核电基本知识.doc

1、秦山核电二期扩建工程（、号机组）将更多地体现自主意识。整个工程建设将继续坚持自主设计、自主建造、自主管理和自主运营的方针。该工程技术方案中强调了10项重大技术改进，即主给水系统隔离改进，仪控数字化改进；联合泵房的改进；消防设计改进；设置完善的可燃气体控制系统；安全壳喷淋系统加药控制改进；为满足长循环换料周期相关设计的改进；稳压器卸压功能延伸；运行图的改进；采用先进燃料组件等。同时还要进行数百项一般性改进，进一步提高核电站的安全性和经济性。在设备本地化方面，两台机组要达到本地化率70以上。 2、据悉，当前，国内有三条技术路线在同步实施。第一条是“翻版加改进”，也就是秦山二期的600技术和岭澳的法国310技术。第二条是通过国际招标直接引进第三代技术，主要引进法国法玛通公司的或引进美国西屋公司的1000。第三条是自主研制发展10001500。 3、核电站对安全的要求是异乎寻常的，100的安全是常规概念，而核电仿真机是实现100安全的最好手段。 一家刚刚在中国市场试水的加拿大核电仪器公司的工程师对记者表示，他们的技术在我国尚处于空白。一位来自上海某设计院的工程师表示，“国内仿真机设备商还只能提供一些较为简单的火力发电厂仿真机。软件设计方面似乎可行性强些，但成套的设备还无法制造”。“技术是自己的、设备是别人的”现象还很普遍，这是整体制造业、工艺等问题造成的，不是某一方面能够单独完成的。 4、国务院核电自主化工作领导小组提出，到2020年，核电在全国发电总装机容量中的比例要占到4%，占总发电量的6%，即核电投运规模将达到3600万-4000万千瓦。要实现这一目标，需在2004年-2015年新开工建设30台左右的百万千瓦级核电机组。到2020年，核电建设总投资将达到约3000亿元，其中设备投资约1500亿元。如果设备国产化率达到60%-70%，那么中国核电设备制造企业将面临超千亿元的巨大“蛋糕”。业界专家纷纷表示，核电设备产业的机会来了. 5、坚持发展百万千瓦级压水堆核电技术路线，实施中采取技术引进和自主创新相接合的方式。一方面，以我为主，中外合作，通过引进国际新一代百万千瓦压水堆核电站工程的设计和设备制造技术，作为我国下一步核电建设的主要堆型。另一方面，通过消化吸收国际先进核电技术，并再创新，加强自主研发，实施“大型先进压水堆及高温气冷堆核电站”重大专项，通过对引进技术的改进研发及示范电站建设，形成我国大型先进压水堆自主品牌和知识产权，具备批量建设能力。与此同时，为使我国核电建设不停步，满足电力发展需求，以现有成熟的二代改进型核电技术为基础，通过设计改进和研发，自主建设一批百万千瓦级压水堆核电站。 6、国家已批准了广东岭澳二期、浙江秦山二期扩建、辽宁红沿河一期和福建宁德一期工程共计12台核电机组，装机容量达到1210万千瓦。7、引进美国西屋公司AP1000三代核电技术建设浙江三门和山东海阳两个自主化依托项目，目前，项目各项准备工作正在开展中，计划2009年3月首台机组开工。此外，为满足核电发展需要，广东、福建、浙江、山东等高温气冷堆示范工程项目的前期工作正在积极实施中，将根据工作进展情况分批开工建设。以上项目机组共17台，容量1940万千瓦。 8、 在自主设计方面，国内已形成了多家具有资质的核蒸汽系统或核电工程设计队伍。多年来，除了自主设计、建造秦山一期、二期和二期扩建工程外，岭澳二期工程已从岭澳一期核岛设计以外方为主过渡为完全以我为主自主设计全部工程。我国已基本掌握二代改进型百万千瓦级核电技术，具备了批量化建造的能力。 9、设备制造方面，在核电建设带动下，近两年来，我国核电装备制造能力提升较快，核电安全文化和质保理念进一步深化，已形成了以东北、四川、上海三大核电装备制造基地，以及以第一、第二重型机械制造集团和上重集团为重点的大型铸锻件和压力容器制造基地，不久将形成每年6台套百万千瓦核电机组主设备制造能力。通过红沿河项目的实施，我国将具备自主加工、制造百万千瓦级压水堆核电机组的大部分核岛设备和常规岛主设备的能力，设备综合国产化率将达到75%。 10、在自主建造和自主运营方面，通过多个项目的建设和运行，积累了大型核电站的工程建设和项目管理经验，已形成了与国际接轨的核电工程建设项目管理能力，完全具备了自主核电运行管理能力。 11、 在核能技术研发方面，建立了一批大型实验台架，进行了大量科研攻关和设计研究。成功建成了10MW高温气冷实验堆，掌握了一批技术发明专利。热功率65兆瓦，电功率20兆瓦的实验快堆正在建造过程中。正在实施大型先进压水堆及高温气冷堆核电站重大专项，力争到2013年左右，建成具有自主知识产权的20万千瓦模块式高温气冷堆商业化示范电站，2017年左右建成大型先进压水堆商业示范电站，将对提升我国自主创新能力起到重要推动作用。 12、在核电人才培养方面，国家有关部门正在制定核电发展人才规划，通过重点扶持部分高等院校核学科建设，逐步建立完善的核科学技术高等教育体系，持续培养和输送核工业高级专门人才；企业、高等院校及科研院所也正在抓住机遇，在科研、设计、燃料、制造、运行和维修等环节，及核电设计、核工程技术、核反应堆工程、核与辐射安全、运行管理等专业领域，大力加强各类人才的培养工作，提高待遇，做好人才储备。 13、在铀矿勘查和天然铀生产方面，加大了国内铀资源勘查力度，实施“主攻地浸砂岩型铀矿，兼顾其他经济型铀矿”的勘探战略，同时积极开展海外铀矿勘查活动，争取获得若干铀矿勘探权。实施天然铀资源储备和保护性开采方案，充分利用国内、国外两个市场。 14、在铀浓缩及元件加工方面，实施立足国内、自主生产的核燃料加工政策。通过自主研发铀浓缩技术和对外合作，建设铀浓缩分离能力。立足国内，充分利用现有燃料元件生产南北两个基地，实现压水堆燃料元件制造和供应能力。 15、在乏燃料后处理方面，加快开展中试工程的建设和调试工作，推进乏燃料商业后处理厂技术引进谈判和前期准备工作，实现在本世纪20年代中期，通过自主研发与积极引进国外先进技术相结合的方式建成中国第一个核电站乏燃料大型商业后处理工厂。 17、我国核电建设还面临管理体制创新不足，比投资相对较高，铀资源保障能力有待提高，高级人才现状不容乐观，发展目标和布局需要进一步调整，关键设备国产化水平不足等问题。核电建设中面临的这些问题。 18、 五月初，江苏神通和中广核联合开发的百万千瓦压水堆核电站安全壳隔离蝶阀样机通过鉴定，经过一系列试验，鉴定专家组认为阀门的各项性能满足了技术和相关标准要求，各项技术指标均达到国际先进水平。19、中核苏阀和秦山核电联合研制开发的大型压水堆核电站七种核级阀门样机通过鉴定。七台核一、二级阀门样机以秦山二期扩建项目为依托工程进行研制，专家鉴定组分别对三种核一级阀门、四种核二级阀门进行了技术鉴定，专家组和与会用户代表认为其中的核一级高Cv值旋启式止回阀和核二级电动弹簧式平行双闸板闸阀的研制填补了国内空白，达到国外同类产品水平。 20、为加快推动核级设备鉴定工作，五月底，中科华在南京举行了LOCA鉴定试验室奠基仪式，LOCA鉴定试验室的建设对核电产业发展具有重要意义(LOCA事故即压水堆核电站一回路承压边界破坏所引起冷却剂丧失事故)。装备大型LOCA炉，可填补我国在大型设备LOCA鉴定试验领域的空白；依托核电项目，发挥大型LOCA炉作用，开展大型核级设备的LOCA鉴定试验，有利于摆脱大型核级设备依赖国外的现状。目前国际最大的17立方米LOCA炉建于美国，法国、西班牙以及韩国的LOCA炉在规模和炉体尺寸上均小于美国。此次中广核投资的LOCA鉴定试验室系国内首创，由中科华研究院负责自主研发、建设和运行，最大容积为20m3，建成后将是世界上最大的LOCA炉。鉴定条件兼顾CPR1000、AP1000以及EPR等核电技术路线对LOCA鉴定的要求，尺寸和参数可覆盖预期需要LOCA鉴定的相关设备。试验室预计今年12月底完成建设并投入运行，建成后将为各类、特别是大型核级设备的LOCA鉴定提供保障。 21、 KSB与上电集团将在6月底前签署合资合同，成立合资公司，名称为上海电气凯士比核电泵阀有限公司，投资比例为上电集团占55%，KSB占45%，上海电气派员出任董事长和常务副总经理，KSB派员出任总经理，公司地址选在上海电气临港重装基地。 22、国产首台100吨高阻抗电弧炉在上海顺利通过鉴定。鉴定委员会审查了由西安华兴与上海重型机器厂共同研制的100吨高阻抗电弧炉鉴定的技术文件和资料，并进行了充分讨论，认为电弧炉经过在上海重型机器厂20个月的运行，证明设备运行平稳、可靠，达到了设计要求，该技术具有自主知识产权，居国内领先水平。100吨高阻抗电弧炉的研制成功，为我国核电、石化及冶金等重大技术装备配套的大型铸锻件的国产化打下了良好基础。继上重之后，一重也向西安华兴电炉公司订购了100吨电弧炉，现已试运行。目前，西安华兴正在研发200吨电弧炉，以满足重机和冶金工业的需要。 23、承担岭澳二期项目核电主设备制造任务的东方重机自2006年9月全面投产以来，用了不到2年的时间，克服困难，实现了核电设备国产化制造技术开发、产品生产的目标。该设备的成功制造和发运为今后核电产品国产化批量生产开了个好头，对全面提升我国百万千瓦级核电站自主设计和自主制造能力，加快推进广东核电产业链发展，以及改善整个华南地区重装业的水平具有深远意义。 24、面对我国核电发展“更短的工期、更高的质量、更低的成本”的内在要求，2006年8月25日，来自中国核工业建设集团公司总部各部门以及中国核工业中原建设公司、中国核工业第二二建设公司、中国核工业第二三建设公司、中国核工业第二四建设公司、中国核工业华兴建设有限公司、中国核工业第五安装工程公司、核工业工程技术研究设计院等核电工程建设单位的主任、总经理（院长）们汇聚北京，就企业在新一轮核电站工程建设中面临的主要问题以及应对的主要思路和举措进行探讨。 25、面对新的核电发展机遇，中核华兴建设有限公司建立了“设计土建安装”的核电建设总承包模式和“总部事业部项目部”的企业管理模式，一改以往单纯的建筑队企业形象；中核二三建设公司在中核建设集团公司的帮助下成立了核工业工程技术研究设计院，着力发展核电建设核心技术，在核电建设国产化和工程技术研发方面迈出了重要步伐；中核二二建设公司、中核二四建设公司、中核中原建设公司以及第五安装工程公司等核建企业也各自为迎接核电建设高峰做出了相应准备。26、目前，我国电力总装机容量中，核能机组仅占其中的1.8，发电量仅占2.3。但这一局面正在逐步改变。根据国家能源结构调整的规划设想，国务院核电自主化工作领导小组提出，到2020年，核电在全国发电总装机容量中的比例要占到，占总发电量的，即核电投运规模将达到3600万4000万千瓦。要实现这一目标，需在2004年2015年期间新开工建设30台左右的百万千瓦级核电机组。 27、从核电设备制造业分析，中国核电还没有形成完整的产业链。一个核电站有各种系统余个，需要大大小小的零配件数万台套，而中国目前的配套生产厂家非常分散，急需整合和优化配置。这给相关企业进入核电设备产业带来了机会。 秦山二期设备采购的经验表明，核级专用设备占设备总数量的，占设备总投资的；非核级的其它设备占总数量的，占总投资的。对于生产大量非核级的一般设备的企业，市场仍有很大的需求。 28、我国最大的核电基地的浙江省，把自己的目标定在了核电辅助设备制造上，如泵、阀门、风机、承压容器、电缆、支吊架、电缆桥架、化工材料、开关柜、仪表等。徐步进认为，“这些正是现阶段浙江省的企业具有竞争优势的领域，可以有所作为。” 例如机械行业中的杭州锅炉厂、浙江上风公司等已承制了除氧器、冷凝器、低压加热器以及加热、通风和空调设备等；浙江的泵阀、电线电缆产品也已用于核电站。 29、为满足第三代核电技术的发展，上海电气集团公司投资多亿元，正在上海的临港新城建设临港重型机械装备基地，专门生产大型核电设备，包括核岛主要设备和百万千瓦以上的汽轮机和发电机，同时还能够生产20万千瓦级高温气冷堆压力容器等重型设备。该装备基地建成后可以年产百万千瓦级核电设备2.5套，将成为上海现代化的核电设备制造基地。63 同位素与辐射技术基本内容分类 放射性同位素的应用是核能利用的一个重要方面。随着核技术的发展，核反应堆、加速器的不断建造，核燃料循环体系的建立，为放射性核素的应用提供了日益丰富的物质基础。另一方面，放射性核素应用研究的开展，又为更经济有效地利用上述设备，综合利用这些“资源”开辟了一条新的途径。同位素辐射技术在工业、农业、医学、资源环境、军事科研诸多领域的应用已获得了显著的经济效益、社会效益、环境效益。64 放射性同位素的制备 放射性同位素的制备是同位素与辐射技术应用的物质基础。目前人工放射性同位素制备大体有三种方法：在核反应堆中生产，用于制备丰中子同位素，简称堆照同位素；用带电粒子加速器制备，多用于贫中子同位素生产，简称加速器同位素；从核燃料后处理料液中分离提取同位素，这种同位素通常称为裂片同位素。65 放射性同位素在工业上的应用工业同位素示踪 放射性同位素的探测灵敏度极高，这是常规的化学分析无法比拟的。利用微量同位素动态追踪物质的运动规律是放射性示踪不可替代的优势。目前，这一技术已广泛用于石油、化工、冶金、水利水文等部门，并取得显著的经济效益。同位素电池 放射性同位素在进行核衰变时释放的能量，可以用作制造特种电源同位素电池。这种电池是目前人类进行深空探索唯一可用的能源。空间同位素电池（如钚-238电池）的特点是：不需对太阳定向，小巧紧凑，使用寿命长。同位素监控仪表 放射性同位素放出的射线作为一种信息源可取得工业过程中的非电参数和其他信息。根据这一原理制作的各种同位素监控仪表，如料位计、密度计、测厚仪、核子秤、水分计、射线探伤机和离子感烟火灾报警器等可用来监控生产流程，实现无损检测，以及探知火情等。辐射加工方面 辐射加工是利用电离辐射作为一种先进的手段对物质和材料进行加工处理的一门技术。这种加工方式目前已在交联线缆、热缩材料、橡胶硫化、泡沫塑料、表面固化、中子嬗变掺杂单晶硅、医疗用品消毒、食品辐照保藏以及废水、废气处理等领域取得显著成效，形成产业规模。66 同位素在农业上的应用辐射育种 辐射育种，是利用射线等射线诱发作物基因突变，获得有价值的新突变体，从而育成优良品种。我国辐射突变育种的成就突出育成的新品种占世界总数的四分之一。特别是根、棉、油等作物的推广，取得了显著的增产效果。示踪技术方面 同位素示踪在农业中的应用主要是从事肥料与农药的效用和机理、有害物质的分解与残留探测、畜牧兽医研究以及农用水利方面检查测定堤坝、水库的泄漏等。另外还可以用于生物固氮、家畜疾病诊断及其妊娠预测等方面的研究。昆虫辐射不育 昆虫受到电离辐射照射可使昆虫丧失生殖能力，从而降低害虫的数量，进一步达到防治甚至根除害虫的目的。昆虫辐射不育是一种先进的生物防治方法，不存在农药的环境污染问题。国外使用该技术在大面积根除地中海果蝇以及抑制非洲彩蝇方面取得了重大成果。而我国用此法对玉米螟、小菜蛾、柑桔大实蝇等害虫的辐射不育研究，也取得了较好的防治效果。食品辐照保藏 食品辐照保藏，就是利用电离辐射对食品进行照射，以抑制发芽、杀虫灭菌、延长货架期和检疫处理等，从而达到保存食品的目的。经辐照彻底灭菌的食品是宇航员和特种病人最为理想的食品。目前，国外食品辐照已作为预防食源性疾病和开展国际农产品检疫的一种有效手段。核医学诊断与癌症放射性治疗 核医学诊断是根据放射性示踪原理对患者进行疾病检查的一种诊断方式。在临床上可分为体内诊断和体外诊断。体内诊断是将放射性药物引入体内，用仪器进行脏器显像或功能测定。体外诊断是采用放射免疫分析方法，在体外对患者体液中生物活性物质进行微量分析。我国每年约有数千万人次进行这种核医学诊断。 电离辐射具有杀灭癌细胞的能力。目前，放射治疗是癌症治疗三大有效手段之一，70%以上癌症患者都需要采用放射治疗。放射治疗可分为外部远距离照射、腔内后装近程照射、间质短程照射和内介入照射等。 67 体内放射性药物治疗是近来颇受医学界关注的临床手段。单克隆抗体与放射性核素结合生成的导向药物（“生物导弹”），可能为恶性肿瘤的内照射治疗提供一种新的有效途径。 核电站史上最著名的三次事故 I： 前苏联切尔诺贝利核电站事故切尔诺贝利事故是至今为止核电站发生的最大的核事故，也是核设施发生的最大核事故。核电站发生了切尔诺贝利这样的事故，是否还能说核电站是清洁安全的能源呢？回答是肯定的。切尔诺贝利事故不能改变核电站是清洁安全能源的结论。目前，人们从切尔诺贝利事故中吸取了教训，提高了核电站的固有安全性，加强全体员工的安全文化素养，完善事故应急体系。核电站的整体安全性较以前进一步提高，切尔诺贝利事故后核电站负荷因子逐年有所提高就说明这一点。但切实的吸取切尔诺贝利事故的教训，对核能和核技术的发展十分必要。切尔诺贝利事故是核电站发生的最大的灾难性事故。1986年4月25日原苏联切尔诺贝利第4号机组在低功率工作试验过程中，形成失控性不稳定状况，进而引起爆炸和起火，反应堆遭受严重破坏，大量放射性气体和气溶胶向环境释放。在事故后第10天，火被扑灭，放射性物质释放随后停止。在事故后4个月内死亡 30人，均为电厂工作人员或消防队员。其中28人因辐射致死，另外2人分别死于爆炸和烧伤。499人住院观察，其中237人开始被检查有急性放射病症状，最后诊断为急性放射病者为134人。没有公众成员受到足以产生急性放射病的高剂量。事故后约有116万人立即从反应堆周围地区撤离。1986年后还有约 22万人从受影响地区迁走。从反应堆释放的放射性核素主要是碘-131、铯-134和铯-137，其半衰期相应为8天、2年和30年。事故后受影响较大的人员的平均剂量是：对 24万清理恢复人员约100mSv，对11万6千撤离人员约为30mSv；对事故后继续居住在污染区的人在第一个十年中约10mSv。最大剂量可能高1个数量级。对这些人群组可能产生的辐射随机效应，即远期影响，联合国原子能辐射效应科学委员会在研究和分析已有资料的基础上得出的结论是：“除童年被照人员儿童可观察到甲状腺癌增加外，在切尔诺贝利事故14年后没有发现与电离辐射相关的主要公众健康影响。没有观察到与电离辐射可能有关系的总的癌症发生率或死亡率的增加；甚至在事故清理工作人员或儿童中，作为辐射照射最灵敏的指标之一的白血病也没有增高。在与电离辐射相关的其他的非肿瘤疾病（躯体的或神经性的）方面，没有增加的科学证据。”在白俄罗斯、俄罗斯和乌克兰之外的其他欧洲地区，在事故后第一年最大为1mSv，随后逐年减小。一生中所受剂量为第一年的25倍。天然本底辐射产生的年剂量世界平均值为24mSv，变化范围约一个数量级。可见上述剂量的影响是很小的。辐射对自然环境的直接影响。切尔诺贝利事故后，再生物体个体中和种群中观察到了损害现象。在随后的225年里，种群得到了恢复。没有观察到对动物种群或生态系统的持续严重影响。可能的长期遗传学影响及其意义有待研究。切尔诺贝利核电事故是在特定堆型和条件下发生的，但由此引伸出来的经验教训则是具有普遍意义的。切尔诺贝利核电站是压力管式石墨慢化沸水堆。从安全观点看，反应堆设计就存在问题，反应堆的物理特性使得有可能出现不稳定状态，而世界上大多数国家包括我国在采用的压水堆和沸水堆是不存在这种弱点的。切尔诺贝利事故是在进行电控制系统实验室发生的。没有通知操纵人员要进行这些试验，他们也不了解所进行的试验可能引起反应堆爆炸。另外，他们又不遵守已制定的运行程序，关闭重要的控制系统，使得反应堆处于不稳定状态。功率突然上升引起蒸汽爆炸，导致反应堆容器破裂，剧烈地元件蒸汽相互作用使得反应堆和反应堆建筑物完全破坏，大量石墨燃烧一直延续10天。从而导致大量放射性物质的释放。总之，这种类型反应堆固然有安全性的缺陷，和各类人员安全文化素养等因素组合起来，使得反应堆在几秒钟内完全被破坏。值得指出的是三哩岛事故时堆芯也被严重损坏，但由于存在安全壳故只有微量放射性核素释放到环境中。三哩岛事故说明人因、人机接口和长期有效包容的重要性。切尔诺贝利事故表明不合格的纵深防御的可能后果以及管理的重要性，如有效的审管系统和安全文化素养等。三哩岛事故和切尔诺贝利事故后，人们为了吸取事故的教训，不断的改进核电站的安全性。20年来，核电站的安全性有了明显的提高。表现在：世界核电厂营运者联合会（WANO）统计的核电厂平均容量因子从1980年的627，增加到1997年的816。反应堆机组事件次数从1985年的238机组降到 1998年的004机组。一些安全性更好的新的设计已经完成，如西屋公司的AP600压水堆和通用电器公司的先进沸水堆等。提高核电站的安全性和可靠性已成为核电站研究和发展的主要课题，主要是两个方面：1、进一步减小堆芯严重损伤的可能性。2、加强在事故时包容放射性物质的机制。改进的和新一代的核电站比现行核电站更安全。切尔诺贝利事故的另一教训是缺乏透明度和事故应急计划问题。在切尔诺贝利核电站发生事故前，周围居民被告知，核电站是绝对不可能发生事故的。俄罗斯科学家伊林院士在所著切尔诺贝利：神秘和现实一书中提到，这起事故最初是保密的。生活在那些受影响地区的居民，主要从传闻而不是从权威性报道中知道这起事故的。原苏联境外有关这起事故的第一个证据，来自北欧国家的放射性测量结果，表明存在放射性意外增加。过去告诉人们不可能发生的事故，现在发生了。提供给公众的不完整的信息，有时甚至是严重歪曲事实的信息，增加了心理上的反应。从而导致严重的社会和心理失调。这种反应表现为心理失调、紧张和焦虑。产生心理影响和因素主要是社会因素。影响的大小在很大程度上取决于个人的知识和情绪等因素。因此，增加与安全相关问题的透明度，在平时采取切实的措施使公众理解辐射照射及其效应，并与传媒保持良好的沟通是十分重要的。但这决不是简单的科普，而是需要不断研究的核电的可能接受性问题。切尔诺贝利事故是在没有国家应急准备的情况下发生的，虽然有些辐射防护部门已制定了有关事故干预的准则，但实际上没有起作用。事故后，前苏联当局采取了许多措施，避免了部分可防止的剂量。但由于没有制定国家事故应急计划，使得一些应该可以防止的剂量没有能够避免。在4月30日政府委员会上有人提出禁止使用局部地区生产的牛奶，但没有形成决定。5月2日有人向国家领导人提出这一问题，仍然没有作出决定。5月3日卫生部才提出有关牛奶中放射性物质的标准。5月5日卫生部长要求卫生机构尽可能采取稳定碘阻滞措施。为此需要135吨碘化钾，但工厂在二个月内只能生产90吨，在基辅只有45吨可供使用。伊林在切尔诺贝利：神秘和现实一书中描述了有关情况。在事故后，甚至从中央到地方的医务人员，也不很了解在发生核事故后如何保护公众，什么是剂量限值和碘预防药。他认为如果及时采取下述3项措施：1、禁止食入131I浓度超过干预水平的食品；2、及时有效地组织服用碘阻滞预防药物；3、当烟云通过时采取防止吸入的措施。就可以使 131I对甲状腺产生的剂量减少99。由此可见，制定完善的、可操作性强的事故应急计划是必要的。即使发生像切尔诺贝利这样的事故，如果按照预先制定的应急计划采取相应的防护措施避免一切可防止的剂量，也可把损失降低。总之，切尔诺贝利事故的教训是深刻的。切尔诺贝利事故是在特定堆型和条件下发生的，即反应堆可能出现不稳定状态并没有安全壳，这是造成事故的根本原因；操作人员粗暴的违反安全操作规程则是造成事故的直接原因。由于没有预先制定应急计划，使得可以防止的照射没有被防止。切尔诺贝利事故后，人们从事故中吸取了教训。进一步提高了反应堆的固有安全性，各级工作人员安全文化素养得到了进一步培育，事故应急体系也更完善了。这就使得当前的核电站比以前的更安全了，今后的核电站将是更为清洁安全的能源。68、核电站史上最著名的三次事故 II： 美国三哩岛核电站事故1979年三哩岛核泄漏事故，通常简称“三哩岛事件”，是1979年3月28日发生在美国宾夕法尼亚州萨斯奎哈的一次严重放射性物质泄漏事故。编辑事故经过当天凌晨4时半，三哩岛核电站95万千瓦水堆电站二号反应堆主水泵停转，辅助水泵按照预设的程序启动，但是由于辅助回路中一道阀门在此前的例行检修中没有按规定打开，导致辅助回路没有正常启动，二回路冷却水没有按照程序进入蒸汽发生器，热量在堆心聚集，堆心压力上升。堆心压力的上升导致减压阀开启，冷却水流出，由于发生机械故障，在堆心压力回复正常值后堆心冷却水继续注入减压水槽，造成减压水槽水满外溢。一回路冷却水大量排出造成堆心温度上升，待运行人员发现问题所在的时候，堆心燃料的47%已经融毁并发生泄漏，系统发出了放射性物质泄漏的警报，但由于当时警报蜂起，核泄漏的警报并未引起运行人员的注意，甚至时候无人能够回忆起这个警报。直到当天晚上8点，二号堆一二回路均恢复正常运转，但运行人员始终没有察觉堆心的损坏和放射性物质的泄漏。此后，宾州州长出于安全考虑于3月30日疏散了核电站5英里范围内的学龄前儿童和孕妇，并下令对事故堆心进行检查。检查中才发现堆心严重损坏约20吨二氧化铀堆积在压力槽底部，大量放射性物质堆积在围阻体，少部分放射性物质泄漏到周围环境中。编辑事故后果事故后，有关机构对周围居民进行了连续跟踪研究，研究结果显示 1. 在以三哩岛核电站为圆心的50英里范围内的220万居民中无人发生急性辐射反应 2. 周围居民所受到的辐射相当于进行了一次胸部透视的辐射剂量 3. 三哩岛核泄漏事故对于周围居民的癌症发生率没有显著性影响 4. 三哩岛附近未发现动植物异常现象 5. 当地农作物产量未发生异常变化但是，泄漏事故造成核电站二号堆严重损毁，直接经济损失达10亿美元之巨编辑事故影响三哩岛核泄漏事故是核能史上第一起堆心融化事故，自发生至今一直是反核人士反对核能应用的有力证据；三哩岛核泄漏事故虽然严重，但未造成严重后果，究其原因在于围阻体发挥了重要作用，凸现了其作为核电站最后一道安全防线的重要作用；在整个事件中，运行人员的误操作和机械故障是重要的原因，提示人们，核电站运行人员的培训、面对紧急事件的处理能力、控制系统的友好性等细节对核电站的安全运行有着重要影响。 核电站史上最著名的三次事故 III：日本东海村核电站事故1999年9月30日，位于日本茨城县东海村的一家核燃料加工公司JCO东海事业所的试验楼发生一起重大核泄漏事故，3名工作人员直接受到核辐射伤害，最终导致2人死亡。这次核事故是日本历史上首次发生的核裂变临界状态下严重事故，被评为核子辐射外泄事故中的五级，仅次于前苏联切尔诺贝利核电站事故评定的七级，这意味著，这将会成为继一九八六年乌克兰（当时属苏联）切尔诺贝尔核电站事故之后第三个最严重的核子事故，其严重性等同于一九七九年的美国三哩岛核电站事故。事故原因：根据过去的纪录，重大的核子事故都是在不断进行核子连锁反应的反应堆中发生的，切尔诺贝尔如是，三哩岛也如是。东海村事故的独特之处在于，它发生在没有反应堆的核原料处理厂内，是核原料沉淀缸内发生了按照设计决不会发生的自持式连锁反应。连锁反应是核子裂变中的特定现象，不受控的连锁反应是为核爆炸，而受控的连锁反应，就是反应堆中的反应，可以发电，或供研究。使裂变物质在特定条件下实现自持连锁反应的所需的最少裂变物质的数量，是为临界质量。这是核子设备的重要参数之一，可从几公斤到几百公斤。只要不超过临界质量，连锁反应就不会发生。发生事故的JCO核原料加工厂的加工工作，是要把铀浓缩至百分之十九，然后再把呈液体状的产品交给另一家工厂进一步浓缩，以供一个作实验用的高增殖反应堆使用。生产流程的一个环节，是把已进行了一定程度浓缩的粉末状八氧化三铀加入硝酸中，形成铀溶液。溶液然后注入储存塔内以待进行足够的化学反应，待一定时间之后，溶液再通过管道注入沉淀缸内，最后成品就是缸内的沉淀物。事故就是在沉淀缸内发生的。造成事故的原因真个匪夷所思。按照设计，为了避免发生出现超过临界质量，注入缸内的原料都必须经由管道输送，以监察数量。通常，沉淀缸内最多只会注入临界质量的四分之一至三分之一的铀。JCO核原料加工厂沉淀缸的上限因而限为二点四公斤。然而，负责向沉淀缸注入原料的那名工人，竟然是以不锈钢桶承载铀溶液注入内（工人有时直接在不锈钢桶内溶解八氧化三铀），而且注入了七桶共十六公斤之多，是为限制量的六点六倍。缸内的铀一下子超过临界质量约达一倍！一道蓝光从缸内闪出，自持的连锁反应发生了，中子辐射外泄。这名工人立即倒下，外面两名工人冒死把他拉出来，三人都受严重辐射受伤。切尔诺贝利核电站位于前苏联基辅市北130公里的地方，是前苏联1973年开始修建，1977年启动的最大的核电站。 1986年4月25日，切尔诺贝利核电站的4号动力站开始按计划进行定期维修。然而由于连续的操作失误，4号站反应堆状态十分不稳定。1986年4月26 日对于切尔诺贝利核电站来说是悲剧开始的日子。凌晨1点23分，两声沉闷的爆炸声打破了周围的宁静。随着爆炸声，一条30多米高的火柱掀开了反应堆的外 壳，冲向天空。反应堆的防护结构和各种设备整个被掀起，高达2000的烈焰吞噬着机房，熔化了粗大的钢架。携带着高放射性物质的水蒸气和尘埃随着浓烟升 腾、弥漫，遮天蔽日。虽然事故发生6分钟后消防人员就赶到了现场，但强烈的热辐射使人难以靠近，只能靠直升飞机从空中向下投放含铅（Pb）和硼（B）的沙 袋，以封住反应堆，阻止放射性物质的外泄。 切尔诺贝利核电站事故带来的损失是惨重的，爆炸时泄漏的核燃料浓度高达60，且直至事故发生10昼夜后反应堆被封存，放射性元素一直超量释放。事故发生 3天后，附近的居民才被匆匆撤走，但这3天的时间已使很多人饱受了放射性物质的污染。在这场事故中当场死亡2人，至1992年，已有700O多人死于这次 事故的核污染。这次事故造成的放射性污染遍及前苏联15万平方公里的地区，那里居住着6945万人。由于这次事故，核电站周围30公里范围被划为隔离 区，附近的居民被疏散，庄稼被全部掩埋，周围7千米内的树木都逐渐死亡。在日后长达半个世纪的时间里，10公里范围以内将不能耕作、放牧；10年内100 公里范围内被禁止生产牛奶。不仅如此，由于放射性烟尘的扩散，整个欧洲也都被笼罩在核污染的阴震中。临近国家检测到超常的放射性尘埃，致使粮食、蔬菜、奶 制品的生产都遭受了巨大的损失。核污染给人们带来的精神上、心理上的不安和恐惧更是无法统计。事故后的7年中，有7000名清理人员死亡，其中13是自 杀。参加医疗救援的工作人员中，有40的人患了精神疾病或永久性记忆丧失。时至今日，参加救援工作的834万人中，已有55万人丧生，匕万人成为残 疾，30多万人受放射伤害死去。 核电虽然是目前最新式、最“干净”，且单位成本最低的一种电力资源，但由于可能的核泄漏事故造成的核污染却也给人类带来了前所未有的灾难。迄今为止，除了 切尔诺贝利核泄漏事故以外，英国北部的塞拉菲尔核电站、美国的布朗斯菲尔德核电站和三喱岛核电站都发生过核泄漏事故。除此之外，在世界海域还发生过多次核 潜艇事故。这些散布在陆地、空中和沉睡在海底的核污染给人类和环境带来的危害远不是报道的数字能够划上句号的，因为核辐射的潜伏期长达几十年。 1986年4月26日，世界上最严重的核事故在苏联切尔诺贝利核电站发生。乌克兰基辅市以北130公里的切尔诺贝利核电站的灾难性大火造成的放射性物质泄 漏，污染了欧洲的大部分地区，国际社会广泛批评了苏联对核事故消息的封锁和应急反应的迟缓。在瑞典境内发现放射物质含量过高后，该事故才被曝光于天下。 切尔诺贝利核电站是前苏联最大的核电站，共有4台机组。4月，在按计划对第4机组进行停机检查时，由于电站人员多次违反操作规程，导致反应堆能量增加。 26日凌晨，反应堆熔化燃烧，引起爆炸，冲破保护壳，厂房起火，放射性物质源源泄出。用水和化学剂灭火，瞬间即被蒸发，消防员的靴子陷没在熔化的沥青中。 1、2、3号机组暂停运转，电站周围30公里宣布为危险区，撤走居民。事故发生时当场死2人，遭辐射受伤204人。5月8日，反应堆停止燃烧，温度仍达 300；当地辐射强度最高为每小时15毫伦琴，基辅市为0.2毫伦琴，而正常值允许量是0.01毫伦琴。瑞典检测到放射性尘埃，超过正常数的100倍。 西方各国赶忙从基辅地区撤出各自的侨民和游客，拒绝接受白俄罗斯和乌克兰的进口食品。原苏联官方4个月后公布，共死亡31人，主要是抢险人员，其中包括一 名少将；得放射病的203人；从危险区撤出13.5万人。1992年乌克兰官方公布，已有7000多人死亡于本事故的核污染。 5月9日，国际原子能机构总干事布利克斯应苏联政府邀请，乘直升飞机从800米高空察看核电站的情况，他认为这是迄今为止世界上最严重的一次核事故。 灾后两年之中，26万人参加了事故处理，为4号核反应堆浇了一层层混凝土，当成“棺材”埋葬起来。清洗了2100万平方米“脏土”，为核电站职工另建了斯 拉乌捷奇新城，为撤离的居民另建2.1万幢住宅。这一切，包括发电减少的损失，共达80亿卢布(约合120亿美元)。乌克兰政府已作出永远关闭该电站的决 定。 白俄罗斯共和国损失了20%的农业用地，220万人居住的土地遭到污染，成百个村镇人去屋空。乌克兰被遗弃的禁区成了盗贼的乐园和野马的天堂，所有珍贵物 品均被盗走，也因此将污染扩散到区外。靠近核电站7公里内的松树、云杉凋萎，1000公顷森林逐渐死亡。30公里以外的“安全区”也不安全，癌症患者、儿 童甲状腺患者和畸形家畜急剧增加；即使80公里外的集体农庄，20%的小猪生下来也发现眼睛不正常。上述怪症都被称为“切尔诺贝利综合症”。 土地、水源被严重污染，成千上万的人被迫离开家园。切尔诺贝利成了荒凉的不毛之地。10年后，放射性仍在继续危胁着白俄罗斯、乌克兰和俄罗斯约800万人的生命和健康。专家们说，切尔诺贝利事故的后果将延续一百年。 核电站优点:1.核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中，因此核能发电不会造成空气污染。 2.核能发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳。 3.核能发电所使用的铀燃料，除了发电外，没有其他的用途。 4.核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍，故核能电厂所使用的燃料体积小，运输与储存都很方便，一座1000百万瓦的核能电厂一年只需30公吨的铀燃料，一航次的飞机就可以完成运送。 5.核能发电的成本中，燃料费用所占的比例较低，核能发电的成本较不易受到国际经济情势影响，故发电成本较其他发电方法为稳定。 核电站缺点:1.核能电厂会产生高低阶放射性废料，或者是使用过之核燃料，虽然所占体积不大，但因具有放射线，故必须慎重处理，且需面对相当大的政治困扰。 2.核能发电厂热效率较低，因而比一般化石燃料电厂排放更多废热到环境裏，故核能电厂的热污染较严重。 3.核能电厂投资成本太大，电力公司的财务风险较高。 4.核能电厂较不适宜做尖峰、离峰之随载运转。 5.兴建核电厂较易引发政治歧见纷争。 6.核电厂的反应器内有大量的放射性物质，如果在事故中释放到外界环境，会对生态及民众造成伤害。71核电站史上最著名的事故 ： 英国温斯克尔（Windscale）核电站事故1957年10月10日，位于英国西北沿海地区的温斯克尔钚反应堆正在进行常规的保养操作，已经降低了反应堆周围冷气的流速，以便使石墨缓速剂升温，并调整因中子轰击而杂乱了的晶体。该厂的一个工人检查了温度监测装置，看来一切正常。但是他却没有注意到不受该安全装置监测的反应堆的一个部位已经过热，那个部位的燃料棒由于高热而起火并立刻爆烧起来。科学家和工人们立刻冲到现场，企图用二氧化碳去熄灭蔓延开来的火势，但这却是徒劳的。最后有人不顾可能会发生严重爆炸的危险提出用水灭火，这才终于扑灭了大火。其时，浓重的放射性气体烟云已从反应堆超载冷却塔（overloadedcooling tower）中逃逸出来，并在400平方英里的范围内扩散。侥幸的是，该地区主要是人烟稀少的草原，附近的居民并未受到具有危险程度的辐照。但是，英国原子能管理委员会派出的审查员们直到事故发生34小时之后才想起要去检查在受污染的草原上放牧的奶牛的奶质。而当他们检查牛奶时，发现其中的放射性略高于公认的安全标准。为慎重起见，牛群被牵出了草原，并暂停分发温斯克尔附近的1150个牛奶场生产的牛奶。事故后生产出来的数以千计加仑的牛奶只好倾入海洋。这起已被公开调查的事故，引起人们对核能公害的警惕。目前世界各地的核能发电反应堆约有四百四十个，总装机容量约353,000兆瓦或353千兆瓦。用作商业运行的反应堆主要包括 :72 1. 压水式反应堆(压水堆) 压水式反应堆是轻水反应堆的一种，利用普通水作为冷却剂及慢化剂。压水式反应堆有一个主冷却剂回路(一回路)，冷却水会在超过150巴 (1巴=100千帕) 的高压下流过反应堆堆芯，并带出核裂变产生的热能，然后流入蒸汽发生器，通过热交换，在二回路产生蒸汽，以推动涡轮发电机，把热能转化为电力。在运作期间，一回路的水温会高达摄氏300度以上，并保持150巴以上的高压，以防沸腾。 2. 沸水式反应堆(沸水堆) 沸水式反应堆是轻水反应堆的一种，这种反应堆和压水式反应堆相似，均利用普通水作为冷却剂及慢化剂，但沸水式反应堆只有一个连接反应堆和涡轮机的回路，且没有装设蒸汽发生器。反应堆的水会维持约75巴的低压，令水可以在大约摄氏285度时沸腾。反应堆所产生的蒸汽会经过堆芯上方的蒸汽分离器，然后直接送到涡轮机。离开涡轮机的蒸汽会经过冷凝器，凝结为液态水(给水)，然后回流至反应堆，俾能再次转化为蒸汽。 3. 重水压水式反应堆(CANDU) CANDU是重水压水式反应堆的一种，以天然铀燃料(U-238)运作，并以重水(D2O)作为冷却剂及慢化剂。CANDU是CANada Deuterium Uranium的简称，CANDU 反应堆可在运作期间更换燃料。 4. 压力管式石墨慢化沸水反应堆(RBMK) RBMK是前苏联设计的一种以普通沸水为冷却剂、以石墨为慢化剂的压力管式反应堆。可以实现不停堆更换燃料。切尔诺贝尔核事故便涉及这种反应堆。采 用 压 水 式 反 应 堆 的 核 电 站 采用压水式反应堆的核电站基本分为核岛、常规岛和核电站其他部分。由反应堆产生的核能会通过在核岛内的蒸汽发生器产生蒸汽，而核岛所供应的蒸汽会推动常规岛内的涡轮发电机发电。核电站其他部分则包括站内的辅助设备及附属设施等。 核岛内的反应堆会进行核裂变，并产生热力，热力由一回路内的高压水带到蒸汽发生器(即热交换器)，蒸汽发生器会将二回路给水转化为约 67巴(或 6 700千帕)的高压蒸汽，再经过蒸气管送到常规岛，以推动涡轮发电机。 在常规岛内，蒸汽会经过多级涡轮机，然后进入冷凝器。冷凝器再将蒸汽冷却成水，即凝结水(冷凝器的冷却水由泵房以海水泵从海中抽取)。从冷凝器流出的凝结水(即给水)会泵回核岛内的蒸汽发生器，然后再次转化为蒸汽。在这过程中，蒸气会将涡轮发电机作高速转动(广东核电站及岭澳核电站所采用的涡轮发电机的额定转速为每分钟三千转)，从而产生电力及完成整个能源转化过程。 再生系数与临界状态为了进一步说明问题，我们先了解两个基本概念。一是再生系数，我们把某代中子数对于上一代中子数之比称为再生系数，用K来表示。如果裂变产生100个中子（第一代中子），经过慢化再引起下一次裂变，若产生102个中子（第二代中子），那些，再生系数K1.02。二是临界状态，把K1需要的最小的裂变燃料数量叫做临界质量。当K1时，中子数保持不变，链式反应可继续进行下去每秒钟内发生恒定的裂变数，每次裂变放出的能量也一定，这表明反应的功率保持一定水平不变。当K1时，中子数越来越多，功率在增加，这个状态称为超临界状态。当K1时，中子数越来越少，功率也在下降，直到停堆，这种状态称为次临界状态。作为核电站反应堆的工作主要是上述的三种状态。K1的临界状态是预先设计所希望的。K1的次临界状态，会造成停堆，自然没有什么危险性。有危险性的主要是超临界状态。当再生系数Kl.0065时，反应堆的功率会急剧上升而难以控制。这种状态称为瞬发临界。这在运行中是必须避免的。一个超瞬发临界的反应堆和原子弹是大不相同的。因为在没有约束的情况下，当功率上升，产生大量的热能时，热膨胀和机械解体就会使核燃料迅速分散，整个反应堆很快降到次临界状态（K 1）。所以绝不会发生像原子弹爆炸甚至化学炸药爆炸那样的事件，但可能发生一回路蒸汽爆破和大面积放射性污染。这仍然是非常严重的事故。反应堆内积累的裂变产物，是反应堆潜在的主要危险。它所包含的200多种放射性同位素，放射性强度都很大。例如，一座10，000千瓦的反应堆运行三个月后，它积累的裂变产物的放射性，在停堆24小时后测量，约相当于10吨镭，或1，000万居里。如果地面污染0.2居里米2，居民就要立即撤离，如果地面污染103居里米2，就长期不能种庄稼或放牧，由此可见，这种潜在的危险性是多么大。如果这样大量的放射性全部扩散到环境中去，周围的居民将受到强烈的照射，其后果也是极为严重的。因此，核电站的主要危险来自可能导致大量放射性物质逸散的重大事故。反应堆的安全性包含有两方面内容，一是反应堆固有的安全性，二是为了反应堆的正常运行和安全而引入的控制系统和防护措施。 反应堆安全控制系统现在我们来说明为了反应堆安全正常运行而设置的控制