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專家解析:福島核電站為何會造成核泄漏?
中央政府門戶網站 www.gov.cn   2011年03月25日   來源:科技日報

    打破砂鍋:3月22日,針對目前全球聚焦的日本福島核電站爆炸事故,中國核電之父、中國科學院院士、核反應堆與核電工程專家歐陽予在中國科技館舉辦了一場題為《世界核電發展形勢與提高核安全要求》的專題講座,針對公眾關心的問題進行一一解答。請關注——

    3月22日,針對世界核電發展進程、核電站的安全性差別、日本福島核電站的情況等問題,中國核電之父、中國科學院院士、核反應堆與核電工程專家歐陽予在中國科技館舉辦了一場題為《世界核電發展形勢與提高核安全要求》的專題講座,講座還對我國目前核電發展和安全情況作了詳細介紹,以幫助公眾深入了解核能的利用及核安全狀況。

    第三代核電站:安全是前提

    據歐陽予介紹,利用核能發電開始於上個世紀50年代。早在1954年,前蘇聯便建成了電功率為5千千瓦的實驗性核電站。1957年,美國也建成電功率為9萬千瓦的希平港原型核電站。但當時核電站建造成本昂貴,與火電、水電相比,核電的實用價值不大。

    上世紀60年代後期以來,世界上陸續建成電功率在30萬千瓦以上的壓水堆、沸水堆、重水堆等核電機組,核電站的發電成本大大節省。直到上世紀70年代,石油漲價引發的能源危機進一步促進了核電發展,目前世界上運行的400多臺機組大部分在這段時期建成,稱為第二代核電機組。

    “第二代核電站應對嚴重事故的措施比較薄弱,當時的設計者們沒有將預防和緩解嚴重事故的設施作為設計上必須的要求。”歐陽予説,後來美國賓夕法尼亞三里島發生的反應堆堆芯熔化的嚴重事故,以及1986年前蘇聯切爾諾貝利核電站發生的大量放射性物質往環境釋放的嚴重事故,體現了二代核電站設計上的不足。

    此後不久,美國的電力公司制定了“用戶要求文件”(URD),明確今後新建核電站必須把預防和緩解嚴重事故作為設計上的必須要求。同時,歐洲、法國也出臺了有同樣要求的文件(EUR)。國際原子能機構也把這個要求列進了新的核電站法規裏面。滿足以上要求的核電站稱為第三代核電站。

    據了解,目前世界上技術比較成熟、可以據以建造的第三代核電機組的設計,主要有美國的AP1000(壓水堆)和ABWR(沸水堆),以及歐洲的EPR(壓水堆)等型號,它們發生嚴重事故的概率均比第二代核電機組小100倍以上。美國、法國等國家已宣佈,今後不再建第二代核電機組,只建設第三代核電機組。

    福島核泄漏:安全設計不足

    那麼本次出現嚴重事故的福島核電站屬於哪一代?地震和海嘯又是如何引發其核電機組爆炸從而造成核洩露事故的呢?

    歐陽予介紹,福島核電站建於上世紀70年代,屬於第二代核電站,它在設計之初未太多注意配備預防和緩解嚴重事故(比如堆芯熔化)的設施。歐陽予説:“它的反應堆是沸水堆,其冷卻水(給水)直接打到反應堆,反應堆産生蒸汽,蒸汽經過主蒸汽管道送到蒸汽輪機,帶動發電機發電。因為沸水才能産生蒸汽,所以叫沸水堆。”

    歐陽予表示,在本次大地震中,福島核電站的管道、設備因受到強烈地震而斷裂、破壞,致使給水送不進反應堆。再加上應急柴油機發電的供油管線也被海嘯破壞,致使應急安全注射水的水泵斷電而不能運轉,安全注射水注不進反應堆,反應堆堆芯燃料棒因此失掉冷卻而燒壞乃至熔化,從而才導致了嚴重事故。

    歐陽予解釋,在這一過程中,蒸汽管道的破裂又使放射性核素碘131和銫137等洩露出去,在空中散發,冷卻下來後降到地面,所以地面有污染。而堆芯中密封核燃料的鋯包殼管,在溫度超過400°C後産生鋯—水反應放出大量氫氣,氫氣泄漏到環境中燃燒,發生化學爆炸致使某些廠房倒塌。“這再次説明了第二代核電站的弱點,所以第三代把預防和緩解堆芯熔化作為設計上必須的要求是完全正確的。”

    我國核電發展:以第三代為重點

    發生福島事件以後,溫家寶總理于3月16日主持召開國務院常務會議並作出了全面檢查和加強我國核設施安全管理、全面審查在建核電站、嚴格審批新上核電項目等一系列保障國家核電安全的決定。那麼我國目前已有和在建中的核電站安全狀況如何?

    歐陽予表示,我國第二代核電站也在運行,但主要是壓水堆,其反應堆即使發生堆芯熔化,也是在密閉廠房內,不會産生污染。“國內核電站共13台,其中11台是壓水堆,儘管其在預防嚴重事故上可能還不夠,但是它比沸水堆好一些,即使冷卻反應堆的管道破裂,蒸汽也不一定能出去。居民一般不會受影響。當然,如果地震太厲害,震壞了,也會洩露出去,産生污染。但一般核電站都配備有完善的應急處理設備和措施,以保障工作人員和居民安全。”

    歐陽予認為,核電站不排放二氧化硫、氮氧化物等污染氣體,也不排放引起地球溫室效應的二氧化碳,對低碳經濟貢獻很大。所以,在堅持核安全第一的前提下,還是應該發展核電。

    目前,我國有13台第二代核電機組正在運行發電,歐陽予參與設計和完成的秦山核電站是第一台。前幾年,我國曾允許適當再建造一些改進型的第二代核電機組,但同時要求必須以提高核電的安全性和經濟性為根本目標,把重點放在建設第三代核電機組上。

    據歐陽宇介紹,國家決定以浙江三門和山東海陽兩個核電項目作為第三代核電自主化依託工程,引進技術並建設4套第三代AP1000壓水堆核電機組。“通過引進吸收先進技術建設這4套機組,將使我國逐漸形成獨立自主設計建造和發展第三代百萬千瓦級核電機組的能力。為此,國家中長期科技發展規劃綱要已將‘大型先進壓水堆核電站’列為重大專項,這是我們自主研發的。”歐陽予説。(楊艷)

 
 
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