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从三次世界严重核事故中浅谈中国的核电安全

2020-09-05姜冬雪

科学导报·学术 2020年78期
关键词:核事故

姜冬雪

【摘 要】核能是安全、高效、清洁的能源,是解决环境和气候变化问题的最优选择,然而一旦发生核事故,将造成社会巨大恐慌。本文通过回顾1979年的美国三哩岛核事故、1986年的苏联切尔诺贝利核事故、2011年日本福岛核事故的起因,总结世界上三次严重核事故的共同点,从核电安全理念和设计原则、国家核安全监管体制、国家核电安全法规等方面分析中国的核电安全发展现状,以及纪检机构在核电安全中所起到的监督保障作用,进而提高公众对核电安全的信心。

【关键词】核事故;核电安全;纪检监督

2017年,党的十九大报告中指出,“坚持人与自然和谐共生,必须树立和践行绿水青山就是金山银山的理念”,“坚持节约资源和保护环境的基本国策”。如何促进核能的开发利用和核电安全、保护生态环境的和谐,是亟待面对的问题。

1.世界上三次严重核事故的起因

1.1美国三哩岛核事故

1979年3月28日,美国三哩岛核电站2号机组发生了美国商用核电历史上最严重的一次事故,是人为因素占主导地位的事故。

三哩岛核电站2号机组的3名运行人员在维修净化给水离子交换系统时,忙于把7号凝结水净化箱内的失效离子交换树脂输送到树脂再生箱,用水和压缩空气冲洗捣碎混床内结块的树脂,冲洗的水通过一个因故障卡开的逆止阀进入汽动系统,进而导致净化给水系统所有隔离阀关闭,凝结水的断流立刻引起主给水泵等跳泵,此时虽然3台用于事故期间的辅助给水泵自动启动,但有2条给水管线阀门仍旧关闭(事故发生前最后一次试验中关闭,试验结束未打开),因此没有冷却水进入蒸汽发生器。事故发生14s后,操作员发现辅助给水泵正在运行,却未能发现给水管线阀门关闭;后又未能对稳压器内水位的上升和下降过程原因做出明确判断,误认为一回路产生气泡将水排挤到稳压器造成的水位上升是系统中有足够的水而没有意识到实际上堆芯内的水已急剧蒸发,反应堆芯正逐渐裸露,误认为一回路冷却剂降温体积收缩造成的水位下降是停堆恢复过程正常。由一个最初普通的设备故障演变成堆芯熔毁的严重事故。

1.2苏联切尔诺贝利核事故

1986年4月26日,苏联切爾诺贝利核电站4号机组发生堆芯熔化、反应堆厂房和汽轮机厂房被毁,大量放射性物质外溢,这是核电历史上最严重的事故之一,属于反应性引入事故。

切尔诺贝利核电站4号机组进行旨在提高核电站应对全厂断电所带来的孤岛运行工况恢复能力的实验,在实验过程中,控制室推迟了汽轮机脱扣的时间,此时4号机组违反运行规程,在未连接应急堆芯冷却系统的状态下继续运行;电力调度负责人为维持电力供应需求,不允许反应堆降低到正常实验应该保持的30%,而是使4号机组在50%功率水平上维持运行9个小时;待操作员得到许可降低功率时,因失误而未将一个控制器复位,导致4号机组功率直降至1%;此时操作员仍试图完成实验,几乎抽出所有堆内控制棒以提升功率至7%;后手动调节从汽轮机返回的水,却始终没能得到与功率相匹配的流量;为避免停堆造成的实验失败,操作员切断大量紧急停堆信号。实验4s内反应堆功率急剧上升到满功率的100倍,致使反应堆被彻底摧毁。

1.3日本福岛核事故

2011年3月11日,发生在西太平洋的地震引发了海啸,造成日本福岛第一核电站多机组发生堆芯熔化、氢气爆炸、厂房被毁、放射性物质外溢的严重核事故,属于外部灾害引发的核事故。

日本东北太平洋海域发生里氏9.0级的地震,地震震中距日本海岸约130千米,此次地震超出了福岛核电站反应堆保护系统的设定阈值,地震引发的海啸波在震后40分钟到达福岛第一核电站,防护最大5.5米波高设计的防波堤未能抵御第二波高度14-15米的海啸波,海水淹没并破坏水泵和电机,涌入反应堆厂房、汽轮机厂房和柴油发电机厂房等建筑物,破坏内部电器和机械设备。强震和强海啸导致福岛第一核电站反应堆压力容器和安全壳受损,1号、3号、4号机组氢气爆炸,反应堆厂房被毁;事故处理中向反应堆注入海水,造成主要部件被海水腐蚀,1号-4号机组全部报废。对于福岛核事故,最严重的是由于地震海啸和核事故造成的心理和社会问题,在生态环境方面,目前尚未在动植物中观察到直接辐射造成不良效应的情况。

1.4三次核事故共同点

三次世界严重的核事故虽然起因各不相同,但存在一定的共同点。一是都采用的是早期第二代核电厂技术。在概率安全分析理论中,衡量一个核电站安全性主要有两个指标:堆芯损坏概率和大量放射性释放概率。发生事故的三座核电站采用的技术是20世纪60-70年代的第二代核电技术,堆芯损坏概率和大量放射性释放概率分别是10-4/(堆年)和10-5/(堆年),而第三代核电技术可以达到10-5/(堆年)和10-6/(堆年),部分(如“华龙一号”)能达到10-6/(堆年)和10-7/(堆年)。二是都存在核电厂核安全管理、监管缺陷。三次严重核事故都存在核安全意识淡薄、应对突发事故能力欠缺的问题;由于核的高风险性,需要独立的核安全管理机构对设计、建造、安装、运行、退役等整个过程进行独立的安全监管,然而三次严重核事故中,美国核管会监管不到位、苏联根本没有核安全管理机构、日本原子能保安院隶属经济产业省缺乏必要的独立性。

2.中国的核电安全

核安全是核电发展的生命线。通过吸取三次世界严重核事故的经验教训,始终遵循“安全高效发展核电”的核安全理念,始终贯彻“安全第一、质量第一”的根本方针,形成一系列保证核电安全的有力措施和设计原则,构建完善适合我国国情并与国际接轨的核安全监管机制,建立健全核电安全的法律法规体系。

2.1中国核电设计原则

在中国40多年核电科研、设计、建设和运行就 经验基础上,我国核电厂设计原则充分借鉴了国际第三代核电技术先进理念,包括:多道屏障原则、纵深防御原则、多重性原则、多样性原则、独立性原则等。

2.2国家核安全监管体制

中国的核安全监督部门实行强制性的核电建设与运行的许可证制度。目前,国家核安全局是中国的核安全监管机构,独立行使核安全监督权,对我国的核电厂核安全实施统一监督;国家能源局是我国国家能源行业管理部门,负责组织协调、指导核电科研工作,负责组织核电厂核事故应急管理工作,负责拟定并组织实施核电发展规划、技术标准等,负责提出核电重大项目的审核意见。

2.3国家核电安全法规

自20世纪80年代,中国广泛收集、研究核电发达国家的核安全法律法规,同时借鉴IAEA的核安全技术标准,建立健全由法律、国务院行政法规、部门规章、指导性文件等组成的国家核电安全法律法规体系。中国核安全领域的法律主要有2017年9月1日发布的《核安全法》,《放射性污染防治法》,我国的《原子能法》正在制定中;国务院的行政法规主要包括《民用核安全设备监督管理条例》、《放射性废物安全管理条例》、《核电厂核事故应急管理条例》、《核材料管制条例》等;现有部门规章约15个、核安全导则超过60个,大部分基于或者等效于相应的IAEA的安全要求和安全导则。

3.纪检监督在核电安全中的作用

近年来,纪检监督机构在安全、质量领域开展专项监督检查,将核安全、设计质量资格作为监督检查重点。通过安全质量、制度执行的监督检查,保障大纲与程序的实施情况、是否起到应有作用,通过纪检部门在核电厂工作人员的选聘、培训、考核和任用方面的选人用人监督检查,保证有资质的单位和人员来建设管理核电厂,进而实现监督保障执行、促进完善发展作用,为核电安全保驾护航。

参考文献:

[1]邹正宇,苏鲁明. 三哩岛事故和切尔诺贝利事故[M],北京,中国原子能出版社,2008.

[2]林诚格,卞洪兴.苏联切尔诺贝利核电站事故及其经验教训[J].核动力工程,1987(1):3-13.

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