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体育彩票新时时彩:“千人計劃”專家解讀核電廠嚴重事故預防與緩解

新时时彩开奖方法 www.nxyyco.com.cn 文章來源:中國核工業報 日期:2018年06月27日


  今年4月,中核集團“龍騰2020科技”創新計劃——“嚴重事故特性、預防、緩解及管理技術研究”專項正式啟動。該專項由中核集團投入上億元,旨在進一步提升三代自主核電技術(如“華龍一號”)的安全性,并應用于現役核電廠的技術改造和安全性提升。

  項目首席科學家、國家“千人計劃”專家馬衛民博士認為:“核電廠嚴重事故的研究將為‘從設計上實際消除大規模放射性釋放’提供科學保障?!痹誆煞彌?,馬衛民也對記者科普了核電廠嚴重事故的有關知識。

  嚴重事故研究提升安全性

  記者:核電廠嚴重事故是什么?

  馬衛民:眾所周知,安全是核電發展的生命。核電廠的事故一般可以分為設計基準事故和嚴重事故(超設計基準事故)。具體來說,嚴重事故指的就是由于堆芯大面積熔毀而導致放射性物質從核燃料組件中逸出的事故。嚴重事故的特點是發生概率極低,但后果極其嚴重,可能會對公眾和環境產生重大影響。

  從人類開始和平利用核能至今,全世界的核電廠一共發生過三起嚴重事故,分別是:1979年的美國三哩島核事故、1986年的蘇聯切爾諾貝利核事故以及2011年的日本福島核事故。

  我們對嚴重事故開展研究,主要有兩個目的:第一是掌握嚴重事故的科學規律,了解事故的發生、演變過程,為反應堆安全評價提供知識和工具;第二是開發嚴重事故預防與緩解的技術措施,為“從設計上實際消除大規模放射性釋放”提供工程技術保障。

  記者:對嚴重事故的研究具體是如何提升核電安全性的?

  馬衛民:嚴重事故的過程通常是:反應堆堆芯溫度過高,核燃料組件幾何形態遭到破壞,堆芯大面積融毀,放射性物質從損壞的組件包殼中逸出……這個過程中,有三層物理屏障?;?,分別是核燃料組件包殼、壓力容器和安全殼。即使發生核事故,如果三層?;は嗉唐鸕階饔?,核電廠仍然是安全的。

  從歷史上三次嚴重事故的對比也可以看出端倪。最早發生的三哩島核事故,雖然堆芯已經熔毀,但是近20噸的熔融物都留在了安全殼內的下封頭部位,安全殼仍然完整有效,雖然造成了經濟損失,但沒有對公眾和環境產生重大影響。而切爾諾貝利核電站根本沒有安全殼,發生爆炸后,放射性物質到處散落;福島事故中雖然采取了一些措施,但最后一道屏障安全殼的完整性已經損壞,也造成嚴重后果。

  對嚴重事故開展研究,終極目的就是在發生核事故甚至演變為嚴重事故時,確保三層?;さ淖詈笠徊恪踩塹耐暾?,從而在這里卡住事故的進度,不讓事故繼續演變。這樣核電廠不會發生大規模放射性釋放,也不會影響公眾和環境,從而實現事故后果最小化。這也就是所謂的“從設計上實際消除大規模放射性釋放”。目前來看,這個目標是可以實現的,因為嚴重事故的研究極大地推動了核電的安全性。實踐證明,我們不但可以掌握嚴重事故的主要過程和現象,而且也知道怎么將研究成果反饋到現有安全技術的改進和促進新安全技術的開發上。

  預防+緩解 切實消除風險

  記者:當前的核電技術在抵御嚴重事故方面情況如何?

  馬衛民:每次核電嚴重事故都推動了研究工作的開展。比如,在福島核事故后,業內就開展了一系列工作,包括對在運機組進行壓力測試,審查在建機組的安全措施,對舊有堆型進行安全評價和改進,還開展了乏燃料水池嚴重事故的研究、嚴重事故管理導則驗證等。目前,新建機組基本采用的都是二代加或三代核電技術,并已經針對福島核事故的教訓進行了相應改進。

  當前核電技術在抵御嚴重事故方面的安全性,應該從預防事故和緩解事故兩個方面來說:

  預防方面,現在的三代核電技術普遍具備非能動安全系統,發生堆芯熔毀的概率大幅降低(由原來的10-5降低到10-6)。對在運核電機組改進的研究也很多,比如,瑞典的核安全當局就要求本國核電站加裝獨立的不受外部事件影響的緊急注水系統。

  緩解方面,在現在采用的三代核電技術中,萬一發生嚴重事故,也有專門措施來保證安全殼完整性,比如,AP1000和“華龍一號”的堆內熔融物滯留(IVR)技術,俄羅斯的VVER、法國的EPR和美國通用電氣的ESBWR(沸水堆)的堆外熔融物滯留(EVR)技術。同時,各國也在研究對在運機組進行改造,比如,歐盟一些國家決定給部分反應堆加裝IVR措施,日本為了重啟核電也正在抓緊研究各種各樣的安全改進方案。

  由于我國核電機組都比較新,采用壓水堆技術的安全殼更大更厚,新建的三代機組也具備非能動安全系統,發生嚴重事故的概率已經極低,相應的緩解措施也比較到位。應該說,現有的核電安全技術水平應該已經具有了應對類似福島核事故挑戰的能力。

  記者:我國在這一領域的研究情況如何?

  馬衛民:目前,國內對嚴重事故的研究比較重視,也取得了很多成績。但是,也應該看到,國內研究的規模和深度與國際先進水平還有不少的距離。

  當年美國是核電發展的先驅,它在嚴重事故研究方面的投入也是世界第一的,包括我們今天所用的核安全標準以及嚴重事故安全分析軟件,幾乎全部源于美國。歐洲、日本和韓國曾經大規模發展核電,這些地區人口密度高,公眾對核電的關注度高,對核電安全性的要求也很高,所以在嚴重事故研究方面也開展了很多工作,儼然有后來居上之勢。

  中國要實現由核大國向核強國邁進,核電技術要實現從跟跑、并跑到領跑的轉變,目前的嚴重事故研究水平與我們的目標還有不少距離。中國想領導新的核電發展浪潮,嚴重事故預防與緩解技術的自主研究能力的提升是避不開的門檻。

  繼續開展研究 有望解決風險

  記者:目前核電廠嚴重事故研究的難點有哪些?

  馬衛民:第一,嚴重事故是一個復雜的過程。嚴重事故過程包括堆芯熔毀、材料破壞、放射性物質釋放等,涉及到材料學、材料力學、熱工水力學等多個物理化學領域,還要考慮高溫、高壓等非常極端的條件,所以對它的研究也是一項復雜的工作,非常困難。現在的研究方法往往是把它分解成各個部分來考慮,很難把所有過程和現象放在一起研究。

  第二,嚴重事故的特點——堆芯熔毀,決定了我們沒辦法用反應堆進行真正的實驗。所以這項研究是從科學假說開始,先設想各種可能的事故進程,然后把事故分解成在各個尺度和過程上我們可以把握的問題,逐個研究后再進行綜合分析。我們不但需要確定論研究,還需要概率論方法。由于不確定性高,發生概率低,我們往往把嚴重事故當成超設計基準來對待。

  第三,嚴重事故的復雜性和特點決定了它是一項昂貴的研究課題。從臺架基地的搭建,到各項研究科研成果到工程實際的應用,都需要持續不斷的投入和更新。

  應該說,目前我們對嚴重事故的認識和預測仍然有限,所以我們應對的安全策略,往往是采取一種包絡的方式,并加大安全裕量。包絡的成功與否取決于我們的認知水平,只有通過不斷的科學研究與創新才能得到解決。嚴重事故及其研究的特點要求我們長期堅持開展研究。只有保持居安思危、精益求精的精神,才能使得核電站的安全水平不斷提升,同時降低成本。我們需要繼續加深對嚴重事故現象的認識,提高分析方法和工具的可信度,減少對嚴重事故緩解措施評價的不確定性。

  記者:我國應該如何推動嚴重事故研究工作?

  馬衛民:想要獨立自主地開展嚴重事故研究,離不開自主安全技術研發基地、自主試驗驗證和機理研究平臺、自主安全分析軟件以及一批精于嚴重事故研究和在重要學科方向獨當一面的專家。從這個意義來說,我們還有很長的路要走。

  中國的嚴重事故研究從學習西方起步,原來是以復制和驗證為主,隨著我國核電的發展,我們應該建立起與核大國身份相適應的嚴重事故研發能力。我們應該在繼續消化吸收當前的經驗成果的基礎上,繼續投入,加大研發的力度。嚴重事故研究的特點還要求我們要注重聯合研發。建議國內各企業集團、科研院所應該加強溝通交流,聯合申報項目,搭建平臺,共享資源、人才和經驗成果。

  目前中核集團已經啟動了“嚴重事故特性、預防、緩解及管理技術研究”專項。項目對于提升國內三代自主核電技術的安全性及經濟性,以及提升我國嚴重事故的安全研究水平,具有里程碑式的意義。另外,生態環境部(核安全局)、國家國防科工局(國家原子能機構)、國家能源局也有相應的專項鼓勵企業集團合作,其他的核企業也從各個領域開展了工作。(高玥)