失水情况下,事故处理操作规程以及发展成为严重事故的处理程序的制定、如何确保安全壳这到最后的安全屏障的完整性等。所有这些新挑战将对世界核电安全设计理念和安全设计标准,以及核安全技术研发等产生重大影响。国家有关部门正根据国务院常务会议的指示精神,加紧编制我国的核安全规划。IAEA也将在近期召开专题会议研究这些问题。如何理性地制定新的核安全标准,世界各国政府、业界和公众都将对此十分关注。笔者认为,现在对各国领导人和广大公众,不仅要让他们了解反应堆堆芯熔化的可能性小到“万年一遇”或“十万年一遇”,更重要的是让他们相信:无论什么原因造成堆芯熔化,都可以确保安全壳的完整性,确保事故对公众和环境不会造成危害。核电界应当理直气壮地宣传:如今的核电技术确实能够做到这一点。

3.  对核电在我国能源供应与环境保护中作用的认识不应动摇

      这次福岛核事故发生后,美、俄、法等核电先进国家的政府领导人纷纷发表讲话,表示坚持发展核电政策的态度。核电在我国能源供应中的作用可以从需要和可能两个方面来分析。

      对积极发展我国核电的必要性和紧迫性,已经在政府、企业内外形成了上下一致的共识。与其它非化石能源相比,核电技术成熟、可大规模提供稳定的电力供应,是调整电力结构、保障电力供应最为有效的替代能源。从我国社会和经济全面、协调、可持续发展的需要来看,要实现到2020年非化石能源占一次能源15%的目标,发展核电是唯一现实、可行的选择。但目前核电装机只占全国电力总装机的1.1%,规模实在太小,应当有一个较大的发展,不存在发展规模超过需求的问题。

      再从可能性来看,我国核电设计、制造、土建安装、研发能力大大加强;近年来我国核电国产化水平大幅提升。二代改进机型的关键设备国产化率已达80%以上。三代核电机组所需的超大锻件等关键部件的制造也取得了突破。我国已具备成套供应二代改进型百万千瓦核电机组的能力;核燃料供应、人才队伍建设等问题,已从政府部门、核安全监管机构和核电企业三个层面上得到持续的高度重视,并已采取了切实有力的措施,不太可能成为不可解决的制约因素。

      上文已分析了我国投运和在建的二代改进型核电机组的安全性是有充分保证的,今后的技术发展方向也是明确的。因此,笔者坚信,我国积极发展核电的方针,不应该因为日本福岛核电厂严重事故的发生而动摇。 

4.  切实加强国家对核电行业的监管与领导 

      日本福岛核电厂严重事故再一次让人们了解了核电这个行业的特殊性。正常运行时万事大吉,人们常戏称核电厂为“印钞机”。可一旦出了事故,则是震动全国,政府主导事故处理,世界瞩目这只伤人害命的电老虎。这次人们也许能从事故处理过程中,对核电姓“电”还是姓“核”的争论悟出一些道理。

      回顾我国核事业的整个发展历程,从当年举国齐心,以超过别人的速度迅速完成“两弹一艇”从无到有的研制,到如今核电从“一统天下”到“双雄分治”,又到“三足鼎立”发展到“群雄逐鹿”的体制变化以及“九龙治水”的行政管理方式,真是感触良多!追溯这种变化的原因,人们可以举出政治、军事、经济、外交和科技等等的因素,笔者只想从法制角度出发,呼吁尽快出台原子能法。

      原子能法是原子能领域的基本大法,在核立法体系中,原子能法在世界各国都被认为是最高层次的法律。它是制定行政法规、条例、规定、导则和标准的主要依据。凡与之有抵触之处,一律以原子能法为准进行修改。目前世界上主要的核电国家,如美国、英国、日本、德国、俄罗斯、印度、加拿大等十多个国家已经制定了原子能法。

      原子能法内容涵盖原子能的研究、发展、应用和安全监管等方面,对原子能主管部门和安全监督机构的职责和权力、核科学研究与产业发展、核矿藏的开采、核材料管制、核设施的监督和管理;核废物的处理和处置、辐射安全、辐照装置和放射性同位素的应用、核事故应急管理和核损害赔偿、国际合作与交流等均有明确的规定。为了促进原子能的研究、开发和利用,推动原子能事业的发展,保护资源、环境和公众健康,理顺政府各部门之间的职责分工,加速本国现代化和法制化建设,必须制定原子能法。我国已经编制完成原子能法初稿,只需要根据具体国情作进一步修改即可发布施行。

5.加强核能科普宣传是提高核电公众接受性的关键

      二十世纪的物理学对人类社会产生最重要影响的发明莫过于核能的利用。“二战”中两颗原子弹的毁伤、战后核潜艇、核航母的核威慑,以及核电对人类文明做出的巨大贡献和三次严重事故的惨痛教训,使得人们对“核能”这柄双刃剑产生一种神秘和恐惧感。我国核电发展三十多年来,各核电厂都开展了大量的科普宣传活动,取得了一定的成效,但总体而言尚有很大的改进空间。从这次波及全国的抢盐风潮就可见,要使人们从一知半解、似懂非懂提高到理性地对待核电的利益与风险,还要做相当多的工作,应当讲究科普宣传的人性化与多样性。当然,归根到底还是要确保运行核电厂的安全可靠,让事实说服公众。

6. 加强国际核能合作,共渡难关

      这次福岛核事故的善后处理将是一件十分艰难的工作。尤其是由于难以实现这几台失事机组燃料组件的冷却循环,将不可避免地继续产生大量的放射性废水,也存在泄漏到海洋环境的风险。日本政府与东京电力公司应当做好放射性废液的收集与水泥固化后处置,切记不可再往海洋超标倾倒。如果需要,我们也可以提供力所能及的相应的帮助。


      由于日方公布的电厂事故资料不尽完整,中核集团应当利用参加世界核电营运者协会东京中心(WANO-TC)年会的机会,更加详细、准确地了解事故全貌,便于进行事故分析与经验反馈。同时,我国核电界也应做好参加IAEA国际专题研讨会的准备,与各国同行共同分享从福岛核事故中吸取的经验教训,研究今后核电的安全设计标准,进一步提高核电的运行安全,携手合作,共克时艰,继续推进核电的复苏。

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