如何保證核電廠的環(huán)境安全

曲靜原

中國核電廠分布圖

伴隨著世界人口的增長和生活水平的提高，世界對能源的需求飛速增長。傳統(tǒng)化石燃料在燃燒過程中將大量的二氧化碳排放到大氣中，導(dǎo)致氣候變暖。為避免氣候變暖可能給人類文明和地球上的生命帶來災(zāi)難性影響，核能是最現(xiàn)實(shí)的大規(guī)模替代能源。

自上世紀(jì)50年代第一座核電廠運(yùn)行以來，人類利用核能發(fā)電已有半個多世紀(jì)歷史。2008年，全世界共有439臺運(yùn)行核電機(jī)組，總發(fā)電量約占世界總發(fā)電量的14%。

中國大陸第一座核電廠——秦山核電站于1985年3月20日開工建設(shè)。目前，中國大陸投入運(yùn)行的核電廠有6座，共11臺核電機(jī)組，總裝機(jī)容量為910萬千瓦。2008年，核電發(fā)電量692億千瓦時，約占全國總發(fā)電量的2%。

中國核電廠分布圖

當(dāng)前，中國核電進(jìn)入批量化、規(guī)模化發(fā)展的新階段，為世界所矚目。按照中國《核電中長期發(fā)展規(guī)劃(2005～2020年)》，到2020年，在運(yùn)行核電裝機(jī)容量4000萬千瓦，在建核電裝機(jī)容量1800萬千瓦。按目前的實(shí)際發(fā)展態(tài)勢來看，未來10年中國大陸的核電規(guī)模很可能超過上述規(guī)劃目標(biāo)。

在正常運(yùn)行的情況下，核電廠對周圍公眾產(chǎn)生的輻射劑量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于天然本底(自然界本來就存在的輻射劑量)的輻射水平，對環(huán)境和公眾的輻射影響微乎其微。大量的研究和調(diào)查數(shù)據(jù)表明，核電站對公眾健康的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于人們?nèi)粘Ｉ钪兴?jīng)常遇到的一些健康風(fēng)險，例如吸煙和空氣污染等等。因此，核電站在正常運(yùn)行情況下的環(huán)境安全性已被人們所廣泛接受。

然而，在發(fā)生嚴(yán)重事故的情況下，從核電廠釋放出來的放射性物質(zhì)可能對環(huán)境和公眾造成重大后果。1986年4月26日，前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電廠發(fā)生災(zāi)難性事故，大量放射性物質(zhì)釋放到環(huán)境。為避免周圍居民受到高劑量的輻射照射，事故發(fā)生后11.6萬人從周圍地區(qū)緊急撤離。放射性物質(zhì)的釋放導(dǎo)致前蘇聯(lián)領(lǐng)土、北歐和東歐的廣大地區(qū)受到放射性污染。雖然此次事故對公眾產(chǎn)生的直接歸因于輻射照射的健康影響是有限的，但其導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)代價和社會代價非常巨大。

縱深防御與應(yīng)急響應(yīng)

縱深防御是核電安全的基本原則，指的是前后依次設(shè)置的多層次安全保護(hù)，其目的是保持核電廠的功率控制、燃料冷卻和放射性物質(zhì)包容這三個基本安全功能，并有助于確保環(huán)境和公眾的健康與安全。

第一個保護(hù)層次是將核電廠保持在正常的運(yùn)行工況范圍內(nèi)；第二個層次是在反應(yīng)堆的運(yùn)行偏離正常范圍的情況下做出響應(yīng)，包括恢復(fù)到正常狀態(tài)或者停止運(yùn)行；第三個層次是在上述兩個層次的防御措施失效的情況下，采取另外的措施防止異常工況發(fā)展為事故；第四個層次是在事故已經(jīng)發(fā)生的情況下，采取緩解措施，防止核電廠發(fā)生嚴(yán)重的損壞；最后一個保護(hù)層次是在發(fā)生嚴(yán)重事故的情況下，采取措施使電站工作人員和周圍公眾不會受到過量的輻射照射。

德國南部施韋因富附近的核電廠 攝影/CFP/CFP

為了防止反應(yīng)堆堆芯中的放射性裂變產(chǎn)物的外泄，在工程上設(shè)置一系列實(shí)體屏障，只有在這些屏障依次失效之后，放射性物質(zhì)才可能釋放到環(huán)境中。對于目前世界上主流的以輕水作為冷卻劑的核電廠(如大亞灣核電廠)來說，防止放射性物質(zhì)釋放的實(shí)體屏障包括燃料結(jié)構(gòu)基體、燃料包殼、反應(yīng)堆冷卻系統(tǒng)邊界以及安全殼系統(tǒng)。

通過不斷的設(shè)計(jì)改進(jìn)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的積累，目前的核電廠已經(jīng)能夠達(dá)到很高的安全水平。但是，核電運(yùn)行的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，目前還不能完全排除發(fā)生嚴(yán)重事故的可能性，為了在萬一發(fā)生嚴(yán)重事故的情況下，保障周圍公眾的健康與安全，使其免受或少受輻射照射的影響，核電廠營運(yùn)單位和地方政府必須制定應(yīng)急計(jì)劃，并在此基礎(chǔ)上做好相應(yīng)的應(yīng)急準(zhǔn)備工作，目的是能夠快速采取有效的應(yīng)急防護(hù)措施，將公眾可能受到的輻射照射降到最低的水平上。應(yīng)急防護(hù)措施包括隱蔽、撤離、服用穩(wěn)定碘片以及食物控制等。

中國的核應(yīng)急工作實(shí)施國家、省市自治區(qū)和核電廠三級管理體制。國家核安全法規(guī)要求核電廠在裝料運(yùn)行前必須制定全面的應(yīng)急響應(yīng)計(jì)劃和進(jìn)行應(yīng)急演習(xí)，在核電廠運(yùn)行之后，還要以一定的時間頻度進(jìn)行應(yīng)急培訓(xùn)和應(yīng)急演習(xí)，以發(fā)現(xiàn)應(yīng)急響應(yīng)準(zhǔn)備工作中可能存在的缺陷。

由于核電廠對地方經(jīng)濟(jì)的拉動作用，中國目前核電廠周圍規(guī)劃限制區(qū)的人口機(jī)械增長明顯。如何有效地控制規(guī)劃限制區(qū)中人口密度，使之不會妨礙應(yīng)急防護(hù)措施的有效實(shí)施，是核電廠所在地區(qū)地方政府所面臨的一個具有普遍性的挑戰(zhàn)。在這個方面，還有待于進(jìn)一步完善立法，同時制定科學(xué)、現(xiàn)實(shí)可行的實(shí)施辦法。

德國格拉芬萊因費(fèi)爾德，格拉芬萊因費(fèi)爾德核電廠。 攝影/Ralph Orlowski/Getty Images/CFP

核安全監(jiān)管與核安全文化

核安全監(jiān)管是保證核電安全的一個非常重要的環(huán)節(jié)。有效的核安全監(jiān)管依賴于清晰的核安全理念、明確的核安全監(jiān)管原則、強(qiáng)有力的安全許可制度、全程有效的現(xiàn)場監(jiān)督檢查、先進(jìn)和完善的技術(shù)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)、有效的事件分析與經(jīng)驗(yàn)反饋機(jī)制以及高素質(zhì)的監(jiān)管隊(duì)伍。

《民用核設(shè)施安全監(jiān)督管理?xiàng)l例》規(guī)定，中國實(shí)行核設(shè)施安全許可證制度，由國家核安全局負(fù)責(zé)制定和批準(zhǔn)頒發(fā)核設(shè)施安全許可證件。

核電廠的許可證按廠址選擇、建造、調(diào)試、運(yùn)行和退役五個主要階段申請和頒發(fā)。對于每個階段都具體規(guī)定了申請?jiān)S可證所必須滿足的條件。例如，對于廠址選擇，在國家有關(guān)部門批準(zhǔn)核電廠可行性報告和批準(zhǔn)營運(yùn)單位申請的廠址之前，必須從環(huán)境保護(hù)部獲得核電廠廠址選擇審查批準(zhǔn)書和核電廠環(huán)境影響評價報告(可行性階段)批準(zhǔn)書。

面對當(dāng)前核電大規(guī)模發(fā)展的形勢和多種堆型核電廠的現(xiàn)狀，中國的核安全監(jiān)管體系正在已有的基礎(chǔ)上，從法規(guī)管理體系、人員隊(duì)伍和監(jiān)管技術(shù)手段等方面積極加強(qiáng)建設(shè)。

世界核電的運(yùn)行史表明，核能是清潔、安全的能源。在正常運(yùn)行的情況下，核電廠對環(huán)境和公眾的輻射影響微乎其微。盡管目前的核電廠具有很高的安全水平，但仍不能完全排除發(fā)生嚴(yán)重事故的可能性。一旦發(fā)生嚴(yán)重事故，從核電廠釋放出來的放射性物質(zhì)可能對環(huán)境和公眾的健康與安全造成重大的后果。為預(yù)防事故的發(fā)生和緩解事故的后果，必須在核電廠的設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)行和核安全監(jiān)管等方面貫徹“安全第一”的原則。要大力加強(qiáng)核安全文化的建設(shè)，全面提高核安全相關(guān)人員的核安全文化素養(yǎng)。這是世界核能發(fā)展所取得的寶貴經(jīng)驗(yàn)，也是保證中國核能順利發(fā)展，并實(shí)現(xiàn)保護(hù)環(huán)境、保護(hù)公眾的目標(biāo)的根本所在。