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匹夫有责,核安全永远在路上
——专访于俊崇院士

2019-01-03白佳

中国核电 2019年1期
关键词:核事故核电厂核电

《中国核电》:从20世纪50年代世界上第一座核电厂建成,核安全的概念就已经诞生。经过几十年的发展,这一概念也在不断发展、完善。关于核安全的解释,请您详细谈谈。

于俊崇:关于核安全有几种不同的定义。IAEA发布的《安全术语》中的解释是:实现正常工况运行,防止事故发生或减轻事故后果,从而保护工作人员、公众和环境免受不当的辐射危害。《注册核安全工程师岗位培训丛书——核安全综合知识》中的定义是:在核技术的研究、开发和应用各阶段,或在核设施的设计、建造、运行和退役各阶段中所产生的辐射,对从业人员、公众和环境的不利影响降低到可接受的水平,从而取得公众的信赖,所采取的全部理论、原则和全部技术措施及管理措施的总称。我国环保部发布的《核安全文化政策声明》中是这样定义的:核安全是指对核设施、核活动、核材料和放射性物质,采取必要和充分的监控、保护、预防和缓解等安全措施。防止由于任何技术原因、人为原因或自然灾害造成事故,并最大限度地减少事故情况下放射性后果,从而保护工作人员、公众和环境免受不当的辐射危害。

英文中可译成“核安全”的说法有三种:Nuclear Safety,Nuclear Security和Nuclear Safeguards,但它们的概念是不一样的。比如,2015年4月1日在美国华盛顿召开的第三次核安全峰会,我国习主席和世界多国元首都参加了,会议的会标并不是我们所讲的核安全Nuclear Safety,而是用Nuclear Security。

具体来讲,Nuclear Safety我们一般直接翻译成“核安全”,更准确的提法应是Nuclear and radiation safety——核与辐射安全。通常指从保护公众和环境不受放射性危害出发采取措施确保核设施和核活动正常运行、核材料有效防护、防止核事故发生、限制事故后果。主要是指相关核技术安全。Nuclear Security,准确来讲是“核安保”。是防范恐怖分子获取核材料,保护核材料、核设施、核活动不受破坏。对于核材料在使用、储存和运输过程中非法获取或转运,蓄意破坏等恶意行为采取预防、探测和响应等措施。Nuclear Safeguards,准确来讲是“核保障(防护)”。本质上是一种国际核查机制,以防止核武器扩散为基本目的。当事国根据承诺将自己全部或部分核活动和核材料,交由国际原子能机构核查。完整的核安全的定义就是这三部分内容的总和。

核安全作为一个概念,它是有自己的文化内涵、技术内涵和政治内涵在内的。

有关文化内涵,即核安全文化,是指各有关组织和个人以“安全第一”为根本方针、以维护公众健康和环境安全为最终目标,达成共识并付诸实践的价值行为准则和特性的总和。其内涵包括三个基本要素和八大原则。

三个基本要素是:对核安全的态度,即核安全理念和价值观;对核安全的认知,即对核设施、核活动、核材料和放射性物质等方面的知识、理论等的认识;体现为核安全行为,即对与核安全有关的行为活动。

八大原则是:核安全人人有责;领导层以行动兑现对核安全的承诺;信任充满整个组织;决策体现安全第一;核技术的独特性必须得到论证和认可;培育质疑的工作态度;倡导学习型组织;核安全能接受持续的检验。

核安全文化的概念是在1986年切尔诺贝利核事故之后,由国际原子能机构国际安全咨询组提出的。这是对三哩岛核事故和切尔诺贝利核事故产生原因及解决措施最根本的总结。此后核安全文化理论不断地深化,已成为从事核活动一个基本要求和基本原则。要求各相关组织和个人必须将核安全意识内化于心,外化于形,让安全高于一切的核安全理念成为全社会自觉行动。

有关技术内涵,就是从技术上保障核安全。它包含的内容丰富,但总括起来有下列几方面内容:核设施、核活动的安全设计技术;核材料生产技术、“核三废”处理技术;核辐射防护技术、核安保技术;严重事故安全管理及核应急技术;防核武器伤害和反击技术;核技术的和平利用。

至于政治内涵,过去,我们总把“核安全”作为技术层面的问题来看待。2015年7月1日,十二届全国人大第十五次会议通过“国家安全法”并自公布日起立即生效之后,再也不能把核安全仅当作核领域的技术问题了。因为国家安全法明确将核安全作为国家安全体系组成部分写入其中,包含和平利用国际合作、防核扩散,加强核设施、核活动、核燃料的安全监管,加强核应急,加强防范核攻击以及核反击能力等内容(详见国家安全法第二章第三十一条)。

早在2014年4月15日,习总书记在中央国家安全委员会第一次会议上,首次提出将核安全纳入国家安全体系,习总书记说:要构建政治安全、国土安全、军事安全、经济安全、文化安全、社会安全、科技安全、信息安全、生态安全、资源安全、核安全于一体的国家安全体系。

因此,对核安全的重要性必须从国家安全战略层面的新高度来认识核安全、对待核安全,它已不是过去狭义的理解内容,而应看作是国家发展与安全相关的核问题的总称,是国家安全体系的重要组成部分。

核安全不仅是国家层面的事情,更是关系到我们每个人。《中华人民共和国核安全法》的出台实施,表明国家对核安全有更高、更广、更深的要求。作为中华人民共和国的公民,有义务为国家核安全贡献自己一份力量。从自己做起,努力提高核知识水平和核安全文化素养;努力提高专业技术水平,为国民经济发展、广大人民健康幸福和国家安宁,提供最先进的核技术和核安全保障技术。

《中国核电》:这几年,我们核能行业在公众沟通方面做了很多工作。我们也了解到,绝大部分公众其实最关心的就一个问题,也是一个老生常谈的话题:核电厂安全吗?对此,请您谈谈。

于俊崇:核电厂到底安不安全?这是一个不会有统一答案的问题。当今世界,核安全和其他任何安全一样,是一个相对的概念,而且是有条件的,例如人走路、乘车等。但有人强调要绝对安全,这是不现实的。比如三代核电堆芯融化概率为10-6,而不是10-∞;再者,核安全技术和其他任何事物技术一样,都是在不断发展的。新的先进安全技术,肯定比现行在用的安全技术更安全;此外,在核知识普及到每一个人之前,恐核的一定大有人在;即使核知识普及到了每一个人,但总有个别人脑子内存在一些假设的问题,因时间和经济等方面原因而无法证明他假设的问题是不存在的,或证明即使发生事故安全也是可控的。

这是不是就表明,核电站是否安全就没有答案呢?答案是有的,即:“绝对安全”的核电站是没有的,但包括目前在役核电站在内的所有二、三代核电站的事故安全是绝对可控的。

为了简化我们对这个话题的讨论,我想把问题集中在目前最典型的堆型——压水堆。比如被淘汰的石墨慢化、无安全壳的切尔诺贝利核电厂反应堆不在讨论之列,目前正在我国发展的其他堆型,如高温气冷堆、快堆等也不在讨论之列。至于在内陆建压水堆到底安不安全,这从技术上是讨论不清楚的,我们也不讨论。

为了说明我的观点,我分析几个事例,用事实来说话。

我们先从福岛核事故看核电的安全性。福岛第一核电厂1、2、3号机组在九级大地震后超过10米的大海啸下,发生了严重核事故,反核人士从中得出“核电不安全”的结论,我们国家也即令停建一切核电厂,一停就是两年多,而且曾命令再也不准用二代核电技术。福岛第一核电厂1、2、3号机组在极端自然灾害中受到重创,说明它们存在某方面的缺陷,如果根据这个(些)缺陷就可否定这个堆型,就像否定前苏联切尔诺贝利核电厂石墨水冷无安全壳反应堆那样,未免太简单化了。我从这次事故中看到二代核电技术是安全的,理由有这么几点:

第一,“3·11”特大自然灾害发生时,当时在震区有15台机组(全部是沸水堆),灾难发生时有11台机组在功率运行,另4台停堆维护或换料。运行的机组地震来临时,都能及时停堆,应急电源都能及时启动,供电冷却堆芯直到47分钟后大海啸来临,1、2、3号机组应急供电系统被摧毁,其机组又无其他可用备用电源,从而导致严重事故发生。其余8台运行机组因有可靠的备用电源、或自身应急电源可靠(或经抢修修复),使8台机组仍能得到冷却而安然无恙。这也就是说,导致事故根本原因,不是核电机组本身,而是缺少可用的附件——备用电源或应急电源。——这就是我前面说的福岛第一核电厂1、2、3号机组存在的缺陷。

第二,检讨第一核电厂1、2、3号机组失去应急且无可靠的备用电源原因,不是技术上不可达,也不是不知道(这3台机组)存在这个缺陷,而是业主存在侥幸心理,以及管理当局对安全意识的淡薄所致,首先对“严重事故管理”所分析的高海啸水位结论,不予重视,认为仅是一种分析模型而已;另外认为第一核电厂共有6台机组,备用电源可以做到相互备用,而忽略了共轭失效的可能。所以日本国会独立调查委员会认为该事故原因不是“天灾”而是“人祸”。

根据以上情况,我们能说二代(二代+)核电技术是不安全的吗?如果还有疑问的话,我们再看看对在役核电厂的压力测试。

福岛核事故发生后,世界各国对现役核电厂进行了严格的安全大检查或称为“压力测试”,目的是根据福岛核事故教训评价在役核电厂的安全性和耐受性,以对它们的安全裕量进行再评价。评价内容包括:对地震、海啸、山洪和极端气象等自然条件的承受能力;对电源丧失、热阱丧失或两者叠加情况下可能导致的后果以及严重事故管理情况。检查(或叫压力测试)结果表明,所有核电厂都有足够安全水平,没有需要立即停运的。但有些核电厂需要采取一些措施增加对多种超规模自然灾害叠加情况的耐受性,如像秦山一期增加海堤高度之类措施等。根据以上情况,我们能说在役的二代技术核电不安全吗?

其实,福岛事故之前的三哩岛核事故和切尔诺贝利核事故,事故的起因也都不是纯核电厂的技术原因引起的。三哩岛核事故是由于维修质保不到位,导致给水系统故障,在操纵员的误判下导致事故发生;切尔诺贝利核事故是由于操纵员违反操作规程引起的,在设计存在缺陷的情况下,操作人员做试验时,切除了不应该切除的核保护,导致堆功率急速上升,燃料棒熔化,石墨起火,冷却水急速升温、汽化而产生爆炸,大量放射性物质外泄。

通过上述对核电事故的剖析,我想说明除切尔诺贝利核电厂反应堆存在技术缺陷外,其他属压水型核电厂反应堆。发生事故的原因,并不是技术不成熟或存在明显缺陷,而是由于人为失误造成的。也就是说现行核电厂技术上是安全的。

但是话又说回来,如果把安全依托在使用者不能发生人为失误基础上,决不能认为是完美无缺的产品。所以我们在讲二代核电是安全的同时,并不反对在二代的基础上,进行安全性技术的合理的改进提高,如二代+、三代核电的出现,还要发展第四代核电。目的就是让核电厂即便发生人为失误也能保障核电站安全,也能保障不对人类和环境造成不应有的危害,这就是前面说的事故绝对可控。另外,为了尽量减少人为失误,三哩岛和切尔诺贝利核事故以后,人类发展了很多核安全软技术,一直在核电设计、建造、运行和管理中执行,如人因工程、PSA、仿真、质量管理和安全监管、严重事故管理、事故应急等技术。也就是并没有坐视人为失误对安全的危害,但是如果把人为失误可能造成事故的产品就称作不合格产品而淘汰,那人类还能有文明吗?

我们再从核电厂长期运行对环境影响看安全性。我们讨论两个问题,一是释放的“三废”长期积累是否会对环境产生不利影响,二是核电厂温排水是否对环境产生不利影响。

先来看看“三废”问题。核电厂的“三废”,按放射性剂量水平分为高、中、低三级,分级按规范标准管理,只有低放废物才能向符合排放条件的环境释放,而且年排放对周围居民产生的辐射剂量不得超过0.25 mSv,是国家规定每个人年正常受照剂量的1/4,相当于一个人一年每个月做一次胸透的剂量。对于所产生的高放、中放,国家有具体的浓缩、封装、运输和存储标准,不对当地居民和环境构成危害。

国内外都有运行多年的核电厂,事实证明长期运行对环境和居民不构成不利影响。以秦山核电厂为例,经近20年监测,核电厂周围居民年增加照射剂量小于0.1 mSv/人·年,还不到国家规定限值(0.25 mSv/人·年)的2/5,相当于一个人北京-欧洲乘飞机往返一次所受剂量。其实核电厂厂址选择是有很多严格要求的。大气扩散能力是其中之一,国家安全部门批准建核电厂就说明能保证长期运行下环境安全。

其实,在人们日常生活中,核辐射是无处不在的,大多都高于核电厂给周围居民带来的水平。例如,我们住的土坯砖房,年辐射剂量为0.75 mSv;我们每天吃的粮、蔬菜、水和空气,年辐照剂量为0.25 mSv,体检一次为0.01~0.02 mSv,等等。

据美国研究表明,核电厂排放的放射性剂量远小于燃煤电厂所排放的放射性剂量:一个百万千瓦燃煤电厂,厂区所在地经受的辐射剂量是同样功率核电站厂区的一百倍,80 km外辐射剂量是核电厂的30倍;1982年全年燃煤电厂造成的放射性物质排放量,是三哩岛核电厂事故释放的放射物质的155倍。

联合国原子辐射影响科学委员会(UNSCEAR)2017年2月份的一份报告中称,“为应对气候、环境、资源和经济,政策的挑战,各国都在研究、比较不同发电技术对公众环境和工作人员带来的影响,而其中核辐射仅为诸多因素中的一种”。该委员会以1993年公布的材料为例:在发电造成的放射性总剂量中煤电贡献一半,核电贡献五分之一;委员会还以2010年为参考年,对单位发电量导致的受照核辐射剂量进行评估,得出结论是:在短期内煤电为0.7~1.4人·Sv/GW,核电为0.43人·Sv/GW,两者不相上下。

以上国内外数据足以证明,人们无需担心核电厂长期运行会对周围环境放射性剂量产生不利影响。

再来看看核电厂温排水是否对环境产生不利影响。所谓温排水,是指核电厂的冷却水。长期排放对周围环境的不利影响问题是设计核电厂必须要考虑的问题,而且是容易解决的。以大亚湾核电厂为例,年排温水2 910×105m3/a。采用卫星遥感和船舶容器测量方法,1997—1999年期间每年从12个取样点采样4次,检测其温度和盐分分布。检测表明,冬春季(11月至第二年3月)热羽区分布于核电厂几公里范围,温度较远海仅高1.5 ℃;夏秋季,热羽区范围的核电厂周围8~10 km,温度变化仅1 ℃。由此可见,通过合理设计,核电厂温排水效应几乎不存在。国外,有利用温排水为民造福,产生经济效益的事例,使核电厂总效率由36%提高到48%。

为什么福岛核事故后国内反核热潮一度居高不下?福岛事故后,国内掀起的反核声音中,有些我认为对核电知识不了解,因而造成误解甚至恐慌。例如,有位科学家在核协会年会上、在报纸上发表文章说:“核电厂太危险,全世界四百多座核电厂,就有3座出了大事故,概率接近1%……”还说什么“核电厂核反应控制要求太高,是毫秒级的,一不小心就会出问题……”。还说乏燃料就是核弹,弄不好就会爆炸等诸如此类的。

上述论点,对我们业内人士来说,是一个笑话。但之所以把谬误当真理,是因为对核电厂的知识不了解,或一知半解造成误解。由此可见,想在我国发展核电,普及核电知识不仅必须,而且刻不容缓!

反核的另一个因素可能是跟经济利益有关。2015年8月,我应邀去了一次浙江苍南县,那里的海湾和地质条件是核电厂的优良厂址,浙江省和温州市政府积极推动在此建三代技术核电站。但当地老百姓非常反对,他们除担心长期运行影响环境安全外,最现实的影响是他们的利益。他们认为占地拆房虽然得到赔偿和安排,“可那是我们子子孙孙所赖以生存的资源,谁去补偿他们呢?”这些问题现实且具体。

站在农民立场上我认为有一定的合理性,因为占用了他们的田地、森林和水域,是他们祖祖辈辈、子孙后代赖以生存的基础,仅用有限的钱是无法补偿的。解决的办法是占用期间让利于民,退役以后还清洁的田地、森林和水域于民。但该问题不仅属于技术问题,更主要的是属于国家政策问题,在此不详细讨论。

通过以上两点实例,说明目前社会反核原因是多方面的,既有认识问题,也有社会利益问题。当然,认识问题应是主要的。不过,为了确保核电安全,光解决认识问题和利益问题是绝对不行的,必须从三方面共同平衡努力,且缺一不可:

第一,政府须严格监管。《中华人民共和国核安全法》的实施出台,使核安全监管有国家大法,核安全更有了保障。

第二,业主须严格执法、周密管理。这方面有一系列法规、标准和规程、条例。

第三,设计者须采用成熟、先进的、更安全的核电技术。目前,我国自主研制的并大力推行的三代核电——“华龙一号”,就是最好的证明。

【专访小结】

1)核技术是国家安全的基石,发展国民经济的基础,绝不是可有可无。

2)核安全不仅仅是技术问题,同时也是一种文化,一种素养。更是政治,是国家安全战略一部分。因此,确保核安全,匹夫有责。

3)当前在役的二代核电厂都是安全的。三代在二代基础上增加了许多安全措施,使安全性进一步得到提高。

4)和其他安全一样,“核安全”永远是一种相对的概念,二代、三代核电都是如此,但事故风险是绝对可控。对待核安全最正确的态度是:在追求技术进步的同时,严格执行规范标准和核安全监督,是确保核安全最有效的措施。

5)核行业虽然事故风险极低,但一旦发生事故危害后果严重,所以政府监管、营运者管理和设计者措施,三者必须共同努力,对待涉核安全,必须慎之又慎。

6)让我们大家都努力提高自己的核安全文化素养。内化于心,外化于行,这是确保核安全的基础。

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