日本福島核事故為全世界核電發(fā)展前景蒙上陰影,各國普遍對核電站重新進(jìn)行安全審查甚至?xí)和徟陆椖?,另一方面,公眾對核能、核電的工作原理以及核輻射等知識的不了解加劇其慌程度。那么,造成福島核事故的前因后果是什么?是否仍舊支持核電的發(fā)展?核能到底是安全還是危險?日前,中國科學(xué)院院士、中國原子能科學(xué)研究院副院長王乃彥向公眾做出了一一解答。
在中國科技館一層報告廳里,王乃彥院士主講的“核能發(fā)展與核安全”講座吸引了不少民眾和媒體的關(guān)注,七十六歲高齡的王乃彥院士從科學(xué)的角度解答了在座公眾的疑問。
王乃彥院士和他的同事們建成了我國第一臺測量中子能譜和截面的中子飛行時間譜儀,測量了中國第一批中子核數(shù)據(jù),為原子彈等核武器的設(shè)計、試驗、改進(jìn)提供了重要的實驗數(shù)據(jù)。此外,他被授予了2004年度世界核科學(xué)理事會全球獎,在全世界獲此殊榮的4人中,他是第一位獲得此項獎勵的中國人。
日本福島經(jīng)驗:核電廠缺乏對海嘯的防范
按照國際原子能機(jī)構(gòu)對核事件的分級,目前日本原子力安全保安院將福島核泄漏事件定為5級核事故,與1979年美國三里島核事故級別相當(dāng),而1986年前蘇聯(lián)切爾諾貝利核事故屬于7級重大事故。
王乃彥院士說,福島核事故產(chǎn)生的最直接的原因是反應(yīng)堆的冷卻系統(tǒng)在地震停堆后無法啟動,使用后備柴油發(fā)電機(jī)啟動冷卻系統(tǒng),但一小時后的海嘯使得柴油發(fā)電機(jī)泡水,導(dǎo)致防范冷卻系統(tǒng)失靈,引起堆芯余熱無法導(dǎo)出,使得堆芯受損,甚至融化,另外,注海水措施被一再推遲。
22日,日本東京電力公司表示,福島第一核電站1號到6號機(jī)組已經(jīng)全部接通外部電源,可以有效地冷卻反應(yīng)堆和燃料池,工作人員能在中央控制室觀察測量數(shù)據(jù)。
王乃彥院士說,日本福島處在日本本州島的東北面,是地震的多發(fā)區(qū),原來設(shè)計時核電廠的抗震級別是7.9及,但這次是9級地震,地震的設(shè)防級別偏低,尤其對海嘯的防范更為缺乏?!胺啦ǖ虥]起作用,海嘯的破壞比地震的破壞大多了。但是,日本成功的提前10秒發(fā)出預(yù)警,對減少損害具有重大作用”王乃彥院士肯定地說。
據(jù)悉,福島第一核電站是六十年代設(shè)計建造的首批商業(yè)電站,其設(shè)計和安全標(biāo)準(zhǔn)滿足當(dāng)時的要求,也受到當(dāng)時技術(shù)和工業(yè)水平的限制。世界上核電安全的認(rèn)識和標(biāo)準(zhǔn)要求在1979年美國三里島核電站事故后有巨大變化,考慮了超設(shè)計基準(zhǔn)事故(嚴(yán)重事故)要求。
在談到此次核事故的影響時,王乃彥院士說,在福島西北部31公里處輻射量為0.15mSv,相當(dāng)于一次胸透的輻射劑量,福島核電廠50名留守的壯士中有6人受到100mSv?!斑@50名工作人員認(rèn)為這是自己的工作職責(zé)所在,既然干了這一行,那么當(dāng)核電廠出現(xiàn)危險時自己挺身而出是理所當(dāng)然的,這種理念值得稱頌。”王乃彥院士感慨地說。
對于公眾的恐慌,王乃彥院士說,不能把核事故說成是核爆炸,爆炸是由于氫氣遇到氧氣使得廠房發(fā)生爆炸,和核爆炸無關(guān)。核電站不可能發(fā)生原子彈那樣的核爆炸,這不僅是因為二者使用的和材料的級別不同,更重要的是物理設(shè)計原理完全不同。對于我國某些地區(qū)發(fā)現(xiàn)的極微量的人工放射性核素碘-131,王乃彥院士解釋說,“這個對我國完全沒有影響,不是說了嗎,產(chǎn)生的劑量小于天然本底輻射劑量的十萬分之一,根本不用害怕?!?
“福島的核事故造成了嚴(yán)重的影響,但并沒有造成大規(guī)模的核泄漏,它是由大地震引發(fā)的,我們要從中汲取教訓(xùn),記載日本這樣地震多發(fā)的地區(qū)方針的措施考慮不足,但也要看到這在日本也是千年一遇,在什么地方建核電站要考慮該地區(qū)的地質(zhì)水文的歷史記載。切不可大意,但也不是安全標(biāo)準(zhǔn)愈高愈好,要正確的吸取經(jīng)驗教訓(xùn)?!蓖跄藦┰菏靠偨Y(jié)說。
我國能源出路:主要在核能和可再生能源
根據(jù)16日國務(wù)院常務(wù)會議要求,我國要全面審查在建核電站,不符合安全標(biāo)準(zhǔn)的立即停止建設(shè),在核安全規(guī)劃批準(zhǔn)前,暫停審批核電項目包括開展前期工作的項目。對此,王乃彥院士表示國務(wù)院的措施非常正確,但從長遠(yuǎn)來說,我們國家不能放棄對核電的發(fā)展。
他論證說,近幾年來我國電力需求急劇增長,2007年全國裝機(jī)容量達(dá)到7.13億千瓦,2008年突破8億千瓦,2010年達(dá)到9.5億千瓦,2020年將達(dá)到15億千瓦;2000年到2007年,GDP由9.9萬億元增長到24.95萬億元,全國用電量由1.35萬億千瓦時增長到3.25萬億千瓦時,主要以煤電為主。
以2003年的數(shù)據(jù)來看,火電、水電、核電裝機(jī)容量分別為2.89億千瓦、0.948千瓦、0.064億千瓦,所占比例為74%、 24.4% 、1.6%;發(fā)電量分別為15790億千瓦時、2813.5億千瓦時、438.5億千瓦時,所占比例為82.9% 、14.8% 、2.3%。王乃彥院士表示,核電在發(fā)電設(shè)備中所占的比例極小,貢獻(xiàn)也非常小,從另一角度正好說明核電具有非常大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
另一方面,我國的人均資源少,煤炭人均探明量只占世界平均值的56%,石油人均探明量只占世界平均值的11%,天然氣人均探明量只占世界平均值的4.6%。
因此,王乃彥院士認(rèn)為,我國能源發(fā)展未來的主要出路在于發(fā)展核能和可再生能源。到2020年,我國核電裝機(jī)容量要達(dá)到7000萬-8000萬千瓦,風(fēng)電達(dá)到 15000萬千瓦,太陽能光伏發(fā)電達(dá)到2000萬千瓦?!翱紤]到負(fù)載因子,核電在其中就占很重要的位置,2010年發(fā)電的核電裝機(jī)容量為1000萬千瓦,那么從現(xiàn)在起到2015年建成,在建和投入開工的核電裝機(jī)容量為6000萬千瓦?!蓖跄藦┰菏空f。
核電廠的安全:60%基建費用于防護(hù)
自1983年以來,經(jīng)濟(jì)合作發(fā)展組織(OECD)下屬的核能機(jī)構(gòu)(NEA)及國際能源機(jī)構(gòu)(IAE)研究和比較了各國核電廠和化石燃料電廠的發(fā)電成本,其每三年一次的研究結(jié)果表明,在大多數(shù)工業(yè)發(fā)達(dá)國家中,就新建基本負(fù)荷電廠全壽期平均的發(fā)電成本而言,歷次比較的核電成本均低于煤電成本。
王乃彥院士也表達(dá)了核電機(jī)組具有明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢這一觀點,他舉例說,秦山二期總投資145億人民幣,每千瓦1.1萬人民幣(目前由于材料漲價可能要人民幣1.2-1.3萬),每千瓦時電價0.393元,接近火電脫硫機(jī)組,火電標(biāo)桿價是0.4045元,脫硫機(jī)組是0.4195元。
王乃彥院士表示,核電是各種能源中溫室氣體排放量最小的發(fā)電方式。核電的二氧化碳當(dāng)量排放量只有現(xiàn)行化石燃料發(fā)電的1/40-1/100,它的主要來源于鈾的提取、加工、伏擊過程以及建筑材料鋼和
水泥生產(chǎn)過程消耗和化石燃料,這些排放量同直接燃燒化石燃料發(fā)電的排放量是微不足道的。
根據(jù)Nuclear Europe Worldscan No.1-2,1996的統(tǒng)計,將核能源鏈中從鈾礦石開采和加工、轉(zhuǎn)化、富集燃料原件制造,核電廠建造和運行,后處理和后端都加在一起每Kwh排放的二氧化碳量為11.5g。
另外,核電廠不排放二氧化硫,二氧化氮,和煙塵,也不排放溫室氣體。王乃彥院士強(qiáng)調(diào),核電廠雖然會產(chǎn)生放射性物質(zhì),但核電廠產(chǎn)生的放射性物質(zhì)是不能隨便排放出去的。裂變產(chǎn)物中的錒系元素和長壽命的放射性物質(zhì),要經(jīng)過乏燃料的后處理,即嬗變、玻璃固化、深埋,核電廠要嚴(yán)格控制放射性排放的國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)所采取的安全措施,核電廠中的基建費用有60%與核安全、輻射防護(hù)和環(huán)境保護(hù)有關(guān),發(fā)電廠成本中用于環(huán)境保護(hù)的約占到25%到40%。
以秦山二期為例,其環(huán)境保護(hù)效果良好,廢氣的排放比國家標(biāo)準(zhǔn)低兩個數(shù)量級;廢水中氚低一個數(shù)量級,其他低二個數(shù)量級;工作人員照射低于國家標(biāo)準(zhǔn)四倍。
因此,王乃彥院士認(rèn)為,核能是經(jīng)濟(jì)、清潔、安全的能源,核電站是安全的能源,具有良好的運行性能,在當(dāng)前的情況下核電的經(jīng)濟(jì)性可以和煤電相比,隨著對于溫室氣體排放限制的要求愈來愈嚴(yán)以及核電站壽期的延長,核電在經(jīng)濟(jì)上的競爭力會愈來愈強(qiáng)。