日本核泄漏事故对核电发展的影响

日本核泄漏事故对核电发展的影响[摘要]随着世界对能源的需求飞速增长，由于核电不排放温室气体，核能成为世界能源开发利用的一个不可逆转的必然发展趋势。日本福岛核泄漏事故不但是日本历史上最大的危机，而且也对世界核电事业的发展产生了严重而深远的影响。[关键字]核泄漏核电发展影响伴随着世界对能源的需求飞速增长，为避免气候变暖可能给人类文明和地球上的生命带来灾难性影响，核能是最现实的大规模替代能源。各国从本国国情出发，积极发展核电站建设，已成为世界能源开发利用的一个不可逆转的必然发展趋势。然而25年前的切尔诺贝利核电站的核泄漏事故对人类的伤痛还没有完全治愈，今年的日本核泄漏事故再次把核能的利用推向了风口浪尖。1.核电站的发电原理核电站是利用原子核裂变反应时释放巨大能量，再通过发动机转变为电能。核电站发电原理示意图如图所示。它是以核反应堆来代替火电站的锅炉，以核燃料在核反应堆中发生特殊形式的“燃烧”产生热量，使核能转变成热能，推动汽轮发电机发电，其奥妙主要在于核反应堆。核反应堆的合理结构应该是：核燃料＋慢化剂＋热载体＋控制设施＋防护装置。核电厂的反应器内有大量的放射性物质，如果释放到外界环境，会对生态及民众造成伤害。因此核电站都设有安全系统和危急冷却系统等。2.日本的福岛第一核电站核泄漏事故及其反思目前日本正在运营的核电站数量在亚洲名列第一，严格说，日本位于全球最集中的地震、火山带上，对于核电站的建设应非常谨慎，但由于日本是一个能源紧缺国家，并且核电不排放温室气体，对环境有利，发电成本优于其他能源等，因此发展核能成为日本的基本国策。2011年3月11日，日本本州岛附近海域发生强烈九级大地震并引发海啸，日本福岛第一核电站严重受损发生核泄漏事故并逐步升级，4月12日日本原子能安全委员会测算泄漏出的放射性物质活度达到62万万亿贝克勒尔，过去一个月间，放射性物质泄漏最严重时一度达到每小时1万万亿贝克勒尔，且持续数小时，总量已经超过核泄漏事故7级对应的“数万万亿贝克勒尔”。日本首相菅直人称福岛核泄漏事故是日本历史上最大的危机。核泄漏使日本政府处于两难境地，如果把核电站用“石棺”封堆，则日本将变为象切尔诺贝利一样的死城无人区，日本从地理上被拦腰截断，经济随之瘫痪，将面临沦为“二流国家”的危险；若不封堆，一旦放泄物大量外泄，则首度东京及附近经济圈（占日本经济80%）不保，经济面临崩溃，并且会遭到世界各国谴责。曾经让日本引以为豪的核电现在却成了“烫手山芋”。25年前的苏联切尔诺贝利事故发生后，全球的绝大多数核电站都改建成了能动式的，一旦发生事故，就会有冷却水自动灌注下来，而东京电力公司却没有把福岛核电站改建，给这次事故留下了隐患，并且部分机组已经出现了老化现象，这座核电站本应在2010年2月报废，却被延长使用，并且没有改建，上世纪该公司就存在“隐瞒事实及提交虚假报告”问题。核电站从理论上和设计上，都应当具有一定的抗风险能力，但9.0级的大地震是设计者预料未及的，但比9.0级大地震更可怕的是管理者的责任意识不到位，这次事故中的福岛核电站2号机组，就是人为疏忽造成的，据报道，3月14日，2号机组冷却装置注水泵停止注水，导致水位下降，核燃料棒露出，造成如此重大事故的原因是东电公司的工作人员在作业时走神，忘记了确认注水泵的燃料量，燃料用完，注水泵才停止工作的。这个疏忽，可能只是暴漏东电管理混乱的冰山一角。一份调查报告显示，福岛核电站事故发生前，多数核电运营商没有就长时间断电做好准备。还有更让人担忧的是由于监管不到位，会导致核技术、核材料的丢失，一旦落入恐怖分子之手，将会给人类造成另一种核灾难。3.我国的核电现状中国核电装机量仅占全球平均值的十分之一，发展潜力很大，不应因一次事故否定核电的重要性。我国核电从1985年开始起步，目前我国运行的核反应堆有11座，总功率约为900万千瓦，自这些反应堆建成发电以来，总的平均负荷因子高达86.8%，达到世界先进水平，它们主要位于广东、浙江和江苏。目前国内正在建造的有26座核电反应堆，总功率约2800万千瓦，国家能源局和工程院正在研究的目标是：2020年核电发展到7000万千瓦，2030年达到2亿千瓦，2050年达到4亿~5亿千瓦，核电将逐步发展为我国主要能源之一。我国的核电技术包括成熟的二代改进型及先进的三代技术，处于世界先进行列，并且核应急工作实施国家、省市自治区和核电厂三级管理体制。国家核安全法规要求核电厂在装料运行前必须制定全面的应急响应计划和进行应急演习，在核电厂运行之后，还要以一定的时间频度进行应急培训和应急演习，以发现应急响应准备工作中可能存在的缺陷。总体来说，中国现有和在建核电站还是足够安全的，在各种事故条件下，能够保证将核物质封闭在耐压容器里、混凝土安全壳里。我国目前在运行的核电机组，都是上世纪80年代从国外引进的第二代改进型或革新性核电站，“门槛”比世界平均水平要高，核电站的选址更加保守、安全。如我国最早1985年3月20日开工的秦山核电站，机组分别为压水堆和重水堆，比日本核事故中的沸水堆技术安全性更高，即使在最坏的情况下，密闭的反应堆安全壳也能把绝大部分的放射性物质都控制起来，对周围环境和人员也基本没有任何影响。此外，我国目前在建的浙江三门核电站和山东海阳核电站将使用最先进的新一代核电站AP1000并实现国产化，属于第三代反应堆设计―AP1000技术。AP1000技术为美国西屋公司设计，采用了“非能动”安全系统，紧急情况下，无需电源，只利用地球引力、物质重力便可驱动安全降温。例如在停堆散热的问题上，在反应堆顶部就建有一个数千吨的硼酸水箱，一旦发生像福岛这样备用电源全部丧失的极端事故，仍可让可终止核反应的硼酸水直接倾斜而下，浸没核燃料棒，实现停止核反应的降温目的。我国正在试验并逐步推广应用的快中子堆（简称快堆）技术，是当今唯一现实的易裂变燃料增殖堆，目前投入使用的核电站都是非增殖堆型，对铀资源的利用率也只有1％―2％，但在快堆中，铀-238原则上都能转换成钚-239而得以使用，快堆可将铀资源的利用率提高到60％―70％。它既能消除核燃料匮乏之虞，又能避免高放射性废物的后顾之忧，是我国核能大规模可持续发展的关键堆型。4.日本核泄漏事故对世界的影响。人类有史以来一直受着天然电离辐射源的照射。从穿越星系而来的宇宙射线，到自然中无所不在的微量放射性同位素的衰变辐射，还有火力发电厂燃烧煤炭以及全球核试验带来的放射性沉降灰，人体对辐射是有一定适应性和恢复能力的。目前福岛核电站泄漏常见产物碘131的半衰期只有8天，大部分将会一个月内消失应对措施也较简单，服用碘片；铯137的半衰期为30年，不过在体内不会久存，大部分会在一年之内排出；放射性钚在高温下生成，且非常重，不会轻易飞散。对于并非核电站抢修人员的广大公众，高能核辐射的风险是几乎不存在的。目前，日本福岛核电站积水处理困难重重，冷却与防漏工作陷两难，这不免让人更为担心。福岛核电站将含低浓度放射性物质的受污染水排入海中，这些污水的放射性物质浓度是法定限度的约100倍，专家推测，30年后排入海水中的放射性物质将扩散至整个太平洋，但浓度已被稀释的非常低，不会对人体造成影响，但有可能经食物链在鱼类和贝类体内积聚。许多国际组织和国家专家认为，福岛第一核电站目前的状态属于“低烧不退”。不过，出现大爆炸导致大量放射性物质瞬间喷出的可能性不大，可随风或海水远程传播的放射性元素也有限，并非所有放射性物质都能远程传播，只有碘和铯等极少数放射性元素会借风势和海水传播，大气或海水对稀释放射性物质作用很明显。鉴于这些原因判断，核泄漏对周边国家不会有重大影响。因此，对于日本核泄漏事故既不能谈核色变，影响正常的生活和工作，也要关注着事故的发展，必要时采取相应的应对措施。日本福岛核泄漏事故发生后，2011年3月17日，温家宝总理在国务院常务会议上提出，要对现有的核电站进行安全检查，并暂停对核电站建设项目的审批。这说明我国核电站的建设脚步可能暂时放缓，并更加注重安全。参考文献：[1]周涛;李精精;侯周森：《中国核电发展的安全性研究》《华北电力大学学报(社会科学版)》第二期，2011年.[2]程刚：《走进核污染危机下的日本福岛》《新闻战线》第四期，2011年.[3]马武松：《日本核泄漏事件背景下的中国核电》《中国科技产业》第四期，2011年.“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”