核电站安全吗?——核电厂比几乎所有的工业都要安全

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2016年8月2日22:01:47核电站安全吗?——核电厂比几乎所有的工业都要安全已关闭评论 803 浏览 3247字阅读10分49秒

(这几天在微博中,有网友将转基因类比核反应,将转基因粮食类似核电站,说核电站不安全。恰恰相反,事实上,现代核电站几乎不用担心安全性问题。目前全世界目前共有400多个核电机组,平均每个机组运行了30年,所有核电厂工作人员数以万计,周围的公众是以千万计的,他们由于核电厂的运行而增加的风险是微乎其微的。核电厂周围的辐射量,甚至比一般的火电厂要小的多。事实上,核电厂比几乎所有的工业都要安全!正好读到《南方人物周刊》中一篇文章详细介绍了核电站,特转发在此,和大家分享。在我策划的《能源超限战》中,有更全面的详谈。)

核电站安全吗? 

小蓟·夏静好 
《南方人物周刊》

 

1997年的一部纪录片《前线》里,请很多公民写下了他们从“核能”联想到的东西。他们的答案是:灾难、烦恼、厌恶、危险,以及辐射。然而,时光无法倒流,上世纪初,爱因斯坦提出E=mc2,之后由这个简洁公式所揭示的原子中的巨大能量逐渐变成了现实。1942年12月2日15点20分,在芝加哥大学西操场上,物理学家费米启动了世界上第一座可控原子反应堆。1954年6月27日,前苏联在奥布宁斯克建成世界第一座电功率5MW试验电厂。1957年,美国建成电功率为90MW的西平港原型核电厂。不管人类是否愿意,有没有做好准备,清洁的、绿色的,让人欢喜又让人忧的核能登场了。

其实,核能虽然看上去很高科技,却并不神秘,《辛普森的一家》中,辛普森便是一位核安全检查员。这位世界上最著名的核安全检查员曾说:“仁慈而万能的上帝,感谢你赐予我们核能——世界上最清洁的能源,仅次于太阳能。当然了,太阳能只是那些自以为是的家伙痴人说梦罢了。阿门!”

核电站会像原子弹那样爆炸吗?

提到核能,避不开的一个物理概念是“链式反应”。某些原子核可以分裂,并产生巨大的能量,即所谓的核裂变。比如铀235(铀同位素中的一种),只需要用一个中子轻柔地打它一下,它就可以发生分裂,分裂成两个或多个原子核,产生巨大能量。除此外,本次分裂还会再产生更多个中子,比如两个,这两个中子如果打到了附近的两个铀核,这两个铀核会继续分裂并产生4个中子,接着是8、16、32…产生成级数增加的中子和相应的伴随有大量能量释放的核裂变…这就是链式反应。

链式反应一经触发,势不可挡。百万分之一秒内,中子倍增的过程可以发生81次,引起2后面跟24个零那么多的铀核发生分裂。这个数目刚好是在广岛爆炸的那颗原子弹中发生分裂的铀核数目,在那个百万分之一秒中,被释放的能量相当于1300吨TNT。

核弹通过中子的倍增使得整个裂变在极短的时间内发生,但核电厂的反应堆则刚好相反。在反应堆中只有持续的链式反应,而没有倍增过程——在反应堆中,裂变释放2或3个中子,但平均只有一个中子会打击某个核,触发一次新的裂变,所以反应不会加速。能量以不变的速率释放出来,将水加热,产生蒸汽;蒸汽驱动汽轮机,汽轮机驱动发电机,产生电能——除了燃料不同,核电厂做的事情跟火力发电厂也差不了许多。

那么,如果反应堆的链式反应失控,会发生什么事情?每个核反应堆难道不就是一颗随时可能爆炸的核弹吗?我们是不是在靠反应堆操作者的警惕来避免那种爆炸呢?

而事实上,核反应堆是不可能像原子弹那样爆炸的。这个结论的原因很简单:核反应堆的燃料铀不纯,它们没有能力产生原子弹式的爆炸。

虽然核弹和核反应堆都是以铀为原料,但两者对纯度的要求完全不同,从地下挖出来的天然铀含99.3%的铀238和只有0.7%的铀235,而只有后者是能够发生链式反应的铀。生产核弹时,你需要付出昂贵的代价去除杂质铀238,要求铀235的纯度在90%以上,而反应堆中一般只需要稍微3%左右提纯的铀,正如烈度白酒可以点燃,啤酒却不能点燃的道理一样,反应堆即使失控,也不会像原子弹那样爆炸。

核电厂比几乎所有的工业都要安全

核泄漏事故是核电厂的噩梦。

现代的压水堆核电厂的反应堆中,有很完善的措施保证放射性物质不会外泄。核反应发生在一个锆合金的包壳内,锆合金外面流动着一回路的冷却水,因为这些水几乎直接跟核反应的核心部分接触,有一定放射性,我们并不利用这些水直接发电。在蒸汽发生器中,直接接触反应核心的一回路水与二回路水发生热交换,产生蒸汽,推动汽轮机发电。在发电机内做完工的蒸汽被外界冷的海水冷却成水。

而根据官方消息:“5月23日,大亚湾核电站二号机组监测发现一回路放射性水平异常上升……初步判断有一根燃料棒的包壳可能存在微小裂缝。”显然,这种情况下,核泄漏还没有发生。因为,在设计上,一回路的冷却水与外界完全隔离,且一回路与燃料之外还有还有个钢筋混凝土的安全壳。

资料显示,在这些安全屏障的保护下,发生严重的核事故的几率极低,从概率上来讲,一个反应堆大约运行100000个年才可能有一次,而新建的第三代机组发生频率还要低。

不发生事故的情况下,核电厂附近的日常辐射有多少?根据一位核电厂内部人士介绍,电厂员工平均每年接受的来自核电机组的辐射量比环境本底辐射小得多;而周围居民接受的来自核电厂的辐射更是微乎其微,一般每年在0.
01毫希沃特以下,相当于每年增加了5天的环境本底外照射。

而当问到在华东某核电厂工作的一位年轻人:有没有安全感?他回答:“这个问题对于我这样专业的人员来说可以不用问。”在他的观念里:“你要知道目前全世界目前共有400多个核电机组,平均每个机组运行了30年,所有核电厂的工作人员是以万计,周围的公众是以千万计的,他们由于核电厂的运行而增加的风险是微乎其微的。”“核电厂比几乎所有的工业都要安全。核电厂周围的辐射量,甚至比一般的火电厂要小的多。”而另一位专研核能的专家则指出,“除了核废料的处理尚是个小麻烦,现代的核电站几乎不用担心安全性问题。”

我们为什么怕?

我们害怕放射性,去年的7月,在河南杞县的居民曾因为谣传中的钴-60爆炸而纷纷逃离(参见本刊*期《逃离杞县》)。很显然,这次大亚湾核电站的“微小泄露”风波,又刚好触动了我们敏感的神经。

对放射性的恐慌并非中国独有,也许,它是一种人类的共性,人类害怕未知,且天性对负面信息更敏感,这也就注定了,我们面对放射性时的恐慌。加州伯克利大学的物理学教授穆勒曾在一本书中指出:这也许是荣格说过的“种族记忆”的新例子——我们害怕看不见的危险,最初也许只是怕那些潜伏的捕食者或敌人。

那么,如何消除公众这种恐慌呢?一篇对法国核安全局核安全局副局长采访的旧文中说,“法国的核安全局每年都要发表一次长达400多页的年报,披露各种情况,包括核设施检查中发现的隐患。”仅在2004年年报中就披露了核电站存在的100项安全隐患,其中,很多隐患都是安全级别很低的,并且很快就可以到解决的。他们还会经常举行新闻发布会,与媒体沟通,向社会释疑。

在法国以及世界核电界,已经建立起了一种核电厂特有的企业文化———无论哪个环节、哪个人出何种程度的安全事故,绝不追究责任,而是鼓励及时报告,再由管理者向政府主管部门和公众通报,决不隐瞒。

目前,法国是世界上核电比例最高的国家,其核电占总发电量的比例达到85%以上,这个数字的世界平均水平是17%-18%,而在中国,这个比例约为2%。

对于本次大亚湾风波,一位不愿意透露姓名的核电行业相关人士则告诉记者:这次中广核的处理其实是及时而规范的:他们检测到第一回路的冷却水辐射异常后,马上采取了行动,在很短的时间内找到了原因,使问题得以控制和解决,并及时上报给了国家核安全局。

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