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福島核事故的發生，將核電安全推至輿論焦點，安全問題也成為核電發展關鍵。從表面上看，福島核事故的起因是九級特大地震引發的海嘯，是不可抗力造成的。但國際原子能機構認為，任何事故都是可以避免的，關鍵是要采用先進技術與進行科學的管理。因此，對核事故原因分析，不應停留在自然災害層面，而應當從核電站安全系統技術特點等方面進行深刻反思。 確保核電安全必須采用先進技術 造成這次福島核事故，有企業應急措施遲緩、政府監管和反應不力等原因，但從根本上看，能動型安全系統失靈是主因。按照核電站的運行規則，出現事故后首先要實現停堆，然后將堆芯余熱導出，這是確保核電站安全最關鍵的一步。如不能及時導出余熱，就會發生堆芯熔化，嚴重的會引發爆炸、泄漏。在解決余熱導出問題上，有兩種技術路線，一種是能動型安全系統，一種是非能動型安全系統。能動型系統主要依靠外部電網或備用電源驅動，一旦全廠失電，冷卻系統即告失效；非能動系統不依賴電源，而是依靠重力、對流、蒸發、凝結等物質固有的自然規律來帶出余熱。福島核電站使用的是能動型余熱導出系統，地震后反應堆實現了自動停堆，并利用柴油機驅動冷卻系統工作。然而一小時后，海嘯摧毀了柴油發電系統，導致其后一系列嚴重事故。 上世紀六七十年代全球開發的核電站，包括壓水堆、沸水堆、重水堆、石墨堆等，使用的都是能動型安全系統，這些電站占世界在役核電站的絕大部分。核電界早已認識到，“能動型”安全系統在失去電源時存在“不能動”的隱患，雖然出現的概率很低，但必須予以解決。前蘇聯切爾諾貝利和美國三哩島事故后，美國和歐洲分別制定了核電用戶要求文件（URD和EUR），明確要求新建核電站堆芯熔化概率和大量放射性物質向環境釋放的概率，要比原有核電機組降低兩個數量級，以預防和緩解嚴重事故。符合這一標準的核電技術被稱為三代核電技術。 經過長期探索，科學家對能動型安全系統作了很大改進，有的新建機型達到了三代標準，如法國的EPR。同時，科學家開發出了不依賴電力的“非能動”核電技術，極大地提高了核電站的固有安全性，成為第三代核電技術的重要發展趨勢。目前，具有代表性的機型有美國西屋公司開發的非能動先進壓水堆AP1000，以及GE與日立聯合開發的經濟簡化型沸水堆ESBWR，俄羅斯開發的半非能動型壓水堆等。中國在第三代核電招標中，經過多方比選，引進了AP1000機型。一旦發生事故，可以在72小時內無需電源和人工干預而自動冷卻，遇到類似日本這次自然災害能夠避免發生重大核事故。同時在抵御恐怖主義、人為破壞核電站方面也有相當優勢。這次事故表明，以非能動技術代替能動技術將是核電發展的主要方向，我國應當統一技術路線，堅持引進消化吸收AP1000技術，并自主開發新的機型。 一些人士擔心，AP1000雖然安全理念先進，但最早也要在2013年建成發電，在首堆沒有建成、其他國家沒有運行經驗的情況下，我國批量建設AP1000是否可行。經專家研究認為，這是完全可行的。因為AP1000的核蒸汽供應系統（除主泵外）都是基于二代的成熟技術，AP1000與二代的差別主要是安全系統。AP1000的非能動安全系統已在美國經過嚴格的臺架實驗驗證，獲得了美國核管會的審查批準，二代技術能動型安全系統也是采用同樣的方法進行驗證。所有的核電安全系統，不論是傳統的能動型的還是新的非能動型，都無法進行事故實況下的破壞性試驗。即便AP1000運行若干年，對驗證非能動的安全系統也沒有實質意義。國際上以往推出的新機型，都是在首堆建設的同時梯次推進、批量化建設。如法國的EPR，在芬蘭首堆建設的同時，在法國、中國、美國、印度進行批量化建設。我國AP1000依托項目一次建設4臺，事實上已開始批量化。目前，美國已有6臺AP1000項目簽訂了EPC總包合同，14臺正在申請建造許可證。隨著主泵耐久性實驗的完成，AP1000進行批量化建設時機已經成熟，條件完全具備。 我國核安全面臨的挑戰 經過長期努力，我國建立了符合國際標準、比較完善的核安全管理和核事故應急體系，核電建設和運行總體上保持了安全穩定。但是對安全問題仍然不能掉以輕心。近年來，我國核電呈快速發展態勢。與日本相比，我國在役機組數量較少，但在建、擬建機組數量較多，安全質量控制壓力持續加大，核電發展配套能力、核安全監管和應急體系亟待加強，長期安全隱患不容忽視。 第一，采用能動安全系統的二代核電機組上得過多。在這一輪核電發展中，從2005年至今，國家已核準核電機組34臺，裝機容量3702萬千瓦，其中28臺是二代機型。另有16臺機組已批準允許開展前期工作，其中12臺是二代機型。其它上報國家能源局待批項目也大部分采用這類機型。這些二代機組經過改造，與大亞灣最早使用的原型堆M310相比，安全性有所提高，但仍無法解決全廠失電后會出現的嚴重安全事故。這些機組開工時間晚，運營周期可長達40～60年。如果在2020年建成，要到2060～2080年才能退役。在這期間，不僅二代核電已經被淘汰，三代核電技術也會逐漸落后，第四代具有固有安全性的核電技術將成為主流，甚至第五代可控核聚變核電技術也可能投入使用。由于世界各國現役二代機組大都在未來20年左右退役，之后的40～50年中，我國將成為世界上核電安全風險最大的國家。 第二，核電安全狀況與最先進的標準仍存在差距。今年3月16日，國務院第147次常務會議決定，要按照最先進的核電安全標準進行檢查。這一標準應當是國家核安全局發布的《核動力廠安全設計規定》（簡稱HAF102）以及相關的19個導則。該標準與國際原子能機構和歐美現行的核電安全標準同步。對照HAF102，除已開工建設的4臺AP1000和2臺EPR機組外，其它所有的核電機組均不同程度地存在差距。在正常條件下，大部分機組能夠實現安全運行，但需要持續加強監督管理，區別不同情況進行處理。 第三，核電研發、制造、建設和監管力量跟不上。由于近年核電發展較快，容易造成安全隱患。主要是，有限的核電研發設計分散，影響了先進安全技術的標準化和推廣應用。既使是二代加機組，也存在技術標準不統一，產品質量不穩定的問題。一些工程建設和裝備制造企業安全意識不夠強，質量保證體系不健全，重大質量問題時有發生。高端人才和專業人才不斷稀釋，有經驗的技術和管理人才陸續退休，新人成長需要較長時間。乏燃料后處理能力薄弱，把過多的乏燃料儲存在核電站，會面臨福島第一電廠4號機組乏燃料池放射性泄漏的潛在風險。尤其是核安全監管能力嚴重滯后，國家核安全局和國防科工局從事安全監管的人員數量不足，監管人員待遇遠低于核電站工作人員，增加了吸引人才、穩定隊伍的難度。 當前面臨的緊迫任務 從核電發展歷程看，每一次重大核事故都帶來了核電技術的升級，日本福島核事故也完全可以成為開發應用更安全、更先進核電的動力和契機。當前，中國核電發展總體形勢良好，雖然存在一些安全隱患，但不能因噎廢食，應當堅持“十二五”規劃確定的“在確保安全的基礎上高效發展核電”的方針，堅決貫徹落實國務院第147次常務會議決定精神，按照安全第一、質量第一的原則，用最先進的標準對所有的核電設施進行安全評估，加強核電設計、建設、運營的全過程管理，消除一切隱患，確保萬無一失。 第一，合理控制核電發展規模和節奏。經過這幾年發展， 核電在建和核準項目規模已突破2006年制定的規劃，核電企業爭廠址、爭項目的現象十分嚴重。各方面對2020年核電裝機規模的預期普遍超過7800萬千瓦，大多數核電業主和配套企業是按照裝機1億千瓦以上制定自身發展規劃。即使在福島核事故后，國務院常務會決定暫停核電審批的情況下，有的核電企業仍在策劃繼續大上二代項目，這種做法有違核電安全發展的方針。在目前國家編制核電安全規劃與調整核電中長期規劃中應當明確，核電發展中應當把安全放在第一位，而不是把規模、速度放在第一位。“十二五”期間應當集中力量建設已經核準和開展前期工作的項目，不再批準開展新的前期工作項目。“十三五”期間再視情況決定是否恢復審批，防止過多過快上馬核電機組帶來長期安全風險。 第二，用最先進的標準對核電站進行安全審查。我國核電最先進的標準應當是《核動力廠安全設計規定》（HAF102）及相關19個導則，這一標準與國際上最先進的標準是一致的。對核電安全的評估，除了運營安全和建設安全外，更重要的是對核電站的設計進行對標審查，這樣才能從根本上摸清核安全家底。對于存在嚴重隱患的核設施，應當立即停建或關閉；存在一定隱患，可以改進的核設施，要限期整改。此外，應對在役、在建、擬建核電站廠址發生極端災害事件的概率進行評估，提出應對措施。 第三，適時調整未建成核電項目的機型。為了從整體上提高核電安全水平，應當對所有未開工的核電項目進行一次評估。只要條件允許就要堅決改用AP1000機組，這類機組估計有十多臺。今后新開廠址和現有廠址的后續項目，均應采用非能動安全AP1000系列機組。同時，加強大型先進壓水堆重大專項研發和示范工程建設力度，盡快批準CAP1400開展前期工作。 第四，強化核電配套能力建設與核安全監管。統籌考慮核電發展規劃與人才、燃料、制造等方面的關系，促進核電裝機與相關產業的協調發展。充實國家核安全局力量，使其成為具有權威性的監管機構。加快核電應急管理體系建設，核事故應急系統與核電日常管理工作應當在機構和人員上統一起來。定期開展應急演練，確保所有應急對策與措施始終處于有效狀態。總結這次事件中日本的經驗教訓，結合我國實際情況，修訂完善《國家核應急預案》。 來源：電氣中國 |
