311核事故后的中国核电安全发展思考

时间已过去一年多了，然而311福岛核事故的余波却仍未停息，每当回顾这一事件，都能得到不少的经验与教训。这些惨痛教训将时刻提醒我们安全利用核能的重要性，尤其是核能在全球能源地位愈发重要的情况下，更是警示我们应随时把核能的安全性放在第一位。

一、311核事故的警示

2011年3月11日，日本发生9级地震并诱发海啸。海啸导致福岛核电站发生放射性物质严重泄漏事故。至今，“核恐惧”在全球范围扩展。正是因为核电站一旦发生事故，对人类和环境的危害就会很大，因此，其安全性要求远高于其他发电方式。311核事故对于我国发展核电产业具有深刻的警示作用。

1. 丧失厂外电源

核电站1~3号机组处于“全厂断电”工况：丧失照明，反应堆控制系统停止运行，几乎所有仪表均停止工作，而且通讯严重不畅。

警示：在实现紧急停堆之后，核反应堆通常还需要供电来维持“停堆”状态。如果丧失了厂外电源，则需要启动备用发电机，以便为反应堆安全停堆所需的设备提供电力。

2. 关键的冷却

福岛核电站在受到海啸袭击1小时之后，仅存的不需要电力供应的应急冷却系统不能继续为1号和2号机组充分排出衰变热，导致不能提供足够的冷却能力，反应堆堆芯的燃料棒发生熔毁，并向外界释放放射性物质。

警示：在机组实现了紧急停堆之后，由于反应堆堆芯的核燃料继续在大量释放衰变热，因此需要不断地对堆芯进行冷却。这对于防止堆芯过热和燃料受损是十分关键的。

3. 氢气爆炸

在事故发生后的前4天中，日本和国际社会的专家均怀疑1～3号机组堆芯中的核燃料已经受损，爆炸性的氢气含量在不断上升，导致1号、3号和4号机组先后发生氢气爆炸，导致反应堆厂房受损以及放射性物质向环境的释放。

警示：及时通过安全壳通风和向反应堆注入海水等临时措施来降低反应堆的温度与压力，以防止氢气爆炸。从311核事故的技术表象，我们要充分认识核安全的重要性和紧迫性，核电发展要把安全放在第一位。重新评估和定义核电应从设计、施工到运行的安全标准。

二、核电安全生产的技术变革

世界核电发展历程大致可分为四代（四个阶段）。

1. 第一代核电站

1954-1965年间世界共有38个机组投入运行，属于早期原型反应堆，即“第一代”核电站。期间1954年苏联建成世界上第一座核电站—5MW实验性石墨沸水堆；1956年英国建成45MW原型天然铀石墨气冷堆核电站；1957年美国建成60MW原型压水堆核电站；1962年法国建成60MW天然铀石墨气冷堆；1962年加拿大建成25MW天然铀重水堆核电站。

2. 第二代核电站

1966-1980年间世界共有242个机组投入运行，属于“第二代”核电站。由于石油危机的影响以及被看好的核电经济性，核电得以高速发展。期间美国成批建造了500-1100MW的压水堆、沸水堆，并出口其他国家；苏联建造了1000MW石墨堆和440MW、1000MW VVER型压水堆；日本、法国引进、消化了美国的的压水堆、沸水堆技术；法国核电发电量增加了20.4倍，比例从3.7%增加到40%以上；日本核电发电量增加了21.8倍，比例从1.3%增加到20%。它们是世界目前正在运行的核电站的主力机型。福岛第一核电站六台机组全是“沸水型”核反应堆。

3.第三代核电站

1981-2000年间由于石油危机导致经济发展减缓电力需求下降，加上三哩岛和切尔诺贝利事故的影响，西方发达国家核电发展缓慢。 21世纪以来世界核电发展开始复苏，主要原因有：世界能源紧张要求发展核电；全球减少CO2排放的要求为核电的发展提供机会；核电运行业绩的持续改善改变了对安全性的顾虑；世界各国积极的核电发展规划。美国、欧洲、日本、加拿大开发的先进轻水堆核电站，即“第三代”核电站（ABWR、System80＋、AP600、AP1000、EPR、ACR）取得重大进展，有的已投入商运或即将立项。

4. 第四代核电站

2000年1月，在美国能源部的倡议下，美国、英国等十个有意发展核能的国家，联合组成了“第四代国际核能论坛”，约定共同合作研究开发第四代核能技术。第四代核电站将满足安全、经济、可持续发展、极少的废物生成、防止核扩散等基本要求；将包括三种快中子反应堆系统和三种热中子反应堆系统。其中，高温气冷堆、熔盐堆、钠冷快堆就是具有第四代特点的反应堆。

综上，核电站使用的反应堆虽有多种类型，不同类型的反应堆有不同的安全防护设计。但任何一种反应堆都应该具备3种能力：一是紧急停堆能力，能在最短的时间内迅速终止反应堆内的链式裂变反应；二是停堆后的低功率维持能力，裂变反应被终止后，依旧有大量的裂变产物不断地以衰变方式放出射线，变成热量。必须把这一部分热量迅速转移到外部，以避免堆芯温度增高、熔毁，造成严重事故；三是事故发生后的防泄漏能力，主要体现在反应堆结构上的多重屏蔽措施，反应堆的整体建筑必须具有很好的防震、防水能力和密闭性。

三、中国核电发展的现状、政策及趋势

日本核电站泄漏事故发生后，我国国务院专门召开会议，强调要充分认识核安全的重要性和紧迫性，把核电发展的安全性放在第一位。并决定抓紧编制核安全规划，调整完善核电发展中长期规划，核安全规划批准前，暂停审批核电项目，包括开展前期准备工作的项目。还决定立即组织对我国核设施进行全面安全检查，切实加强正在运行核设施的安全管理，全面审查在建核电站。中国核电发展进入了休整期。

目前，中国已有秦山、大亚湾、岭澳和田湾4个核电站，共计15台核电机组投入商业运行，核电装机容量达到1250万千瓦，在建机组为26台，装机总容量达到2884万千瓦，已建和在建装机总计达到4000万千瓦，拟建机组21台(累计装机2272万千瓦)。由于现有核电机组已把沿海地区基本布满，拟建的核电机组全部选址在江西、湖南、广西、四川、河南等人口稠密的内陆地区。

此外，现在未重启核电的审批工作。已经给中国的核电企业和相关设备市场带来了不小的损失。近期公布的核电企业2012年年中报显示：核电相关企业毛利率有下滑风险，以中国一重核电设备板块为例，营业收入比去年同期减52．46％。同时，对内陆建核电站的争议也比较大。

实现到2020年非化石能源占一次能源15%的目标，发展核电是唯一现实、可行的选择。在中国已探明的一次能源资源储量中，石油和天然气储量非常少，只占5.4%和0.6%。同时，中国需要通过大量进口石油来满足国内的需求。生物质能、地热能和潮汐能目前应用还非常有限。中国的水电资源虽然比较丰富，但已探明储量到2020年也最多只能提供2亿千瓦的装机。太阳能的利用近年来发展速度很快，但是目前的成本仍然很高，并且占地面积大，大规模商业应用还需要假以时日。我国风能资源较为丰富，但是风能发电具有随机性、间歇性和低容量系数等特点，并且风能分布集中，这些特点严重的制约风电的发展。中国的核电发展无可替代。

因此，国家和相关部门为重启核电和提升核电安全做了一系列的努力。

第一，改革机构设置，提升安全监管。中国政府把对核安全的监管，提升到了前所未有的高度，采用与国际接轨的核电标准，实施中央政府直接、独立的核安全监管。另外，核与辐射安全监管机构大幅扩容。2011年9月，在环保部原核与辐射安全司基础上，核与辐射安全监管一司、二司、三司的人员编制扩充一倍多，由2008年的38个增加到85个。2012年2月，国家能源局将电力司下属的核电办公室升级为核电司。这都是国家重视核电及其安全的信号。

第二，配套文件相继被批准。国务院近期批复了《核安全与放射性污染防治“十二五”规划及2020年远景目标》，规定“十二五”期间重点项目投资需求约798亿元。各级政府按照事权划分，重点对公益性科研教育设施的核安全改进、应急保障和核安全监管能力建设、环境放射性污染治理、核安全科技研发等方面给予支持。《核电安全规划》和《2020年核电中长期发展规划》已经原则上获得高层认可。

第三，相关企业和部门也在为重启积极做准备。近期，环保部加快了核电企业的准入审批、环评审批。中俄合作的田湾核电站二期工程，也将于今年12月底前动工。

中国核电重启在望，但是未来的核电发展更加重视核电安全性，提高安全标准。

四、中国核电安全发展之路

按照国家核电发展计划，不管是同时还是陆续建设众多核电机组，都必须十分重视建设质量，千万不能为了追求发展速度而降低了建设质量。因为核电一旦建成，将会长期运行，就会接受时间的考验，就将对我们的子孙后代产生影响，只有严把质量关，才不会给我们的子孙后代造成麻烦。同时，中国核电设施一定要事先制定切实可行的应急预案。俗话说“不怕一万，就怕万一”，在安全运行的时候，就要提前做好一旦发生紧急事故如何处理，对可能发生的各种紧急事故都要分别做好处理预案，并且要在一定时间段内进行必要的演习，以避免一旦发生紧急事故而束手无策。只有这样，才能防范于未然。

1. 确保核电安全必须采用先进技术

从表面上看，福岛核事故的起因是九级特大地震引发的海啸，是不可抗力造成的。但国际原子能机构认为，任何事故都是可以避免的，关键是要采用先进技术与进行科学的管理。因此，对核事故原因分析，不应停留在自然灾害层面，而应当从核电站安全系统技术特点等方面进行深刻反思。

造成这次福岛核事故，有企业应急措施迟缓、政府监管和反应不力等原因，但从根本上看，能动型安全系统失灵是主因。按照核电站的运行规则，出现事故后首先要实现停堆，然后将堆芯余热导出，这是确保核电站安全最关键的一步。如不能及时导出余热，就会发生堆芯熔化，严重的会引发爆炸、泄漏。在解决余热导出问题上，有两种技术路线，一种是能动型安全系统，一种是非能动型安全系统。能动型系统主要依靠外部电网或备用电源驱动，一旦全厂失电，冷却系统即告失效；非能动系统不依赖电源，而是依靠重力、对流、蒸发、凝结等物质固有的自然规律来带出余热。福岛核电站使用的是能动型余热导出系统，地震后反应堆实现了自动停堆，并利用柴油机驱动冷却系统工作。然而一小时后，海啸摧毁了柴油发电系统，导致其后一系列严重事故。

中国经过对第三代核电多方比选， 引进了AP1000机型。一旦发生事故，可以在72小时内无需电源和人工干预而自动冷却，遇到类似日本这次自然灾害能够避免发生重大核事故。同时在抵御恐怖主义、人为破坏核电站方面也有相当优势。这次事故表明，以非能动技术代替能动技术将是核电发展的主要方向，我国应当统一技术路线，坚持引进消化吸收AP1000技术，并自主开发新的机型。

2. 核电站在建设中首先面临的是选址问题，也就是说建在哪里更安全、经济、高效

中国核电发展必须充分考虑环境变化的因素，考虑天灾的因素，确保安全。中国核电建设在设计的层面上，就应该充分考虑发生地震的可能性，在抗震方面的设计应该做好最坏的打算。只有这样，才能确保千秋万代不出问题。即使是为此而付出经济成本，也应该在所不惜。

核电站必须建在地质稳定的区域，避免地震、山洪、海啸等地质灾害。而日本处在地震带上，火山活动频繁，地质环境对于建核电站非常不利。由于核电站存在发生事故的潜在危险，所以应该建在人烟稀少、物产不丰、远离大工业和城市的地方。

这样万一发生事故，造成的损失、对社会和周围环境的影响相对较小。然而，日本国土面积小，人口密度大，却建立了55座反应堆，因此，其核电站难以远离城市和工农业发达区域。福岛县本身是日本人口密度较小的区域，但是与其相邻的却是工业、经济非常发达，人口密度很大的区域。因此，此次核事故的社会影响极大。核电站在运行过程中会产生大量低浓度放射性废液。最简便的方式是将其排放到深海中，进一步稀释到环境允许的放射性强度以下。这也是为什么大量核电站建在海岸边的原因。但是，离海近并不意味着直接建在海滩上，更不应该建在低洼处。福岛核电站其实建在人造海滩上，而且地基高度不够，因此没有阻挡住海啸的冲击，造成了严重的事故。

3. 我国核安全面临的挑战和当前面临的紧迫任务

经过长期努力，我国建立了符合国际标准、比较完善的核安全管理和核事故应急体系，核电建设和运行总体上保持了安全稳定。但是对安全问题仍然不能掉以轻心。近年来，我国核电呈快速发展态势。与日本相比，我国在役机组数量较少，但在建、拟建机组数量较多，安全质量控制压力持续加大，核电发展配套能力、核安全监管和应急体系亟待加强，长期安全隐患不容忽视。

从核电发展历程看，每一次重大核事故都带来了核电技术的升级，日本福岛核事故也完全可以成为开发应用更安全、更先进核电的动力和契机。当前，中国核电发展总体形势良好，虽然存在一些安全隐患，但应当坚持“十二五”规划确定的“在确保安全的基础上高效发展核电”的方针，按照安全第一、质量第一的原则，用最先进的标准对所有的核电设施进行安全评估，加强核电设计、建设、运营的全过程管理，消除一切隐患，确保万无一失。

（1）理顺管理体制，加快推进原子能法建设。我国《原子能法》已经历了4次立法。1984年，原国家科委组织起草《原子能法》。此后该法律草案及修改稿先后在1988年、1992年、1995年三次上报国务院法制局。2006年，《原子能法》(草案)开始由原国防科工委重新起草并开始广泛征求各部门和单位的意见。目前，我国已经开始了新一轮《原子能法》的立法工作。2011年3月，由工信部牵头成立了国家《原子能法》起草工作组和专家组，内容涉及立法目的、适用范围、基本原则和制度、核安全以及损害赔偿责任与保险等内容。 《原子能法》是我国核能发 展的基本法律依据。如果《原子能法》不出台，我国核能发展将会面临一系列瓶颈。无论是监管机制、应急措施和核能政策制定实施，都需要有《原子能法》支撑。

（2）合理控制核电发展规模和节奏，核电发展中应当把安全放在第一位，而不是把规模、速度放在第一位。需要进一步提高对核安全重要性的认识，核安全无小事，核安全是核电发展的前提和基础，核安全是核电发展的生命线，核安全是国家安全的重要组成部分。这些理念必须深入人心，并落实到将来的工作当中去。

（3）建立国家层面监管机构。需要进一步加强核安全的监管，尤其要建立一支强有力的核安全监管机构，要保证这个机构有完整的独立性、强大的技术队伍、坚实的技术基础和充足的资源保障。由于核电安全的风险时刻存在，监管机构的作用就显得非常重要。中国核电监管体系的建立始于1984年，当时，参考国际核安全实践，成立了独立于核能开发部门的国家核安全局。1998年，国务院机构改革，国家核安全局并入当时的国家环境保护总局（环保部的前身）。目前，环境保护部下属的国家核安全局承担民用核设施核安全监管的职能。中国核电监管的主要挑战来自监管能力方面，尚不能完全满足核电发展的需要。在国家层面上，要有针对核电安全强有力和应对措施充分的国家应急体制和负责机构，监管机构要有独立性、权威性和专业性。其中独立性包括：结构独立性，与其他政府体系和非政府体系相对独立，以避免受到影响； 操作独立性，可以为监管体系提供充足的技术和金融资源；以及文化独立性。

（4）需要进一步提高安全标准，并且有效全面执行。福岛核事故反映出人类社会当前对自然灾害的认识还存在局限，由于核事故的后果非常严重，所以我们有必要进一步提高核电站的设防标准，尤其针对极端自然灾害的设防标准。与此同时，一定要保证这些标准制定以后得到全面有效的落实和执行。

（5）建立听证会，完善公众有效参与机制。有效的公众参与是确保核能安全的重要条件，是衡量核安全文化成熟的标志，有关部门应积极地为公众参与核安全提供条件和帮助。中国需要进一步完善相关的法规和机制，确保公众可以获取核反应堆安全的相关信息，在核电厂批准、建设、运营的各个阶段都应接纳和鼓励公众参与。此外，各运营方应该尽可能地公开信息，以提高公众对核电的认知度。

（6）建立全球规范，加强国际交流合作。需要进一步强化国际合作，充分共享各方的经验和能力。核安全没有国界，城门失火殃及池鱼，所以在核安全这个大家庭里，没有任何一个国家可以独善其身。从这个意义上来讲，我们必须大力提倡各国核安全监管机构之间、各国之间无条件加强经验和能力共享，建立全球核安全规范，开展统一的安全检查，推广成功的核安全运行实践。

五、结论

随着我国经济的发展，我国面临的能源问题也愈发严峻，能源紧缺严重威胁着我国未来的发展，而太阳能、风能、潮汐能等新能源现在的发展都面临各种各样的问题，都有着其各自的局限性，核能作为一种较为成熟的技术必将在我国未来的能源供应中占据更加重要的地位。由于核能特殊的发展历史背景和辐射风险的物理生物特性，关于核能安全性的争论一开始就是一个非常复杂和敏感的问题。

311核事故，警醒着我国核能的发展中，安全性必须放在第一位，必须投入更多的力量改善和发展核技术，完善我国核能发展战略，提升我国核电运行安全保障标准，进一步发展我国的核电事业，为国民经济的发展提供更清洁、更安全、更经济的新能源。