核电站会越造越安全

核电站会越造越安全 日期：2011-03-15 作者：许琦敏 来源：文汇报

福岛第一核电站1号机组内部构造   发生紧急情况时停止反应堆的顺序   原子能事故的国际评价及具体案例

□本报记者  许琦敏          一场大地震后的海啸，把全世界的目光吸引到了日本福岛核电站——海啸摧毁了核电站所有的应急柴油机，核电站内的几次爆炸揪紧了人们的心，甚至担心风向、洋流是否会把核辐射的影响带到自己家门口？          其实，这种惴惴不安大可不必，因为在经历了前苏联切尔诺贝利、美国三里岛的核事故之后，全世界的核工程专家已在采取各种措施提高核电站的安全性。承担我国第一个核电站——秦山30万千瓦核电站总体和核岛设计的上海核工程设计研究院原副院长吴剑鸣在接受记者采访时说，在建、将建的核电站在安全设计上都将大大超过福岛核电站。      三道屏障          目前，世界上核电站常用的反应堆有压水堆、沸水堆、重水堆以及快堆等。其核心都是通过核裂变反应产生大量热能。而不同堆型则采用不同的冷却方式，把热量带出核反应堆，再通过水蒸气推动汽轮机，用于发电。          为了保证核电厂的安全，在放射性裂变产物和环境之间一般都设置了三道屏障：第一道屏障是燃料芯块包壳。核裂变产生的放射性物质98%以上滞留在二氧化铀陶瓷芯块中，燃料芯块密封在鋯合金包壳内，它能承受约200个大气压，防止燃料裂变产物进入一回路水中。第二道屏障是压力容器和一回路压力边界。核燃料封闭在耐高压的壁厚20厘米的钢质压力容器和一回路内。第三道屏障是安全壳。反应堆厂房是一个高大的预应力钢筋混凝土构筑物，壁厚近1米，内表面有6毫米厚的钢衬，即使在一回路系统及设备发生严重破裂的情况下，放射性物质也不会扩散到安全壳以外的环境中。          吴剑鸣介绍，与燃料棒在一起的还有一些控制棒，“当核电站发生事故，控制棒就会自动插入反应堆紧急停堆。”      双层安全壳和捕集室          福岛核电站已使用了30年，由于修建年数较早，设备已经老化，设计是上世纪70年代的水平。          三里岛核电站事故后，美国在此后近20多年没有批准新建任何核电站。然而，这段时间内，美国的核科学家、工程师们却在提高核电站的安全性方面绞尽脑汁，设计第三代核电站。比如，西屋公司设计的AP1000就是其中的一个。AP1000采取了非能动安全系统思路，即依靠重力，温差和膨胀等自然力来驱动安全系统，并通过蒸发、冷凝、对流、自然循环带走热量。和以前的第二代核电站相比，AP1000简化了系统，减少了设备。          安全壳从单层变成了双层。切尔诺贝利核电站没有安全壳，产生的核泄漏影响到了其它国家；三里岛核电站事故因为有了安全壳，把事故控制在核电厂内。如今采用双层安全壳它不仅更牢固、严密地把可能的核泄漏“包”起来，更使核电站能经得起飞弹撞击、飞机误坠等外来袭击。          当核反应堆内部温度过高，燃料棒熔化、锆合金外壳熔化怎么办？欧洲设计的第三代核电站EPR则为这种情况准备了一只混凝土的“大碗”——捕集室。吴剑鸣介绍，一旦这种情况发生，这些放射性液体将会被引流到这只扁平的“大碗”中，一方面散热凝固，另一方面确保它们不会进入土壤、地下水，对生物圈造成影响。      防护设计细上加细          当人类对核能的认识越深透，积累的核能使用经验越丰富，核能使用就会越来越安全。这次，福岛核电站承受住了超过设计能力5倍的地震冲击，值得全世界为之喝彩。但由次生灾害所带来的危机，也引起全球核工业界的关注与警醒。吴剑鸣说，工程设计总是往可能遇到的最坏的情况里考虑，毋庸置疑，这次日本发生的核事故会进一步提升核电站的安全设计。          目前，核电站的安全保障已细化成十几个方面，由成千上百个参数加以保证。吴剑鸣说，第一关就是核电站选址，首先要避开强震地带，历史上曾发生过大震的地区，绝不考虑建核电站。          本版文章除署名外，均由周祺、方陵生、史博臻编译。图表来源：日本读卖新闻 堆芯熔化的机理是什么? 日期：2011-03-15 作者：周祺;方陵生;史博臻 来源：文汇报                           尽管福岛核电站的反应堆已经关闭，但小的、基本的核衰变仍在继续，这意味着脱落的核燃料棒依然释放少量余热。在正常情况下，冷却水能驱散核燃料棒的热量，但是能量损耗意味着核电站无法从核燃料棒周围获取足够量的水。如果燃料棒暴露，那么它们就会熔化。在这种情况下，容器可能无法阻挡它们释放的辐射。泄漏的危险就此发生。