李冠興

（中國核學(xué)會，北京 100822）

核能發(fā)展與安全

李冠興

（中國核學(xué)會，北京 100822）

李冠興上海人，中國工程院院士，核材料與核燃料工藝技術(shù)專家?，F(xiàn)任中國核工集團公司科技委高級顧問，中核北方核燃料元件有限公司名譽總經(jīng)理，中國核學(xué)會理事長，中國核能行業(yè)協(xié)會名譽副理事長，全國核能標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會主任委員。

核能發(fā)電的科學(xué)起源于歐洲，技術(shù)發(fā)展于英美（特別是美國），而當(dāng)前核電的發(fā)展則主要在東亞（特別是中國）。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，中國已經(jīng)躋身世界核電發(fā)展的第一方陣，將逐步成為世界核電的產(chǎn)業(yè)中心，實現(xiàn)從核電大國到核電強國的歷史跨越。目前，中國運行的核電機組30臺，總裝機容量2831萬kW，在建的核電機組24臺，總裝機容量2672萬kW。在建核電機組規(guī)模居世界首位，是世界上核電發(fā)展最快的國家。計劃到2020年，核電運行裝機容量將達到5800萬kW，在建將達到3000萬kW以上。中國運行核電機組安全業(yè)績良好，未發(fā)生過國際核與輻射事件分級表二級以上事件和事故，四分之三的運行指標(biāo)處于世界核電運營者協(xié)會世界排名前四分之一。氣態(tài)和液態(tài)流出物排放遠低于國家標(biāo)準(zhǔn)限值。在建核電機組質(zhì)量保證、安全監(jiān)管、應(yīng)急準(zhǔn)備體系完整。

中國已成為世界上最大的能源生產(chǎn)國和消費國。全國火電裝機容量突破10億kW，予計年底發(fā)電裝機容量將達到16.3億kW左右。2015年核電累計發(fā)電量僅占全國電力總發(fā)電量的3.01%。核電是高效、清潔、安全的綠色能源，是保障能源安全和應(yīng)對氣候變化的關(guān)鍵途徑，是構(gòu)建多元化清潔能源體系不可或缺的一個必然選擇。因此必須堅持積極推進核電建設(shè)的方針，使中國核電在發(fā)電量中的比例盡早達到和超過世界11%左右的平均水平。

福島核事故最重要的教訓(xùn)是再次提醒我們，要充分認識到諸如堆芯熔化的、概率非常小的嚴重事故（超出設(shè)計基準(zhǔn)）是確實可能發(fā)生的！福島核事故亦充分說明2個千分之一的核電廠定量安全目標(biāo)，即對于“對緊鄰核電廠的正常個體成員來說，由于反應(yīng)堆事故所導(dǎo)致立即死亡的風(fēng)險，不應(yīng)該超過社會成員所面對的其他事故所導(dǎo)致的立即死亡風(fēng)險總和的千分之一；對核電廠鄰近區(qū)域的人口來說，由于核電廠運行所導(dǎo)致的癌癥死亡風(fēng)險，不應(yīng)該超過其他原因所導(dǎo)致癌癥死亡風(fēng)險總和的千分之一”的論證是不充分的。因為由于福島核事故造成的大量放射性物質(zhì)的釋放以及由此產(chǎn)生的社會、政治和經(jīng)濟的嚴重后果是不能接受的！中國要積極推進核電建設(shè)，必須要從根本上杜絕發(fā)生類似福島這樣的核事故，這種核事故是不能容忍的、不可接受的。這是核科技工作者的承諾和擔(dān)當(dāng)。

現(xiàn)有二代和二代改進型核電廠均以設(shè)計基準(zhǔn)事故作為依據(jù)，因而本質(zhì)上并未考慮承受嚴重事故的問題。其雖然具有一定抵御嚴重事故的能力，而且在福島核事故后預(yù)防和緩解嚴重事故的能力得到了進一步加強與提高，但是二代和二代改進型核電廠一旦發(fā)生堆芯熔化事故，由于不具有對堆芯熔融物的包容能力，后果依然是無法承受的。二代和二代改進型核電站最重要的安全措施是確保堆芯燃料組件包殼的完整性，確保堆芯有滿足冷卻需要的流動水。在緊急情況下，要斷然處置，向堆芯注水。

以AP1000為代表的三代核電充分吸取1979年三哩島核事故和1986年切爾諾貝利核事故的教訓(xùn)，把堆芯遭到嚴重損壞和熔化作為一個可信事件，進行核電廠的安全設(shè)計，通過理論分析和實驗驗證，確認安全系統(tǒng)的設(shè)計是可靠的、充分的。其中，AP1000的堆芯熔融物保持在壓力容器內(nèi)的技術(shù)，可以確保在發(fā)生堆芯熔化事故時，采用非能動方式，用水冷卻壓力殼下封頭，將熔融物滯留在壓力殼內(nèi)，壓力容器不會被熔穿，從而保證安全殼的完整性，實現(xiàn)從設(shè)計上實際消除大量放射性物質(zhì)釋放的可能性，確保無放射性物質(zhì)向核電廠外泄漏！這就是說，發(fā)生概率非常小的最嚴重核事故造成的損失和危害，可以局限于核電廠內(nèi)而對公眾和環(huán)境不造成危害，損失主要是經(jīng)濟上的。中國自主研發(fā)的華龍1號和CAP1400三代核電也具有類似的功能。這對社會公眾來說應(yīng)該是可以接受的，對國家來說也是可以承受的。

核電廠的安全要通過設(shè)計、建造和運行的全過程來實現(xiàn)，容不得半點馬虎和疏漏。在當(dāng)今比較浮燥的社會環(huán)境條件下，要強化監(jiān)督，堅持誠信和精益求精的工作態(tài)度，堅持持續(xù)不斷改進的安全文化理念，人定勝天！

托馬斯·弗里德曼在《世界是平的》一書中寫過這樣一段話，對印度和中國來說，“未來是非常清晰的。他們準(zhǔn)確地知道他們未來將要干什么。”中國和印度“在未來將要做美國今天正在做的事情，而美國的工作是去創(chuàng)造未來”，振聾發(fā)聵，發(fā)人深?。?/p>

科技進步是無止境的！對提高采用壓水堆型的核電廠安全性的一個重要方向，是研制出不會熔化的核燃料元件和能包容全部裂變產(chǎn)物的燃料芯體，并在安全性與經(jīng)濟性之間滿足可以接受的平衡。

核能的未來在中國！在這里我想引用馬克思的一句話：“在科學(xué)上沒有平坦的大道，只有不畏勞苦沿著陡峭山路攀登的人，才有希望達到光輝的頂點?！迸c從事核科技工作的同仁們共勉！

—— 摘自《科技導(dǎo)報》2016年 第15期