1从日本福岛核泄漏谈我国核安全现状Word下载.docx
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日本原子能安全委员会2011年3月30日说,福岛第一核电站1至3号机组的反应堆压力容器和安全壳都应该已经破损。
继东京电力公司称福岛第一核电站1号至4号机组将报废之后,日本内阁官房长官枝野幸男于2011年3月30日表示,5号和6号机组也将报废。
至此,福岛一号核电站将全部永久报废。
(二)造成的危害
4月初,为了给福岛第一核电站2号机组汽轮机厂房等处发现的高放射性污水腾出存放空间,东京电力公司开始持续将积压在5、6号机组厂房周围水井的低放射性污水排放入海。
放射性污水排放一天之后,排污海域就检测出体内含超标核物质的鱼类。
6月15日,日本农林水产省官员称,在太平洋外海捕获的2条鲸鱼验出含辐射物质铯。
至此,日本排核污水入海的影响初步显现。
由于碘和其他放射性物质可能会在海洋动植物体内沉积,今后一段时间日本近海生产的鱼类和藻类受污染程度还将进一步加深。
(三)事故原因
造成这次核泄漏的原因,归根究底是大地震和海啸的共同作用。
一般情况下,只要保证两个关键点,核电站即便发生事故也不会出现太大问题。
一是要“停堆”(使核反应堆停止工作),二是要冷却。
但这次福岛核电站发生事故后,冷却系统出了问题。
地震发生后,核电站立即自动“停堆”。
但反应堆内还有核衰变所产生的热量,需要进行冷却,否则燃料包壳将被融损,造成核泄漏。
冷却核反应堆需要电力,但地震已经造成外部电网断电,随后的海啸又摧毁了应急发电机系统。
结果,反应堆无法得到冷却,堆芯温度持续升高,使堆内水位因汽化而迅速下降,造成燃料棒部分裸露。
在高温之下,燃料包壳金属锆与水蒸气发生反应,产生大量氢气,使压力容器内的压力不断升高。
为防止压力容器损毁,日本政府下令向外释放蒸气。
然而,蒸气内的氢气含量超过了限值,遇到空气后便与氧发生反应而爆炸……。
虽然福岛核电站本身存在着机型陈旧、设备老化的问题,但如果没有大地震和海啸的共同作用,这次事故是不会发生的。
(四)对我国环境造成的影响
日本核事故发生以来,我国环保部对此高度重视,在第一时间要求黑龙江、吉林、辽宁、天津、北京、河北、山东、江苏、上海、浙江、福建、广东等地环保部门加强辐射环境自动监测站的监控。
3月26日,我国黑龙江省东北部空气中的气溶胶样品中首先检测到了极微量的人工放射性核素碘-131。
从3月28日开始,我国东南沿海江苏省、上海市、浙江省、安徽省、广东省、广西壮族自治区部分地区的监测点气溶胶样品中相继检测到了极微量的人工放射性核素碘-131,其浓度均在10-4贝克/立方米的量级及以下,小于天然本底辐射剂量的十万分之一。
此外,在安徽省、广东省、广西壮族自治区和宁夏回族自治区的监测点气溶胶取样中还检测到了极微量的人工放射性核素铯-137和铯-134,其浓度均在10-5贝克/立方米量级及以下。
截至6月份,在我国内地除云南外其他30个省(市、区)部分地区空气中相继监测到来自日本核事故释放出的极微量人工放射性核素碘-131,另在吉林等22个省(区、市)相继检测到更微量的放射性核素铯-137和铯-134。
由于其对公众可能产生的附加辐射剂量小于岩石、土壤、建筑物、食物、太阳等贡献天然本底辐射剂量的十万分之一,对我国环境和公众健康不会产生影响,无需采取防护措施。
黑龙江省某地连续三天γ辐射环境剂量率监测结果对比
单位:
nGy·
h-1
序号
最大值
最小值
平均值
标准差
本底范围
1
97.1
90.0
93.6
±
1.1
62.1-116.7
2
97.2
91.7
94.5
1.0
3
96.8
92.5
94.4
0.9
监测结果(未扣除宇宙射线值)显示,在日本福岛核泄漏之后,黑龙江省某地γ辐射环境剂量率在本底范围内,未出现较大波动。
全国省会城市和部分地级市辐射环境自动监测站
实时连续空气吸收剂量率监测值
监测结果汇总图中绿色曲线代表监测值,蓝色柱体代表天然本底水平,绿色曲线均在蓝色柱体范围内。
监测结果表明,目前我国环境辐射水平仍在本底范围内,日本核电事故未对我国环境及境内公众健康产生影响。
二、核电安全性分析
此次日本福岛核事故引发了全球人民对核电应用安全性的质疑。
6月13日,意大利举行全民公投,95%以上的投票者赞成停止发展核电,这意味着继德国之后意大利成为又一个冻结核电发展的欧盟国家。
是否继续发展核电、怎样保证核电安全运行的课题再一次摆在了人们的面前。
实际上,从世界发展核电的现状来看,核电还是比较安全的。
在核电的发展史上,共出现过三次较大的事故。
一起是1986年的切尔诺贝利(现位于乌克兰境内)核电站事故(7级),另一起是1979年美国三里岛核电站事故(5级),第三起就是日本的福岛核泄漏事故(7级)。
俄罗斯的切尔诺贝尔核电厂爆炸泄漏主要原因一方面在于反应堆缺少安全壳,设计存在安全缺陷,另一方面是操作员的失误操作导致堆芯熔化。
三厘岛核电泄漏的原因是由于维修人员疏忽,致使制冷系统出现故障,导致核反应堆部分熔化。
但在这次事故中,没有发生爆炸、反应堆保护壳完好,释放到周围环境中的放射性物质微乎其微。
日本的福岛核泄漏事故则是由大地震和海啸的共同作用造成的。
分析上述三次较大的核事故我们会发现,除自然因素不可抗力外,导致核安全事故的一个重要原因是人为因素。
三、我国核安全现状
我国能源结构仍以煤炭为主体,清洁优质能源的比重偏低。
为顺应低碳经济发展要求,积极发展核电、风电、水电等清洁优质能源已刻不容缓。
由于核电具备高环保、低成本和相对的安全性,因此,进入二十一世纪,我国政府对核电行业的态度已经从“积极发展”转变到“尽可能发展”,中电投、华能等电力巨头更是纷纷抢跑,积极投资建设核电站。
从我国目前核电站选用的机型、选址、安全标准、国家对核电站的监管以及从业人员的素质来看,我国核电发展是安全的。
(一)核电发展历程
我国核电发展经历了三个阶段:
第一个阶段是从1985年到1994年,共建成了3台核电机组。
首座核电站秦山核电站一期于1985年开工,1991年并网,1994年投入商业运行。
另外还建成了大亚湾核电站的2台机组。
第二阶段是从1996年到2006年,共建成8台机组。
第三阶段是从2006年至今,国家批准建造30台机组,目前已建成2台。
过去五年,我国核电的超常规发展建设取得了举世瞩目的成就。
2010年年底,我国已投运13台核电机组,容量超过1000万千瓦,还有近30个电站上百台机组在进行前期筹划或是等待核准当中。
对于已经到来的“十二五”,就运行核电规模来说,我国将进入世界核电大国行列。
根据国家“十二五”规划,2011年将开工建设首个内陆核电,并力争2015年投产首台内陆机组。
未来5-10年,我国新建核电机组将以每年5-8台的速度递增,成为世界核电发展的火车头。
2015年,我国核电装机容量将达3900万千瓦,到2020年,则可能达到8000万千瓦,占全国电力装机容量的5%,发电量的8%。
(二)机型安全、可靠
我国运行的核电大部分采用的技术属于二代改技术压水堆和重水堆。
我国的二代改进机型,是从引进法国机型的基础上,经过消化吸收和大量技术改进,特别是采取包括部分严重事故预防和缓解措施在内的一系列安全改进措施后,逐步发展起来的,其安全性和技术先进性要优于二代技术。
“所有投运核电机组运行良好,没有发生国际核事件分级2级和2级以上的运行事件,放射性排出物剂量水平远低于国家标准”。
我国二代改进机型的先进性、安全性,应该说比美国正在研究和技改的大部分机组更好一些。
就安全性来说,二代改进型比原来的二代有明显的进步,拥有反应堆压力容器低泄漏设计、堆坑注水技术防止炉芯熔穿等特点,我国二代核电机组安全性处于当今世界在用核电机组的先进水平,完全符合我国和国际核安全标准的要求。
(三)选址科学设计严谨
由于海水能够为核电站提供充足的冷却水,内陆的江河湖泊往往同时也是很多居民的饮用水源,并广泛用于农业灌溉等用途,所以我国核电站主要分布在沿海地区。
那么,我国的核电站能否抵御地震、海啸、台风等自然灾害?
日本福岛核电站泄漏事故发生后,这些都成了中国人最关心的问题。
核电站在建造上应避免地震带和地震、海啸、台风等自然灾害多发区。
目前,由于我国的厂址资源非常充足,在选址时就将核电站遭受自然灾害的可能性降到了最低,大陆已建成的13个机组都远离地震带,核电厂址都严格选在非地震带及非地震高发区,有些地方甚至几百年都没发生过地震。
在建造之前,我国都会对每个核电站的设计论证,根据厂址的自然和社会条件,假想出所有可能影响其安全的事件。
这些事件即包括内部事件的操作失误、设备故障等,又包括外部事件地震、海啸和极端天气等。
设计核电站时,会充分考虑每个事件及几个事件同时发生可能产生的后果,分析出其中最严重的情况,从而在设计中加以防范。
(四)辐射监管力度加大
近年,我国正逐步加强对核辐射的监管工作。
从1984年国家核安全局正式成立,到环保部在全国成立了北方、上海、广东、四川、东北和西北核与辐射安全监督站等六个派出机构,辐射环境安全监管工作受到越来越大的重视。
2008年至今,辐射环境监管人员编制迅速增加,每个辐射站的监管人员从二十几人迅速增加到百人左右,为我国核技术安全发展建立了强大的后盾。
(五)周边核设施对我国的影响
那么,我国大陆周边地区核电站的分布情况是怎样的?
这些核电站是否对我国构成潜在威胁呢?
目前,我国大陆周边除了日本有54台核电机组外,韩国有21台、印度有20台、中国台湾有6台、巴基斯坦有1台。
就安全形势看,印度、巴基斯坦与我们隔着喜马拉雅山脉,日本西海岸与我国大陆相距上千公里,韩国与中国大陆的最近距离是172公里,台湾省与大陆的最近距离也有126公里。
假设周边地区的核反应堆发生最严重的事故,由于远远大于国际通行的核电站应急计划区(离核电站半径最大为30—50公里),受到核辐射的影响非常小,所以对我国的直接影响也是可以忽略不计的。
四、对于我国的核电安全现状提出以下研究建议和对策
目前在我国各地区兴起的建设核电站的热情不难理解,在全世界能源紧张的前提下,合理发展核电是毫无争议的。
尤其是近几年来,中国许多省份在冬夏两季均会出现不同程度的电荒,而在节能减排“苛刻”的目标下,碳排放接近零而经济效益极高的核电站无疑是一个完美的选择。
但核电的发展要在安全的前提下来继续,一旦发生核电事故,对于一个国家的核电战略和环境安全将产生毁灭性的打击。
(一)提高核电的管理水平
从目前已经发生的核电事故看,排除不可抗力的自然因素外,绝大多数都是由于核电人员的管理和操作上的失误造成的。
因此,提高核电人员的核安全意识和核电知识水平、加强监督管理是保证核电安全的前提。
目前核电管理专业人员非常缺乏,我们应该加大对专业核电人员的培训,既要扩大大学在校生的招生规模,也要对在岗工作人员加大培训力度和管理。
只有核电管理人员的专业技术人员的技术水平提高了,核电管理的安全理念形成了,才能最大限度的降低核事故的发生。
(二)不断改进核电安全性
要不断改进核电安全性,如提高对压水堆所控制压力的设备的防渗能力和抗压性能,提高防波堤的高度。
近年来全球地震趋于频繁,我国大多数核电机组都建设或拟建在沿海地区,因此必须提高核电的抗震等级和防海啸的能力。
特别是应急的冷却泵站设立,即应考虑到防震也应考虑到防海啸。
可以考虑把应急设备设在海啸不能到达的地方如地势较高的地方或抬高应急泵站的地基。
如果选择内陆作为核电站的建设基地要考虑其建设百年一遇抗洪涝灾害的能力,同时加大对核辐射废水的处理技术的研发和投资,因为在内陆内河和湖泊是我国人民饮用水源地生活和灌溉用水。
如果发生核事故,其危害性是不可估量的。
(三)加强国际技术合作
目前,我国自有的轻水压水堆,技术处在二代加,接近第三代。
掌握国际先进核电技术的美国和法国已经发展到了第三代、第四代。
尽管我国的第四代的快堆获得了实验性的发电成功,但其商业运用至少需要10年以上的准备期。
从功率上说,我国能自主设计建造的核电站最大出力为65万千瓦,而国际上先进的一般都达到百万千瓦级,美国GE公司的ABWR型出力则达到135万千瓦。
第三代核技术是二代技术的发展和延伸,他大量吸纳了二代机组在长期改进中开发的技术和先进管理手段,在设计理念上也更加先进,安全性能更好。
一旦遭遇紧急情况,不需要交流电源和应急发电机,仅利用地球引力、物质重力等自然现象就可驱动核电厂的安全系统。
所以AP1000为代表的三代核电仍然是未来10年的发展主流。
安全性是核电发展的重中之重,国外的经验说明如果发生危及环境的泄漏事故,核电实施将全面停滞。
这也是为什么中国选择安全性级别更高的三代技术的原因。
我们认为一旦核电产业链打造完成,更换技术路线的沉没成本是高昂的,所以目前以AP1000为主导的技术路线不会轻易改变。
但是三代核电特别是AP1000的关键设备国产化率仍然较低成为了限制其大规模铺开建设的一个问题。
为此政府要加强与国际的合作,通过“引进”、“消化”、“吸收”、“创新”,逐步掌握第三代百万千瓦压水堆核电站工程的设计和设备制造技术。
同时对第四代快堆要培育其技术逐步走向成熟,逐步建立起产业的各个环节,使其逐步走向商业开发阶段,特别是百万千瓦级的商业技术应用。
目前,我国在建的浙江三门核电站和山东海阳核电站就在世界上首次使用了第三代AP1000技术,该核电技术由美国西屋公司提供。
(四)提高对核废料处置管理水平
对于核废料的处理一方面要加大研究核废料的重复利用技术,减少核废料的产生。
另一方面要建设匹配核电发展规模的核废料处置场。
1.在当今世界的核电技术下,核燃料都只燃烧了3%—4%左右就维持不了额定发电功率了。
由于核燃料在燃烧过程中,会产生新的核燃料,比方说,如果能将钚材料在动力堆上实现循环利用,这意味着在现有核电规模下,中国已经探明的铀资源从大约只能使用50到70年,变成了足够用上3000年。
可见核燃料的重复利用的重大意义,不仅能降低核污染的水平,还具有重要的经济价值。
而第四代技术就能够解决目前第二代和三代的核废料问题,因为他能将前两代的3%—4%利用率提高到70%—80%,并能把前两代的核废料直接作为原料利用。
因此,国家加大对核废料重复利用技术的投入,就能实现核燃料的循环利用。
2.目前我国在甘肃和广东各有一座核废料处置场,各可存放核废料8000立方米。
如果按照每百万千瓦核电站将每年产生核废料100立方米计算,这两座处置场将在2020年前后达到饱和。
因此,在建设核电项目的同时,也应同步建设中低放射性废物处置场,用来处理核电发展不断增加的中低放射性废物,同时还要建设能够收藏高放射性废物的地下室。
(五)加强立法,合法利用核能
我国核电机组尚未出现超过二级的安全事故,伴随我国核电事业飞速、安全发展的同时是法律的真空地带。
目前我国尚未出台原子能利用方面的法律法规。
如果原子能法不能如期颁布,我国核能发展将会面临一系列瓶颈,将会遇到诸如多头管理、效率低下、权责不清,核废料处置无法可依,核燃料、核设备进出口无章可循等问题。
值得欣喜的是,在全国政协委员、中国核动力研究设计院副院长兼总工程师陈炳德等专家的呼吁下,工业和信息化部牵头起草的《原子能法》立法工作已着手进行。
我国核电在“裸奔”了20余年后,将有望穿上法律的外衣。
五、重视核技术的安全运用
除了核电站,在农业、医疗、科研等领域广泛应用的辐射装置的安全性也应受到足够重视。
核技术应用即是指国民经济各个领域利用放射性同位素或射线装置进行生产、研究、治疗等方面的活动。
如:
核技术在医学上用于临床诊断与治疗,其中有普遍应用的CT机、X射线机和放疗、化疗;
在工业上用于检测、计量、分析、控制的各种仪表、仪器;
在农业上用于辐射育种;
在食品加工业用于消毒、杀菌、保鲜等;
在环境治理方面用于废水、废气、污泥的治理等。
这其中很大一部分仪器、设备中含有放射性同位素,也有一部分是不含放射性同位素的射线发生装置,他们只有工作时才向外产生射线能量,如加速器、中子发生器、X射线机等。
可以说,核技术的应用对国民经济和社会发展起到了积极的作用。
但同时,核技术开发利用过程中出现的安全与辐射污染问题也日渐显现。
据调查,我国现在使用放射性同位素的单位约60000户,应用设备约36000台套,在用放射源50000余枚。
数量多、分布广、体形小、不容易辨识,使政府监管难度加大,致使辐射事故频出,安全状况不容乐观。
(一)加大监管力度。
政府要加强对核技术应用单位安全与防护的监督管理工作,建立放射源与射线装置台账,办理“辐射安全许可证”,加强对移地使用放射源和射线装置的动态监管和审批工作,严格遵照放射源“从摇篮到坟墓”的全寿命管理模式,杜绝产生监管真空地带。
加强多部门联合监管的能力,环保、公安、卫生等部门应按照职责、分工协作,经常性开展多部门联合执法检查,加强对现有放射源应用企业的监督管理,使放射源时时处在可控状态下,在第一时间消除辐射安全隐患,防止辐射事故发生。
(二)提高认识。
各核技术应用单位有关人员要充分提高对放射性的安全认识,建立健全安全管理体系、完善安全保卫制度和事故应急系统。
建立放射源出库、入库使用登记制度,定期检查放射源使用状态,做到账、物相符,保证放射源在贮存期间不丢失、不泄漏。
完善辐射安全评价制度,及时发现问题、解决问题。
加强对操作人员的培训工组,要求操作人员必须持证上岗,并配备个人辐射剂量仪、建立个人辐射剂量档案,保证工作人员辐射安全。
我国发生的多起辐射安全事故都是由于管理和操作人员工作疏忽造成的。
2009年6月7日,河南杞县辐照厂发生意外卡源事件,虽未造成环境污染,但在群众中产生很大的恐慌。
2008年4月11日,山西省亨泽辐照科技有限公司的辐照装置由于违规操作导致五人受到超剂量照射事故。
2004年山西某科研机构的放射源在被强制停止使用期间擅自启用,造成了重大人员伤亡事故。
可以这样说,几乎每一起辐射事故的发生都离不开人为的原因,我们不缺乏完善的制度体系,我们缺少的是执行这些制度的态度。
好的态度决定好的结果,必须要提高对放射性的安全认识,才能杜绝辐射事故的再次发生。
(三)清查遗留废旧放射源。
我国由于历史原因,很多关、停、并、转企业未登记在册的废旧放射源被淹埋地下或封存,这些放射源虽数量不多、但都具有活度大、掩埋深的特点。
几十年过去后,这些废旧放射源的历史档案和准确的封存地点已鲜为人知。
随着城市建设的发展,大规模的扩建、改建工程正在进行,一些老厂的原址都规划为商业区、居民区,曾经封存在地下的放射源就成为新的安全隐患。
政府要加大对这些废旧、无主放射源的清查力度,积极走访知情人士、准确定位封存地点,最终妥善处置这些废旧放射源。
2008年8月至9月,广西玉林市发生3家小水泥厂在拍卖、关停或技改期间先后丢失、被盗6枚放射源的重大辐射安全事故。
这些关停、濒临破产、停产状态的企业平时缺少管理人员,由于经费紧张不能及时妥善处置闲置、废弃的放射源,导致一些放射源或被盗走当废旧物资卖掉,或在清算时被当成普通设备拍卖。
各级政府应进一步加强对关、停、并、转企业的管理,摸清放射源底数、流向,堵住监管漏洞。
(四)严把进口关。
在我国,能够生产放射源的单位很少,大多数放射源都是靠进口,随着核技术的发展和放射源的广泛应用,我国放射源进口数量每年以近30%的速度增长,到2011年估计进口放射源将近7000枚,因此进口放射源的管理是控制放射源“源头”的重点:
一是要加大海关稽查力度,严防走私核废料和“孤儿源”的违法行为发生。
二是要建立全国联网的放射源动态跟踪管理信息平台。
目前,我国的放射源管理虽然已经数字化,但还没有达到网络化,国家、省、市放射源管理系统没有联网,无法做到放射源动态跟踪管理和时时监控,省、市环保部门无法在第一时间共享经国家环保部审批的放射源进口信息。
2006年8月,在新疆阿克苏市发生了我国首例贫化铀走私回国案件。
3名男子花2000美元从吉尔吉斯斯坦淘来一堆核废料,并把它当成宝物煞费苦心运回国。
经过专家鉴定,这些“宝物”是具有辐射性的贫化铀,属国家禁止流通、使用的核废料。
(五)加大放射源常识普及力度。
我国放射源基础知识全民普及力度不够,群众一方面谈核色变,一方面却对放射源不认识、不了解。
放射性物质绝大多数体积小、有金属光泽,一些核废料甚至一触即发光,非常容易被群众捡拾。
2005年7月13日,发生在哈尔滨市建国北头道街的放射源污染事件,就是由于居民对放射源完全不了解,将一种工业探伤用放射金属棒铱-192当作“稀罕”物件捡回家把玩,结果导致4名受照人员患病,其中一名81岁的患者病逝。
近期的日本福岛核电站泄漏事故发生后,在群众中也引起了很大的不必要恐慌,信访和辐射安全咨询电话大量增加,更有一些群众坚称自己被照射了,甚至自身感觉到了射线的照射,对身边的一切事物都抱着怀疑的态度。
因此,加强对放射源正确、客观的引导,积极普及辐射基础常识是十分必要的。
六、结束语
世界能源紧张的前提下和全球限碳排放的呼声下,核能作为一种清洁能源将会逐渐在未来能源的比例会逐步加大,核电建设的安全性将会成为核能发展的瓶颈问题,没有安全就没有核能的发展,只有采取安全和高效的技术手段和管理理念来发展核能,核能才能最大程度的为人类造福。
另外核技术随着经济社会的发展将会越来越多的应用到我们的日常生活中,放射源的大量应用在给我们带来利益的同时,也给环境安全带来了巨大的挑战。
只有对放射源做到正确认识、合理应用、妥善管理,才能有效保障我国辐射环境安全,才能助推经济社会又快又好发展,才能建设和谐、稳定的社会主义国家。
参考文献
[1]吉林电子出版社.中华人民共和国放射性万防治法实施手册.2003
[2]科学技术出版社.放射性同位素与射线装置安全和防护条例与监测技术及放射事故案例评选手册.2005
[3]王晓涛,刘伟等.我国放射源进口现状及管理的几点建议.2008
[4]安海霞等.核技术应用与核安全文化.2010
[5]国家核安全局.全国辐射环境自动监测站空气吸收剂量率.2011
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