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核能源与核安全

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发表于 2010-9-15 11:24:34 | 显示全部楼层 |阅读模式
核能又称原子能,是指原于核裂变、原子核聚变或在其转变过程中所择敢的能量。可以说,在人类生存的地球上和宇宙之中,有着取之不尽、用之不竭的核能源。从本世纪30年代末科学家们发现利用中于轰击铀原于核可维持链式核裂变反应井获得巨大能量至今的50多年间,核能的开发利用无论在技术上、经济上,还是生产规模上,都已取得了突飞猛进的进展。今天,核能已经公认为是替代有限化石能源的未来最重要的能源。

核反应堆是实现可控核裂变链式反应的工程装置,是核电站的核心。按照用途的不同,反应堆大致可分为研究堆、生产堆和动力堆三类。核电就是由不同埃型的动力堆,利用堆芯核燃料的原子核裂变反应,释放出的巨大热能推动发电机组所发出的强大电力。目前,全世界已有26个国家(或地区)拥有运行中的核电站,到1990年12月,总计共有423台核电机组,净装机总容量达3,26亿千瓦,约占世界总发电量的16%,其中核发电量超过总发电量50%的国家有法国(74.5%)、比利时(60.1%)、匈牙利(5I.4%),接近或超过20%的有南朝鲜(49.1%)、瑞典(45.9%)、瑞士(42.6%)、西班牙(35.9%)、保加利亚、”芬兰、德国、捷克、日本、美国、阿根廷和英国。我国台湾省已有6台核电机组正在运行,其总装机容量为489万千瓦,1990年核发电量占全省总发电量的35.2%。

从1954年世界上第一座核电站建成至今已有近5000个堆年的核电站安全运行,总的来看,核电是一种安全、可靠、清洁的新型能源,具有十分广阔的发展前景。

核电站与核安全核电站一般由提供热能(高温、高压蒸汽或燃气)的动力氓和发出电力的发电机组两大部分组成。通常,称动力堆厂房为“核岛”,称发电机厂房为:常规岛。本文所说的“核安全”,均指“核岛”部分的安全问题。广义的“核安全”,还应包括履行《核不扩散条约》和国际原子能机构《规约》中关于扩大原子能的和平利用,以及防止核扩散和接受国际核监督的核保障。

核电站所用的动力堆有重水堆、高温气冷堆、石墨水堆、轻水堆和快中于增殖堆等多种堆型。在轻水堆中又有沸水堆和压水堆之分。由于当今世界各国核电站应用最广,技术也最为成熟的是压水堆,故我们对安全性的讨论,也以压水堆型核电站为主。

一提起核电站,人们往往把它同原子弹相提井论,担心核电站一旦发生事故,排出的放射性就会造成灾祸,这显然是一种误解和无必要的疑虑。反应堆绝不可能像原子弹那样爆炸,因为它们是性能完全不同的两个系统。各种核武器的装科,均必须采用含铀达90%以上高浓集铀或近100%纯钚,而发电用堆芯核燃料均为低浓集铀,含铀一般仅为3%左右,它放大量铀同位素及其他材料所稀释,在任何情况下,即使失去控制,也不可能发生核爆炸。所谓核动力堆的安全性,其含义是指反应堆设施对工作人员、广大公众的健康和安全,以及对周围环境的保护应具有的切实可靠的保证。即应做到:

首先,在正常运行情况下,反应堆厂房外的放射性辐射以及向外排放的放射性物质,对工作人员和周围人群造成的放射性辐照和对周围环境造成的放射使污染,应远远低于规范规定的允许水平。其次,在事故情况下,无论是内部原因或者是外部原因所5l起的事故甚至灾难性的事故,反应堆保护系统和专用安全设施能及时迅速投入,以确保堆芯安全,防止大量放射性物质泄漏到周围环境中去。

正是为了实现上述安全目标,核电建设从设计直至退役采取了一切必要的可能手段和措施,使事故发生的机率降到最小最小。

大家知道,任何一项新技术的应用在给人类带来巨大利益的同时,必然也伴随着一定的危害和风险,问题的关键在于如何把危害和风险限制在尽可能低,从而可被人们普遍接受的水平。这不仅与技术发展水平、社会和经济发展程度有关,而且还受人们的传统观念、心理状态、知识结构、习惯势力等多种因素的影响。对核电所具有的潜在危害的认识,同样也受到上述因素的影响。但是,人们对待风险的态度有两点却是公认的:其一,一个新系统进入社会生活,它所带来的社会风险应远远低于社会现有风险水平;其二,它为社会带来的利益越大,允许带来的风险也越大。为认清核能系统的风险水平,我们可通过若干方面的比较来加以鉴别。

第一,与其他社会实践和自然现象所致危害风险比较。据统计,人类疾病死亡风险为0.01,是一个相当大的风险,自然灾害风险为10-6,是最低参考风险。显然,这两项风险不以人的意志为转移,只能校迫接受。机动车事故造成的风险达2.5×10-4,但发达社会离不开汽车带来的利益,故对此风险仍愿接受。据此,可以认为10-4是人为事故最大可接受风险度(其他事故如跌落、火灾、溺水、中毒、水路运输、空中运输、铁路、触电、雷击、台风、龙卷风等事故风险度均在10-5~10-7)。可见,将核电事故风险度定在10-7,肯定可以认为符合上述公认原则而被广大公众所接受。何况,压水埃核电站运行至今,实际风险度远比10-7低得多。

第二,与其他能源危害比较。仅以核能与化石能源中的煤炭相比,因煤炭是人们早已习惯使用的燃料,对其产生的危害往往认为是完全可以接受的。但实际上,燃煤电站危害是多方面的:一是燃煤产生大量有毒有害废气。一座100万千瓦装机容量的燃煤电站,每年消耗原煤约300万吨,向大气排放烟尘约77万吨,二氧化硫约6万吨,氮氧化物1.3万吨,强致病物质3,4苯并花等多环芳香烃630公斤和大量温室气体二氧化碳;二是排放的烟尘中含有相当数量的砷、锦等有毒物质,三是排出的放射性物质如镭-226、228,钍-228、232,钋-210,钾-40,氡-220、222等造成的辐射。而核电站可避免上述有害气体和烟尘的排放。据有关资料统计,化石类能源的平均危害比核能的危害要高1—2个数量级。

第三,与天然、人工辐射照射的比较。人类生活在自然环境中,到处都有辐射源的照射。外层空间的宇宙射线、地壳本身的放射性、空气和食物中含有的天然放射性物质等,均构成了天然辐射源的照射。医疗诊断和治疗用的x射线、г射线及放射性核素药品,核试验和核电站运行向环境释放的放射性核素,各种职业性照射以及日常生活中受到的照射(如彩色电视荧光屏、荧光涂料表盘、吸烟、空中飞行等)也构成了附加人工辐射。实践表明,核电站正常运行时对周围居民的照射最大为0.05毫希,有的仅为0.00l毫希,平均约0.008毫希,比国际辐射防护委员会规定的居民允许接受剂量当量标准5毫希约低600倍,大约仅为每个人体内。钾对自身放射性照射的5%,每天吸20支烟产生放射性照射的0.8%。
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 楼主| 发表于 2010-9-15 14:39:59 | 显示全部楼层
核电安全保护措施核电安全是一个相当复杂的综合性系统工程,除了技术问题外,还包括大量组织、管理、监督、立法等多方面的因家。这里,仅就与核电安全保障有关的技术措施、组织措施、管理措施和立法保障等方面作一概要介绍。

(1)关于技术措施。在反应堆工程设计中,根据国际通用的安全准则,对任何可能发生的事故,如全厂断电事故、超功率事故、主回路管道破裂的海失水事故、甩负荷事故、埃芯融化事故等,都作了详尽的分析,并设置了多重安全保护设施或系统。其中报大部分都是为了防止发生机率很小的事故而专门设置的。由此也就增加了工程总投资费用,提高了发电成本。

工程设计中,在充分考虑并运用安全准则(如系统的多重性与独立性、设备的高度可靠性、应急电源相应急埃芯冷却系统的可靠性以及屏蔽防护、实体隔离等)、设备安全等级、现行技术规范和技术标准的基础上,保证达到:①可以控制i8芯反应性;②有足够的传热能力;⑧采用多种办法防止事故扩大或发生连锁事故反应;④防止放射性物质向外扩散。为防止事故情况下放射性物质向外泄漏,在核岛设计中设置了三道保护屏障:

第一道屏障是核燃料元件包壳,用吸收中子少和在高温下仍保持良好机械、导热、耐腐蚀的结合金制成,可有效地防止二氧化铀核燃料与水接触,把核裂变产物释放到一回路水中。

第二道屏障是反应埃压力壳和一回路管道、设备,把带有放射性的水限制在一回路压力边界以内。压力壳厚达150—200毫米,设计时所采用的安全系数是各类压力容器中最高的。

第三道屏障是核岛安全壳,它把核岛设备全部包容在内,是内层带铜壳的钢筋混凝土结构。完外可承受飞机撞击、顷石冲击,内部可以保证承受准芯中的水全部蒸发或汽化所产生的压力。1979年3月28日,发生在美国三哩岛核电站的部分准芯融化严重事故,放射性物质之所以没有大量外泄,就是由于安全壳起到了良好的屏障保护作用。

特别值得指出的是,1986年4月26日原苏联切尔诺贝利核电站发生的严重事故,从而唤醒人们必须更加注重核电的安全问题。该核电站事故虽因操作人员违反规程引起,但根本原因却是由于这种石墨水塔塔型自身的安全性能较差,存在着技术上难以克服的缺点,潜在着较大的不安全性所致。与石墨水堆相比,压水准不可能出现此种事故,它属于相当安全的埃型。

随着科学技术的不断发展,一种新型的更加安全、经济的压水培核电站——固有安全的先进压水准核电站正在开发研制之中。所谓固有安全性,也称非能动安全性,是指核电站的安全功能主要依靠自然界所固有的自然规律、运动定律、材料特性等方式自行完成(如自然循环冷却、依靠重力自由下落、高液位自流、材料的胀缩、反应性的负温度系数等),而不是依席外界施加的能动的机械、电力或人工操作来完成。此种设计,由于提高了自身的安全性,大大简化了电站中的各种系统和设备,缩短了建造周期,与相同容量的常规压水准核电站相比,总投资可节省约30%。

(2)关于组织措施。我国政府一贯高度重视核安全问题。根据发达国家核体制沿革的经验,1984年10月国务院专设了国家核安全局,其主要职责是:制定有关核安全监督管理法规;依法行使对境内核设施的审批权;依法独立行使核安全监督权。由于我国对核电站建设从一开始就采取了产业发展与安全监督分权管理的方式,使核安全监督机关不涉及工程投资与进度,这就从根本上避免了安全、进度、投资相互影响、相互制约的弊端。另外,我国设立了全国和核电站所在省区核事故应急委员会、核电厂运营单位核事故应急指挥部三级应急管理组织系统,保证在一旦发生核事故的紧急情况下,能够最大限度地控制、避免、减轻核损害。

(3)管理措施。核电工程建设中的严格的安全审批程序、许可证制度和质量保证制度,是确保核电安全的三项管理措施。

第一,关于安全审批程序。我国核电站安全审批程序分为三个步骤:①审评《核电站建造申请书》和《初步安全分析报告》,颁发核电站建造许可证,②审评《核电站运行申请书》和《最终安全分挤报告》,须发试运行批准文件,准许装料、调试和启动,⑧经试运行后,颁发《核电站运行许可证》,准许投入正式运行。

第二,关于许可证制度。为确保核安全,国家对核电站等核设施实行许可证制度。许可证包括:核电站建造许可证,核电站运行许可证,操作员执照和其他需要批准的文件。

第三,关于质量保证制度。为确保安全,贯彻“质量第一、安全第一”的方针,按照国际惯例和IAEA的有关规定,我国核电站建设实行严格的质量保证制度,与飞机制造和航天技术一样,核电站建设必须建立以全面执行《质量保证大纲》为中心的质量保证体系,要求与核电站建设有关的19项活动中全面贯彻实施。

(4)法规保障。核能,一要发展,二要安全,这就需要建立以“原于能法”为基本法的我国核工业和核安全领域中“基本法一法规一导则一标准”的完整的法规体系。在原于能法尚未颁发的情况下,参照国际上有关法规、导则和标准,我国核安全部分法规已先行颁发一步。这些法规是:《核电厂厂址选择安全规定》、《核电厂设计安全规定》、《核电厂运行安全规定》、《核电厂质量保证安全规定》、《中华人民共和国民用核设施安全监督管理条例》和《中华人民共和国核材料管制条例》以及它们所辖的若干导则、实施细则。这对保证我国刚刚起步的核电安全,无疑起到了应有的法规保障作用。
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发表于 2012-8-4 09:14:09 | 显示全部楼层
好贴坏贴,一眼就看出去  
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发表于 2012-8-4 09:14:09 | 显示全部楼层
你你你你 呵呵~~~~别这样哦.....  
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