來源:科技日?qǐng)?bào) 發(fā)布日期:2015-01-20
1983年6月1日,浙江海鹽杭州灣之濱,被轟鳴的機(jī)械聲打破了寧靜。此時(shí)此地,承載著期盼與希望的秦山核電站從藍(lán)圖走向了現(xiàn)實(shí)。
這是中國(guó)核工業(yè)60年發(fā)展歷程中的重要轉(zhuǎn)折。從此,核不僅是構(gòu)筑國(guó)防堅(jiān)盾的武器,更成為推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的“強(qiáng)心劑”。核工業(yè)從此拉開了“二次創(chuàng)業(yè)”大幕,在新的發(fā)展道路上大步邁進(jìn)。
如今,我國(guó)核電技術(shù)從30萬千瓦到60萬千瓦,再到100萬千瓦,以三級(jí)跳的方式實(shí)現(xiàn)了一次次跨越,建成了完整核科技工業(yè)體系,并形成了與國(guó)際接軌、較為完整的核安全法規(guī)、核安全監(jiān)管及核應(yīng)急體系,確保和平利用核能事業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。
核電技術(shù)實(shí)現(xiàn)三級(jí)跳
1991年12月15日,我國(guó)自行設(shè)計(jì)、建造的秦山30萬千瓦核電站首次并網(wǎng)成功,填補(bǔ)了中國(guó)大陸和平利用核能領(lǐng)域的空白。中國(guó)成為世界上第7個(gè)能夠自行設(shè)計(jì)和建造核電站的國(guó)家。
三年后,采用法國(guó)核電技術(shù)建造、單機(jī)容量為98.4萬千瓦的兩臺(tái)機(jī)組先后在廣東大亞灣投入運(yùn)行。大亞灣核電站是我國(guó)大陸地區(qū)第二座核電站,為我國(guó)百萬千瓦級(jí)核電站自主化和國(guó)產(chǎn)化積累了經(jīng)驗(yàn)。
1996年6月2日,我國(guó)自主設(shè)計(jì)建造、包括兩臺(tái)60萬千瓦壓水堆機(jī)組的浙江秦山二期核電站開工。它與30萬千瓦的秦山一期相比絕非增加容量那么簡(jiǎn)單,而意味著一系列嚴(yán)峻的技術(shù)挑戰(zhàn)。在核工業(yè)人不懈努力下,兩臺(tái)機(jī)組分別于2002年、2004年投入商業(yè)運(yùn)行,標(biāo)志著我國(guó)首座自主設(shè)計(jì)建造的大型商用核電站全面建成。
在此基礎(chǔ)上,中國(guó)向百萬千瓦級(jí)壓水堆機(jī)組發(fā)起了挑戰(zhàn)。2008年12月,秦山核電站的擴(kuò)建工程——包括兩臺(tái)百萬千瓦機(jī)組的方家山核電站投入建設(shè)。今年1月12日,該工程2號(hào)機(jī)組成功并網(wǎng)發(fā)電。至此,秦山核電基地現(xiàn)有9臺(tái)機(jī)組全部投產(chǎn)發(fā)電,總裝機(jī)容量達(dá)到654.6萬千瓦,年發(fā)電量約500億度。
在不斷攻克壓水堆核電難關(guān)的同時(shí),核工業(yè)人也把目光投向了重水堆核電技術(shù)。1998年6月8日,采用加拿大坎杜-6核電技術(shù)、包括兩臺(tái)72.8萬千瓦機(jī)組的我國(guó)首座重水堆核電站——秦山三期核電站開工。
重水堆是指用重水取代普通水作慢化劑和冷卻劑,它能以天然鈾或者回收鈾作為燃料。秦山第三核電有限公司副總經(jīng)理張振華介紹,壓水堆用完的乏燃料還需要進(jìn)行后處理,重水堆則可以把壓水堆用完的乏燃料再用一次,將資源利用率提高20%以上。同時(shí),重水堆可以生產(chǎn)大量的同位素鈷-60,可滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求的80%。鈷-60是伽馬刀的放射源,常用于癌和腫瘤的放射治療。除了醫(yī)學(xué),放射性同位素和輻射技術(shù)也在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、食品加工、公共安全等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。
近年來,我國(guó)核電技術(shù)不斷取得突破創(chuàng)新——凝聚著核工業(yè)人智慧與心血的“華龍一號(hào)”,是我國(guó)具有完整自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的三代核電品牌;鈉冷快中子反應(yīng)堆于2014年底實(shí)現(xiàn)滿功率運(yùn)行,標(biāo)志著我國(guó)快堆技術(shù)取得實(shí)質(zhì)性突破,緊跟國(guó)際第四代核電技術(shù)的發(fā)展潮流。
國(guó)防科工局系統(tǒng)工程司司長(zhǎng)、國(guó)家原子能機(jī)構(gòu)秘書長(zhǎng)劉永德介紹,截至2014年底,我國(guó)大陸在運(yùn)行核電機(jī)組共22臺(tái),總裝機(jī)容量2010萬千瓦;在建機(jī)組26臺(tái),規(guī)模2800萬千瓦。按照規(guī)劃,2020年我國(guó)核電裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到在運(yùn)行5800萬千瓦、再建3000萬千瓦,核電占到全國(guó)發(fā)電總量的13%左右。
核工業(yè)不斷取得創(chuàng)新性成果
無論是原子彈爆炸、核潛艇下水、核電站并網(wǎng)發(fā)電,都離不開核工業(yè)最基本的原料——鈾。
1958年,來自全國(guó)各地的2500多名職工匯聚到京廣鐵路線上一個(gè)不起眼的小站,在一片連綿起伏的山脈中,打下了中國(guó)第一個(gè)鈾礦井。
鈾是少有的核燃料之一。自然界中,平均每噸地殼物質(zhì)中含有2.5克鈾,儲(chǔ)量比金、銀等元素還高。然而它在各種巖石中的含量很不均勻,且總是以化合狀態(tài)存在,提取的難度非常大。
1963年11月,凝結(jié)著礦區(qū)工人汗水與心血的第一批鈾礦石,從許家洞運(yùn)往衡陽鈾水冶廠,通過水冶工藝,對(duì)鈾礦石進(jìn)行提煉和純化。
如今,位于科爾沁草原的中核通遼鈾礦基地,卻看不到下井的工人、轟鳴的設(shè)備和飛揚(yáng)的塵土碎石,新的開采工藝使基地里呈現(xiàn)出不同景象。
中核集團(tuán)鈾礦采冶首席專家蘇學(xué)斌介紹,目前所用的是原地浸出采鈾工藝,把二氧化碳、氧氣與地下水混合形成一種浸出液;用機(jī)械鉆孔把浸出液注到地下與鈾礦物進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),生成一種含有鈾的溶液;再用管道把這種溶液送到處理車間,通過一系列化學(xué)和物理過程,生成重鈾酸鈉,也就是核工業(yè)最初端的一種產(chǎn)品?!俺嗣绹?guó),我國(guó)是第二個(gè)掌握這種先進(jìn)工藝的國(guó)家?!彼f。
除了開采提煉,用于核燃料的鈾還需經(jīng)歷關(guān)鍵的一步,即鈾濃縮。1964年1月14日,我國(guó)第一瓶高濃縮鈾產(chǎn)品問世,為原子彈的制造提供了最基本的條件。這瓶產(chǎn)品被科研人員稱做“共和國(guó)的第一個(gè)寶貝兒子”。
數(shù)十年來,我國(guó)鈾濃縮技術(shù)不斷實(shí)現(xiàn)突破。2012年12月中核集團(tuán)宣布,核工業(yè)關(guān)鍵技術(shù)——鈾濃縮離心技術(shù)已成功投入工業(yè)生產(chǎn),我國(guó)由此成為世界上少數(shù)幾個(gè)自主掌握這一核心技術(shù),并實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用的國(guó)家之一。
2014年7月10日,由宜賓中核建中生產(chǎn)的四組銀色組件插入秦山第二核電廠2號(hào)機(jī)組反應(yīng)堆,這種型號(hào)為CF3的組件,是當(dāng)前我國(guó)自主研制的最先進(jìn)的核燃料元件。目前我國(guó)已形成宜賓、包頭南北兩大核燃料元件生產(chǎn)基地,可為各類核電站及科研提供安全可靠的核燃料組件。
從鈾礦的勘探、采冶、鈾濃縮,到核燃料元件制造,以及乏燃料處理、高放射性廢液處置、高濃縮鈾的低濃化改造……中國(guó)核工業(yè)不斷取得創(chuàng)新性成果。國(guó)防科工局局長(zhǎng)、國(guó)家原子能機(jī)構(gòu)主任許達(dá)哲表示,我國(guó)已建立起包括鈾礦地質(zhì)勘探、鈾礦采冶、鈾純化轉(zhuǎn)化、鈾濃縮、元件制造、核電、乏燃料后處理、放射性廢物處理處置等環(huán)節(jié)的完整核科技工業(yè)體系。
核應(yīng)急水平能應(yīng)對(duì)一切核事故
2011年3月11日,海嘯造成日本福島核電站事故,引發(fā)了許多人對(duì)核電安全的憂慮。
國(guó)防科工局核應(yīng)急安全司司長(zhǎng)、國(guó)家核事故應(yīng)急辦公室副主任姚斌表示,我國(guó)核應(yīng)急水平世界領(lǐng)先,有能力應(yīng)對(duì)一切核事故。
所謂核應(yīng)急,絕非亡羊補(bǔ)牢,其根本任務(wù)是在抓好核電站運(yùn)行安全管理的同時(shí),在核應(yīng)急組織建設(shè)、預(yù)案制訂、技術(shù)儲(chǔ)備、救援隊(duì)伍建設(shè)、應(yīng)急物資裝備建設(shè)、演習(xí)演練、科普宣教等方面進(jìn)行周密安排。數(shù)十年來我國(guó)在核事業(yè)發(fā)展中保持著良好的安全記錄,正是源于日臻完善的核應(yīng)急機(jī)制。
姚斌說,按照“縱深防御”的理念,我國(guó)核電廠從保證設(shè)計(jì)、建造質(zhì)量,嚴(yán)格執(zhí)行運(yùn)行規(guī)范并及時(shí)監(jiān)測(cè)糾正,自動(dòng)啟用安保系統(tǒng),啟動(dòng)事故處理規(guī)程,到啟動(dòng)應(yīng)急體系,共設(shè)置了五道防線。根據(jù)核事故性質(zhì)、嚴(yán)重程度及輻射后果影響范圍,我國(guó)將按應(yīng)急待命、廠房應(yīng)急、場(chǎng)區(qū)應(yīng)急、場(chǎng)外應(yīng)急的分類,開展四個(gè)級(jí)別的響應(yīng)行動(dòng)。倘若事故發(fā)生,將采取事故緩解與控制、輻射監(jiān)測(cè)和后果評(píng)價(jià)、人員放射性照射防護(hù)、去污洗消和醫(yī)療救治等九方面措施。從防患未然到快速響應(yīng)、合理應(yīng)對(duì),以最大程度保護(hù)公眾和環(huán)境,維護(hù)國(guó)家安全。
福島核事故后,我國(guó)采取了一系列改進(jìn)措施,進(jìn)一步強(qiáng)化核電站安全。
而2014年6月在莫斯科國(guó)際核工業(yè)展上亮相的“華龍一號(hào)”,更是充分地吸收了福島核事故的經(jīng)驗(yàn)反饋,在構(gòu)筑核電的縱深防御體系方面下足了工夫?!叭A龍一號(hào)”提出了“能動(dòng)和非能動(dòng)相結(jié)合”的安全設(shè)計(jì)理念,采用堆腔注水冷卻、安全殼冷卻、余熱排出三大安全聯(lián)動(dòng)系統(tǒng),確保極端事故下反應(yīng)堆的安全。
(科技日?qǐng)?bào)北京1月16日電)
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