谈“核”不必色变
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发布日期：2014-11-04 13:47:07
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核电站不会排放二氧化碳和二氧化硫等有害气体，每年所需的核燃料并不多，不会带来（像电煤那样的）运输难题，发展核能就成为解决能源危机的必由之路。
在日本福岛核泄漏事故发生后，世界各国对于核电站都持谨慎态度。2013年4月，中国三门核电站传来将在年内并网发电的喜讯，加上有关中国可能重启核电站计划审批的消息，引起社会的普遍关注。本刊记者实地探访三门核电站，揭开核电的神秘面纱。
核电站施工酷似“搭积木”
位于浙江省台州市三门县境内的三门核电站，是世界上第一座采用第三代核电技术的核电站。它使用了由美国西屋公司开发的AP1000压水堆，不仅安全性比第二代核反应堆提高百倍，而且寿命也延长了20年，达到60年。今年2月3日，本刊记者就有幸探访了这座正在兴建当中的核电站。
换上特制的防砸皮鞋，穿上反光背心，戴上能显示准入区域的安全帽，本刊记者搭乘核电站专车，穿过一条隧道，来到位于海边的核电建设大件码头。当时，这里矗立着一个巨型的钢制安全壳，壳体被巨大的塔吊包围着，壳体外遍布脚手架。
“这就是核岛，核电站安全壳内的核反应堆及与反应堆有关的各个系统都在这里面。”三门核电站对外宣传部工作人员介绍说。
三门核电站采用“模块化”的施工方法来建设，AP1000核电机组共有119个结构模块和65个设备模块。在运抵核电站施工现场之前，各个模块可以同时制造。而后，它们就可以在工地上像搭积木一样拼装起来，从而节约施工时间。其中，钢制安全壳是全球最大的核电结构模块。它长20.5米，宽14.2米，高20.7米，也就是相当于将近7层楼的高度， 700多辆轿车的重量。这个巨大的钢制壳体，具备了乏燃料的贮存、传输、热交换及废物收集等功能。
不过，想要搭好这些“给巨人玩的积木”，也需要起重能力超群的吊车助力。考虑到AP1000核电站建设过程中大型模块和设备较多，三门核电工程引进了全球起重量最大的LTL－2600B型履带式吊车。它在50米半径内最大起重能力为1283吨，100米半径最大起重能力为665吨，可以满足施工中的起重需求。
第三代核电站强调安全
当三门核电站的施工进度突飞猛进的时候，人们也不免有些担忧：这座核电站的安全性究竟如何？或者说，假如发生自然灾害或者工作人员操作失误，它会不会成为又一个“切尔诺贝利”，让核电站周围的土地成为“废土”？
“经常有人问我：‘核电站会像原子弹一样爆炸么？’人们会提出这个问题，乃至谈‘核’色变，恰恰反映出公众核能科技知识的缺乏。”三门核电站对外宣传部工作人员说，“‘二战’末期美国对日本广岛和长崎的核打击，给人们留下了深刻的印象，也让‘核’成为一个令人胆寒的词。不过，虽然原子弹中的核装料和核电站中的核燃料都含有铀-235或钚-239，但它们的纯度相差很大，前者高达90%以上，后者仅为3%左右，所以原子弹会发生极具毁灭性的核爆炸，而核电站不会。这就好比是高度白酒和低度啤酒一样，白酒因酒精含量高而可以被点燃，而啤酒因酒精含量低，就不能被点燃。”
不仅如此，担心中国的核电站变成下一个“切尔诺贝利”也同样可谓多虑。这是因为中国的核电事业起步较晚，因此具有“后发优势”，可以选择更安全的反应堆堆型。而三门核电站采用的AP1000型核反应堆，属于第三代核电技术，安全性更是大幅增强。举例而言，以往核电站在发生事故时，很多应急措施需要由操作人员和工程技术人员在短时间内做出决断，但人在巨大压力下很容易判断失误，有可能导致核电站雪上加霜。因此，第三代核电站在保证安全方面，有意减少了“人”的因素。三门核电站使用的AP1000压水堆，在发生事故后的72小时内，无需人工干预即可自动启动安全系统，维持反应堆堆芯的完整性和乏燃料池的冷却，从而为核电站的操作人员和工程技术团队留出更长的决断时间。
从三门核电站排出的冷却水，也不像人们想象的那样会带有核辐射。三门核电站对外宣传部工作人员说：“三门核电站使用的AP1000压水堆，其‘双回路’的工作原理就保证了有辐射的水不会流向外界。在这个反应堆里，高温高压的一回路冷却水把热能带出反应堆，并在蒸汽发生器内把热量传给二回路的水，使它们变为蒸汽，蒸汽推动汽轮机带动发电机发电。这就好比说一回路是个热水袋，里面的水有辐射；二回路是一脸盆水，这里的水被热水袋加热，但与热水袋之间是隔绝的，因此脸盆里的水没有辐射。至于从三门湾取得的海水，只是为了冷却脸盆里的水，那么从核电站排回大海的水就更没有辐射了。”
即便如此，核辐射防护仍然是三门核电站的工作重点。在核电站内部及外部的几十米到几公里内，都设有辐射监测点，还有监测车、监测船和监测飞机做流动巡回监测，并对空气、水、土壤以及粮食、牛奶和海产品进行取样分析，以测定它们的放射性水平。
核电不应被“妖魔化”
尽管三门核电站采用的第三代核电技术已经极大地提高了安全性，但与“核”有关诸多负面词汇，比如“核泄漏”、“核辐射”，早已随着此前的历次核事故深入人心，让不少人对核电是否真正安全充满疑虑。
自从苏联在1954年6月建成奥布宁斯克核电站以来，人类利用核电站生产电能的历史，至今已有将近60年。在这期间，人类共经历了3次重大核事故，分别是1979年的美国三哩岛核事故，1986年的苏联切尔诺贝利核事故和2011年的日本福岛核事故。
“这3起历史上的核电站事故，各有其起因。每一次事故，都提醒人们关注此前设计、建设和管理核电站时忽视的一些问题，让核电变得更为安全。”清华大学工程物理系副教授俞冀阳告诉记者。
俞冀阳介绍说，三哩岛核事故开始于一次工作人员的错误操作，而后，由于一系列设备故障，以及紧急情况下其他工作人员的错误操作，使一次小的故障急剧扩大，造成了堆芯熔化的严重事故。幸运的是，由于主要的工程安全设施都自动投入，而且反应堆设有几道安全屏障，因此没有造成人员伤亡，对环境的影响也极小。在三哩岛核事故之后，提高核电设备的质量和可靠性得到了全球核工业界的重视，最终催生了极为重视安全和可靠性的AP1000型核反应堆。
切尔诺贝利核事故则是一起典型的“人祸”。核反应堆自身设计缺陷，工作人员粗心大意、沟通不畅，以及为技术实验关闭一部分安全系统等因素交织在一起，最终酿成震惊世界的悲剧。在这起事故之后，核电领域迅速形成了摒弃落后技术，避免设计缺陷的意识，并建立起核电站独有的“核安全文化”。
福岛核事故则很大程度上可以归因为天灾。福岛第一核电站在设计时考虑到了日本多地震的特点，因此它即使遭受9级地震也未受“致命伤”，而且自动安全停堆。但随后而来的15米高的海啸，超过了核电站设计时的防护标准（10米），因此在紧急停堆状态下为核电站提供能源的柴油发电机被破坏，令核电站无法载出堆芯内的衰变热，最终使堆芯熔化烧毁。这起事故让人们开始关注自然力量对核电站的破坏，并且在选址和预防措施方面更为谨慎。
至于不少人担心的核电站核辐射问题，也同样被现代科学证实为无稽之谈。
目前，全世界的人类接受的辐照剂量中，3/4来自自然界（比如宇宙射线），约1/5来自医疗和诊断（比如医院拍摄X光片），核电的份额只有1/400。假定全球人类的预期寿命是60岁，则每天抽一包烟将减寿7年，而核电的影响是减寿24秒。
三门核电站对外宣传部工作人员解释说：“自然界中存在的三种射线，α射线用一张纸可以挡住。β射线用几毫米的铝片可以挡住。只有γ射线是质量很高的光子，穿透力强，要用很厚的混凝土才能挡住。而三门核电站的核岛（核电站安全壳内的核反应堆及与反应堆有关的各个系统的统称）的混凝土砖墙厚约一米，内衬6毫米厚钢板以确保整体的密封性，足以遮挡γ射线。这种安全壳还能承受地震、飓风、飞机坠落等各种冲击，并能确保反应堆的放射性物质不逸散到外部环境。”
不仅如此，对于燃煤火力发电貌似“安全”的假象，现代科学也给出了相反的答案。国防科技工业电离辐射一级计量站副站长、中国原子能科学研究院研究员肖雪夫介绍说：“由于煤开采自地下，或多或少会含有一些天然放射性核素。它们会随着煤炭燃烧排入环境，或滞留于废渣中，使燃煤电站产生的核辐射总量，甚至比正常运行的100万千瓦核电站还要高出一个数量级。这尽管荒谬，却是经过严谨的科学研究发现的事实。”
核电化解能源危机
作为“和平利用核能”的典型事例，核电站对于化解人类在20世纪后半叶面临的能源危机功不可没。
如今，法国的核电发电量占全国总发电量的78.5%，比利时也有一半以上的电能由核电站生产。此外，在日本、瑞士、瑞典、德国、美国、英国等发达国家，核电也在电能生产中占据了相当大的比重。可以说，正是核电支撑起了这些国家的现代产业和科技体系。但在中国，相当多的电能仍然由污染巨大的燃煤火力电站提供，而由核电站生产的电能仅有不到2%！对于一个人口众多而人均资源匮乏的大国来说，这样的能源构成现状可谓不容乐观。
今天，可以用来生产电能的能源并不少，除了煤、石油等化石燃料，还有水能、太阳能、风能、地热能、潮汐能等。但众所周知的是，燃烧化石燃料会导致严重的环境污染。肖雪夫说：“一座100万千瓦的燃煤电站，每年排出20多万吨炉渣，产生600~700万吨二氧化碳，5~10万吨二氧化硫，2~3万吨一氧化碳和3~6万吨一氧化碳等有害废气，而且废气中有包括汞、铅在内的大约400吨重金属，可谓是‘污染大户’。”
至于其他那些可以转化为电能的能源，也或多或少存在着局限性。肖雪夫说：“水电站的生产能力受到地域和季节的影响，不能稳定发电，而且可能破坏生态环境，比如影响鱼类的正常洄游。风能、太阳能等引人注目的‘新能源’，也受到地域、气候、地理分布等条件的制约，不可能大规模推广，即使在有条件的地区也只能作为一种能源补充。”
“燃煤火力发电不仅消耗了不可再生的煤炭资源，而且大规模运输电煤和长距离输电都会导致不小的能源浪费，以及能源供给的不稳定。在2008年年初的南方雪灾中，很多城市都发生了长时间的停电。这些停电的城市中，有一部分就是被雪灾阻断了电煤运输线路，导致燃煤电站得不到燃料，无法正常工作。”中国工程院院士、中国核工业集团公司科技委副主任叶奇蓁说，“相比之下，核电站不会排放二氧化碳和二氧化硫等有害气体，是清洁的能源，而且每年所需的核燃料并不多，不会带来（像电煤那样的）运输难题。再加上核电站正不断向更加安全的方向演进，因此，发展核能就成为解决能源危机的必由之路。”
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