我国内陆核电站五个问题的研究

陈　杰，周　涛，周蓝宇

(1．华北电力大学 核科学与工程学院，北京 102206；2．南华大学 核科学技术学院，湖南 衡阳 421001)



我国内陆核电站五个问题的研究

陈杰1，周涛1，周蓝宇2

(1．华北电力大学 核科学与工程学院，北京 102206；2．南华大学 核科学技术学院，湖南 衡阳 421001)

摘要：通过对我国内陆核电站面临主要问题进行分析，结合国内外核电站建设实际情况，从内陆核电厂选址、核废燃料处理、辐射剂量、安全监管及核电站服役周期等方面研究。内陆核电站建设是未来解决内陆能源紧缺的一种途径，但是面临着核废料处理困难、反应堆服役周期长短及人口密度大等问题，切不可照抄照搬。而需要结合我国实际的环境、技术人才、监管制度及人口分布情况，来制定我国内陆核电发展的方案。

关键词：内陆；核电站；辐射剂量；服役周期；核废料

核能是低碳能源，在世界新一轮的能源战略调整中将扮演重要的角色。据IAEA预测，2030年全球核电装机将增加到7.40亿千瓦，2050为11.37千瓦。而我国2014年的核电份额为2.39%，在能源供给中存在很大的增长空间。“十二五”时期，我国完成了AP1000先进技术的吸收及再创新工作，并且研发了具有独立自主知识产权的三代核电机型“华龙一号”，其示范工程在福清也开工建设。核电建设成为未来发展趋势，也因此内陆核电站建设问题再一次处于舆论的浪尖上，通过对内陆核电站选址问题、内陆核电站核废料处理问题、辐射剂量问题、安全监管问题及正常服役周期问题5个问题来研究内陆核电站面临的困境。

一、内陆核电站选址问题

内陆核电站选择厂址问题是控制核电站对周围环境影响的重要因素。目前，我国内陆核电站大多集中在江河地区，如国内在建的内陆核电站湖南桃花江、江西彭泽、吉林靖宇和湖北咸宁。这些内陆核电站按照国家核安全的要求，保护公众和环境不受放射性事故影响，并且核电站要避免发生因外部自然事件或人为因素而导致事故。

湖南桃花江核电站选择了益阳桃江县沾溪乡荷叶山和资水附近区域。这附近区域地质结构稳定，发生地震和自然事故频率很少，符合核安全要求；江西彭泽核电站北临长江，南靠太泊湖，具有丰富的水资源，完全满足彭泽核电厂核电站机组安全厂用水要求13606米3/秒；湖北咸宁大畈核电站，处于湖北东南部，幕阜山区中段，临近富池水库附近，并且通过专家验收了该地地震地质、水文、人口等外部事件。

这些内陆核电站在选择问题上，都考虑了取水问题，它们大部分是采用闭式循环水冷却，将稳定、质量好并且水量丰富作为选址考虑范围；同时，它们也考虑了自然灾害并且附近无危险的化学公司或者汽油工厂，防范了因外部因素造成核电厂潜在的危险。但是据国内相关专家对我国内陆核电站附近居民人口分布，发现内陆13个核电站5公里半径范围内人数都超过1万，具体情况见表1。

表113个内陆核电厂址5公里人口分布情况

内陆核电厂址5Km内人口数量(万)内陆核电厂址数量(个)1～272～323～424～52

鄂湘赣内陆核电站80公里半径范围以内，人口数量平均在600万-700万,相当美国平均人口数量的近5倍。一旦内陆核电站发生事故，如何应急处理公众安全撤离问题，将是对内陆核电站建设一个严峻的考验。

二、 内陆核电站核废料处理问题

目前，国内对核废料处理方式大致分为两种：1．对于低放射性核废料采用焚化压缩固化后装入大型金属罐，然后将其掩埋于浅地层；2．对于高放射性核废料通过从核废料中进行回收再利用或者将高放射性核废料通过冷却、干式储存和处置后将其深埋地下。国家环保总局规定核电站在运行之前，必须向环保总局申请排放量控制在国家规定值以内，因此绝大部分核电厂采用大量的冷却水对核废料进行稀释，如果这一处理方式用的是海水冷却，那么将放射性剂量控制在规定值，对环境影响较少；但是如果是利用内陆湖泊或者江河淡水进行冷却稀释，这将导致这些淡水受到一定放射性污染。前苏联曾经因为考虑核废料处理的经济成本，将核废料直接排入江河湖泊中，导致严重的生态灾难，这些生态环境十几万年都无法自我修复。如果将核废料深埋地下，这些核废料中放射性元素将在衰变中释放衰变热，衰变热将会改变地下介质温度分布，从而可能导致地下一些物质因为放射性辐射发生变化，影响地表结构。

国内的核废料处理技术相对落后，对于一些难度较大的处理技术方面，如高放射废液储存、乏燃料后处理及固化技术，都存在不足。再加之，国内关于核废料处理培养的院校或科研机构相对较少，导致人才欠缺，更谈不上技术提高。我国内陆核电厂又大部分处于河流及江湖附近，这些水资源跟群众生活密切相关，因此必须处理好核废料的问题。如果这些核废料未能及时处理，将严重影响内陆核电站附近的生态环境，并给周围的公众带来严重的心理阴影。

三、内陆核电站辐射剂量问题

核电厂厂址选择对周围受照射影响的群众辐射剂量，在正常运行工况下，以0.25mSv作为剂量限定值进行评价。国内内陆核电厂多数是采用AP1000，AP1000机组从投入商业化生产至今，其一回路冷却水碘的当量浓度为4.4GBq/t I131当量。为解决AP1000个别机组核辐射剂量超标，核岛设计单位与西屋公司合作，设计了优化三废处理系统，以此来降低核废料放射性剂量。根据2011年环境保护部《核动力厂环境辐射防护规定》：内陆核电厂放射性液态应采用槽式排放，且排放口处(除3H、14C外)其他放射性核素的总排放量最大值为100Bq/L，总排放口下游1公里江河内的总β放射性浓度<1Bq/L和3H<100Bq/L。对于内陆核电厂工作所受辐射剂量标准如下表2。

表2工作人员受辐射剂量限值表

照射条件限值(mSv)年有效剂量505年连续平均辐射剂量20眼晶体/年150皮肤及四肢/年500

但核电厂正常运行可能产生的辐射剂量[9]在几个或10几个μSv，跟我国滨海核电厂公众所受辐射剂量同一个数量级。内陆核电厂正常运行情况下，给附近公众的放射性影响低于X光透射所受的剂量。前苏联发生的切尔若贝利核电站事故，导致核电站30Km半径范围受到辐射，这些范围内的公众受到的异常电离辐射。辐射危害具有远期效应，长期的累积会导致受辐射的人员致癌和遗传。

而对于核辐射事故处理又是一项技术性很高的工作，需要深入了解事故原因、危害特性及处理方式，一旦没及时有效处理好核事故辐射，将会引起公众的恐慌，导致社会秩序混乱。

四、内陆核电站安全监管问题

国内核电站辐射环境监测管理，主要依据HAF001《中华人民共和国用核设施安全监督管理条例》和环境保护部通过并修订《核电厂放射性液态流出排放技术要求》，来加强核电站辐射安全监管，并对核电厂选址及质量问题进行监管，以确保核电站安全运行。对于内陆核电站安全监管问题，需要监测放射性液体排放量、放射性气体扩散与非居民住区的控制、人口分布与核事故应急计划及水资源用水安全问题等。国家核安全和质量监管部门，应该加强内陆核电站设备质量，防止不合格的设备被安装在内陆核电厂。一方面通过监管核电厂设备质量问题，确保核电站安装合格，另一方面要监测内陆核电厂正常运行时候的环境，确保核辐射不外泄。

然而在核安全监管方面，与国际水平相比，国内核安全监管能力还存在一些缺陷，监管工作人员数量不足并且缺乏相关的实战经验。国家对安全监管投入经费不高，并且大部分监管人员跟涉及核利益相关的公司人员联系。同时，据环保部核与辐射安全中心数据表示2009年，国内每个核电机组监管工作人员平均为3.8人，只是国际水平的1/10。国内每台核电机组的监管费用36.44万美元，而美国是788万美元，存在严重不足的经费问题。

五、内陆核电站正常服役周期问题

目前，全球大部分运行的核电站设计服役周期为30-40年，而国内第一座核电站秦山核电站设计服役周期为30年，目前已经商运24年。中核运行公司为了可能延长秦山核电站服役周期，专门成立了相关的组织机构来开展秦山核电站延寿项目工作。然而，福岛事故却给国内核电站延寿敲了一次警钟。东京电力本应在2010年就应该废除福岛核电站相关的6个反应堆，但是向国家申请延长福岛核电站服役周期20年。当核电站服役周期到期后，如何处理停止核电站，这将是内陆核电站建设后面临重大问题。核电站拆除工作在停堆后30-50年后进行，这段时间将耗费大量财力在反应堆放射性材料外泄的维护上。当核电站拆除后，旧有厂址如何再一次利用，必须经过国家环保部门严格的监测后处理或净化，这又将是一段漫长的时间等待。

内陆核电站服役周期结束后，其拆除的费用和后期维护费用将直接影响它之前运行的经济成本。德国准备拆除的维尔加森核电站费用高达7亿元欧元，这个费用是该核电站建设成本的3.5倍。如果还考虑到对核电站附近环境的影响，那么这个费用将无法估计。

六、结论

通过对内陆核电站面临的5个问题进行研究分析，当前中国不适宜快速发展内陆核电，虽然内陆面临着能源紧缺问题，但内陆核电站运行将对环境造成一定的影响，特别是核电站建造周期较长而且服役周期结束后，核电站的拆除工作及维护费用巨大。若要实现内陆核电稳步发展，要充分调研国内外发达国家在内陆核电建设的经验，切不可照抄照搬。然后，结合我国实际的环境和人口分布情况，来制定我国内陆核电发展的方案。

参考文献：

[1]赵小辉，等．内陆核电发展形势分析[J]．南华大学学报(社会科学版)，2012(3).

[2]张晓鲁．我国内陆核电站选址问题的研究[J]．中国电力,2005(9).

[3]薛静．对核电站的安全、选址问题的研究[D]．广州：华南理工大学，2012．

[4]赵成昆，徐玉明，等.内陆核电厂需关注的问题及不同类型核电机组的适宜性分析[C]．全国内陆核电站与辐射安全学术讨论会，2009．

[5]王亦楠．内陆核电能否重启 十个关键问题不容回避[N]．中国经济周刊，2015-10-13．

[6]马骏彪，韩买良．核电站废料处理技术[J]．华电技术，2009(12).

[7]张丽华．我国核废料管理的困境与对策研究[D]．南昌：东华理工大学，2013：6.

[8]王文敬，洪晓楠．核电站超时服役与日本福岛核电危机的反思[J]．文化学刊,2012(4).

[9]李建华，黄郑华．核辐射事故及其应急救援的特点[J]．辐射防护通讯,2005(5).

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[11]杨泽泉．论核电站的建设质量与安全监管[J]．经营管理,2011(18)．

[12]朱立新，刘宇,等．内陆核电厂发展状况与安全监管探讨[J]．核安全,2011(3)．

[13]宋明强，周涛,等．中国内陆核电站发展可行性及时时机研究[J]．华电技术,2013 (12).

[14]周涛，宋明强．新常态下中国能源安全观刍议[J]．华北电力大学学报(社会科学版),2015(2).

[15]陈杰．内陆核电，我们应知道的那些事[N]．核电纵横,2015-10-19.

(责任编辑：李潇雨)

Research on China′s Inland Nuclear Power Plant Five Questions

CHEN Jie1，ZHOU Tao1，ZHOU Lan-yu2

(1．School of Nuclear science and Engineering，North China Electric Power University，Beijing 102206，China；2．College of nuclear science and technology，University of South China,Hengyang 421001，China)

Abstract:Combined with some of the reasons of the accident abroad，the research is on the main problems facing China′s inland nuclear power plant．According to inland nuclear power plant siting，spent nuclear fuel processing，radiation dose，safety supervision and nuclear power plant service period，inland nuclear power plant construction is the tendency to solve the energy shortage in inland.Through the actual environmental，technical personnel and our population distribution，China should develop inland nuclear power development．We have to developed our inland nuclear power development plan．

Key words:inland;nuclear power plant;radiation dose;service period;nuclear waste

收稿日期:2015-12-20

基金项目：中央高校基本科研业务专项资金项目(项目编号：2014BJ0086)；国家重点实验室开发课题(项目编号：2014BJ0041)。

作者简介：陈杰，男，华北电力大学核科学与工程学院硕士研究生；周涛，男，华北电力大学核科学与工程学院教授，博士生导师。

中图分类号：F407.2

文献标识码：A

文章编号：1008-2603(2016)02-0001-04

● 能源与环境问题研究