來(lái)源:中國(guó)核能行業(yè)協(xié)會(huì) 發(fā)布日期:2016-04-21
見(jiàn)報(bào)載內(nèi)陸核電再度延后,可能錯(cuò)過(guò)“十三五”。我個(gè)人在國(guó)內(nèi)出生,臺(tái)灣成長(zhǎng)受教育,本行物理,后在美國(guó)就業(yè)。因緣際會(huì),曾在賓州三里島工作了二十年,親身參與了世界三大核事故的調(diào)研和善后工作,至今還在幫助多個(gè)國(guó)家強(qiáng)化核安全,包括日本核電重啟和國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)的一些工作。三里島和我住家離赫德遜河邊的印地安點(diǎn)Indian Point核電站都不遠(yuǎn),二者都在內(nèi)陸。既然國(guó)內(nèi)官方仍在進(jìn)行深入論證,聽取社會(huì)各界意見(jiàn)中,就將一己所知所得,提供給大家參考。
有人把三里島、切爾諾貝利和福島并列,好像核電安全有無(wú)法解決的難題,心懷無(wú)比恐懼。其實(shí)像車禍、空難到太空旅行,科技只會(huì)越來(lái)越進(jìn)步,失事率越來(lái)越低,內(nèi)陸與沿海并無(wú)分別。現(xiàn)在就把全世界核工業(yè)界從核事故中學(xué)到的教訓(xùn)、與時(shí)俱進(jìn)的改進(jìn)和成就,在此略作介紹。
首先是1979年美國(guó)三里島。我在事故后半年加入該公司,總結(jié)事故的原因是設(shè)計(jì)廠商、監(jiān)管部門和營(yíng)運(yùn)單位普遍認(rèn)識(shí)不足。當(dāng)20世紀(jì)60年代初設(shè)計(jì)電廠時(shí),假定當(dāng)?shù)乜赡馨l(fā)生最大地震,震壞反應(yīng)堆冷卻水管路的大破口事故,是最嚴(yán)重的可能。外電源切斷后,所有控制棒自動(dòng)插入爐心,連鎖反應(yīng)急停,余熱靠緊急柴油發(fā)電機(jī)啟動(dòng)灌水到堆心排熱。三里島事發(fā)時(shí)并無(wú)任何破管,卻是因壓水式機(jī)穩(wěn)壓器頂端的泄壓閥開啟后故障卡死,造成爐水失控泄漏到安全殼內(nèi)的小破管事故。壓水式變成沸水式,水位儀表顯示紊亂,主控室緊急信號(hào)燈閃爍如圣誕樹,多重警鈴大作,反應(yīng)堆操縱員不知所措,導(dǎo)致部分燃料熔毀和少量輻射物外泄,但未造成任何人員傷病。
事后美國(guó)核管會(huì)詳細(xì)研究了前因后果,發(fā)布NUREG0737文件,重點(diǎn)是保證加強(qiáng)泄壓閥操控能力,每座電站都必須做或然率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估(PRA),并且建造專用模擬機(jī),加強(qiáng)所有值班人員和工程師的訓(xùn)練和判斷能力等等。我在1984年曾和另外兩位年輕同事,穿上密實(shí)的防輻射塵衣,走進(jìn)未受損的1號(hào)機(jī)安全殼里面,做史上第一次緊急泄壓實(shí)驗(yàn)。控制室里用高音喇叭通知我們要打開穩(wěn)壓器頂端泄壓閥。5、4、3、2、1,我們忙躲到大水泥間隔后面。剎那間一聲巨響,高壓蒸汽沖進(jìn)積水糟。我們目視記錄該閥門重復(fù)幾次開關(guān)自如。前后只幾十秒鐘,不能太久,否則槽里裝水汽過(guò)多,沖破防護(hù)的陶瓷防護(hù)牒,就像2號(hào)機(jī)組事故重演,我們?nèi)齻€(gè)在安全殼里面,就會(huì)變成云南汽鍋雞,蒸熟了。
做這個(gè)實(shí)驗(yàn)是為證明反應(yīng)器泄壓閥可經(jīng)直流電動(dòng)遙控,當(dāng)電站“全黑”,就是喪失所有外電源,必須主動(dòng)泄壓灌水,保證堆芯無(wú)損,當(dāng)然就不會(huì)發(fā)生廠外泄漏。所以“緊急泄壓”有如練鐵布衫、金鐘罩武功,把核安全最后一道“罩門”封住,從此“金剛不壞”。80年代初,NUREG0737規(guī)定所有電廠必須具備此能力,三里島核電廠第一個(gè)做的,之后全世界其他電廠大都跟著做了。1號(hào)機(jī)在這之后連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)400余天,打破世界記錄,延壽四十余年至今,營(yíng)運(yùn)正常。
其次是1986年切爾諾貝利核事故。蘇式石墨重水堆設(shè)計(jì)RBMK與西方輕水堆有本質(zhì)不同。在低功率狀況時(shí),具有正溫度系數(shù)特性;當(dāng)稍有失控升溫時(shí),其中子通量不會(huì)像西方輕水堆設(shè)計(jì)那樣自動(dòng)回落,而是上升。它基本上不存在穩(wěn)定狀況,要靠專業(yè)核工程師和復(fù)雜計(jì)算機(jī)程序操控。事發(fā)當(dāng)天做透平汽機(jī)試驗(yàn),堆芯工程師不在場(chǎng),汽機(jī)工程師擅自升載,功率失控超臨界暴升造成水蒸氣爆炸,高溫引燃石墨發(fā)生大火。蘇式電廠無(wú)圍阻體,普通廠房頂蓋被炸穿,造成輻射物大量外泄及人員傷亡。
還有就是五年前日本的福島核事故。福島核電廠按明治維新以來(lái)最大海嘯紀(jì)錄,筑了6米高的防波堤,曾傳說(shuō)在我國(guó)唐朝貞觀年間,即日本平安時(shí)代有極大地震海嘯,但無(wú)正史紀(jì)錄,因而就未加理會(huì)。結(jié)果,事故當(dāng)天地震達(dá)九級(jí)。機(jī)組雖安全停機(jī),停電后緊急柴油發(fā)電機(jī)按設(shè)計(jì)啟動(dòng),但等到海嘯來(lái)襲時(shí)浪高達(dá)14米,淹過(guò)了防波堤直接灌入地下室,里面的柴油發(fā)電機(jī)引發(fā)的短路不僅切斷驅(qū)動(dòng)注水泵的交流電,連控制閥門的直流電也泡湯了。反應(yīng)堆中的高壓放不掉,又沒(méi)動(dòng)力驅(qū)泵打水,加上東京電力當(dāng)局延誤手動(dòng)泄壓時(shí)機(jī),才造成嚴(yán)重后果。
海嘯后幾天,我們公司用自己開發(fā)的電腦程序,分析福島1至4號(hào)機(jī)組的前因后果,與現(xiàn)狀完全吻合。結(jié)果發(fā)布在我們自己的網(wǎng)站上,《紐約時(shí)報(bào)》立即來(lái)采訪,于4月3日刊出了專文,包括訪問(wèn)了美國(guó)能源部長(zhǎng)朱棣文、NRC主席、幾位大學(xué)教授、各國(guó)家實(shí)驗(yàn)室人士和法國(guó)AREVA公司(供應(yīng)福島核燃料)高層等,標(biāo)題是“From Afar, a Vivid Picture of Japan Crisis(從遠(yuǎn)處看,日本災(zāi)難畫面生動(dòng))”,結(jié)論是“The Japanese are honestly blind.(日本人老實(shí)瞎眼。)”
一年后,日本下議院正式調(diào)查報(bào)告出爐,其結(jié)論清楚指明,福島核事故完全是人為失誤。他們進(jìn)一步說(shuō)明,日本的核電站沒(méi)有跟上世界潮流,沒(méi)持續(xù)做安全方面的改進(jìn)。報(bào)告寫下的癥結(jié)是“我們的問(wèn)題是:對(duì)上級(jí)盲目的服從,對(duì)長(zhǎng)官?gòu)牟毁|(zhì)疑,做事固守成規(guī),團(tuán)隊(duì)精神至上,跳不出一個(gè)島國(guó)人的心態(tài),事故純?yōu)槿毡局圃??!?/P>
臺(tái)灣有部分民眾認(rèn)為日本是上邦先進(jìn),連他們都會(huì)出此大錯(cuò),自己遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及,不如早早收攤,加上地狹人稠,“假如”“萬(wàn)一”出事無(wú)處可逃,必遭滅種之災(zāi)! 于是風(fēng)起云涌多次上街搞“反核四”大游行,終至其封存且拖垮了國(guó)民黨。諸君聽其論點(diǎn)是否似曾相識(shí)?與國(guó)內(nèi)反內(nèi)陸核電不約而同。
下面是我自己學(xué)物理、核工和數(shù)學(xué)的心得:物理上低濃縮鈾235連鎖反應(yīng)變化緩慢,臨界運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)靠控制棒和硼溶液調(diào)節(jié)功率,不可能像化工廠爆炸、交通事故、建筑倒塌等任何其他機(jī)件失靈或天災(zāi)一樣,瞬間發(fā)生、來(lái)不及補(bǔ)救。反應(yīng)堆停機(jī)后衰退熱開始6%,幾小時(shí)內(nèi)降到1%,必須靠水冷卻,其后緩慢下降。只要有多重和備份防御裝置,保證有儀表、電源、水源和夠水準(zhǔn)的人員,可確保反應(yīng)堆冷卻。所以,新時(shí)代的關(guān)鍵字“主動(dòng)”,意為一切在掌控當(dāng)中,沒(méi)有“假如”和“萬(wàn)一”這樣的未知模糊空間。以丟銅板為例,得頭像的機(jī)率為50%;用手?jǐn)[放則失敗率為零。因?yàn)槎研纠鋮s,根本上不會(huì)熔毀,安全殼無(wú)損,當(dāng)然沒(méi)有外泄。
核電站建在內(nèi)陸,當(dāng)然要考慮地質(zhì)、地震、取水、防水災(zāi)、氣象等因素,就如在沿海一樣,并無(wú)不同。我說(shuō)要有“三元保障”原則——即電源、水源和夠水準(zhǔn)的人員。三樣缺一不可,少了找設(shè)計(jì)、建廠、監(jiān)管和營(yíng)運(yùn)者負(fù)責(zé)改正。世上任何國(guó)家的監(jiān)管機(jī)構(gòu),就算沒(méi)有白紙黑字明文用此標(biāo)準(zhǔn),但精神上無(wú)異?!叭本呷男聲r(shí)代,核事故再也不會(huì)發(fā)生了。舉世也沒(méi)有第二個(gè)國(guó)家把海陸分設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的,何必再等五年?
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