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核电站天使还是魔鬼

发布时间:2021-01-21 16:42:08 阅读: 来源:硅酸铝设备厂家

核电站:天使还是魔鬼?

5月9日,位于美国纽约曼哈顿以北48公里的印第安角核电站因为变压器故障导致火灾,触发3号反应堆紧急关停。不过,大火很快被变压器自带的喷淋装置和现场工作人员扑灭。由于发生事故的变压器距离反应堆约100米远,火情未造成反应堆本身结构破坏,没有放射性物质外泄,也没有人员在此过程中受伤或身亡。

5月9日,位于美国纽约曼哈顿以北48公里的印第安角核电站因为变压器故障导致火灾,触发3号反应堆紧急关停。不过,大火很快被变压器自带的喷淋装置和现场工作人员扑灭。由于发生事故的变压器距离反应堆约100米远,火情未造成反应堆本身结构破坏,没有放射性物质外泄,也没有人员在此过程中受伤或身亡。由于该电厂的一号和二号反应堆仍在正常运转,供电区域内也未发生停电事故。即便如此,发生在人口稠密区域的这起核设施事故,仍引发了人们对于核电站安全的关注。  1954年,苏联建成了世界上第一座核能发电站,掀开了人类和平利用核能的新篇章。尽管因为技术细节的不同,核电站的反应堆分为压水堆、沸水堆、重水堆等不同类型,但其发电的基本原理是一致的,那就是核裂变产生热量,其作用就好像火电站里的锅炉,由这些热量带动汽轮机发电。在这个过程中,汽轮机的余热比较多,因此需要大量经过净化的水来冷却。一座100万千瓦的压水堆核电站,每小时需要冷却水约40万吨,这也是核电站大多建在海边的原因。需要强调的是,冷却水冷却的是常规岛中的蒸汽汽轮机,而非直接冷却核反应堆,日前冷却水也需要经过净化处理后才能排向江海。

核电站使用的是3%浓度的铀235,而1公斤铀235所能提供的能量在理论上相当于2300吨无烟煤,即便在现有的技术条件下,也相当于20吨至30吨煤。因此,核能发电的成本远远低于传统的发电方式。在这种情况下,核能一度被认为是解决能源危机的希望,特别是在1970年代的几次石油危机期间。  尽管核电站和核武器都使用铀235,但浓度是3%和90%的差别,再加上核武器和核电站的反应堆采取相反的设计原理:前者的设计利于爆炸,并且有加快反应的装置,而后者设计思路是减慢反应的速度。因此两者只是形似,核电站不会像核武器那样发生爆炸。此外,为了防止核泄漏等事故的发生,核电站在安全上是层层防御。第一层次强调对事故的预防。核电站一般至少有四道安全屏障:一是熔点为2800℃的陶瓷核燃料棒,它的物理化学性质稳定不会和水产生放热反应;二是采用优质的锆合金做燃料元件的包壳,该包壳具有良好的密封性和在运行条件下长期保持温和裂变产物的能力;三是将含有核燃料组件的堆芯封闭在壁厚约为20厘米的钢制压力容器内;四是安全壳,反应堆厂房是壁厚近1米的预应力钢筋混凝土构筑物,厂房内表面还有一层完整的钢制安全壳,防止放射性物质外泄至环境中。  第二层次的安全防御是及时探测并控制初始故障,防止发展成事故。第三层次基于理论上假设的事故(如主冷却剂管道断裂、全站停电、蒸汽管道破裂等这些所谓设计基准事故),设置几套安全系统阻止事故发生或限制事故范围扩大。为保证它们可靠运行,设计时都要有很高的可靠性要求。第四层次是对事故的处理措施,特别是对超过设计基准事故以外的严重事故,也应考虑一些附加措施,以减轻事故后果。  经过这层层防护之后,核电站的安全看起来是万无一失了,但很快,两起核事故的发生,将人们对核电站的信心打击到了谷底。  1979年3月28日清晨,美国建在宾夕法尼亚州哈里斯堡东南16公里的三里岛核电站,第二号反应堆发生了一起严重的失水事故,反应堆的堆芯部分熔化,大部分燃料元件损坏或熔化,放射性裂变产物泄漏到安全壳内,但并未外泄,核电站内的118名职工无一伤亡,只有3人受到略高于允许剂量的照射。外泄的放射性物质也更少,方圆80公里的200万居民中,平均每人所受的放射性剂量还不如戴一年夜光表或看一年彩电所受的剂量。  即便如此,事件还是在美国引发了恐慌,数千人逃离家园,“核噩梦”这一标题登上了《时代》周刊的封面。该事故使得美国的核建设大潮戛然而止,美国国内100多座核反应堆的新建计划被取消,一些已完成90%的核电项目也被叫停,美国最后一座进入运营的核反应堆的建设计划是在1976年作出的。  几年之后,1986年4月26日,前苏联切尔诺贝利核电站第四号反应堆起火,并发生化学爆炸(并非核爆炸)。爆炸释放量相当于堆内约3%到4%的核燃料。事故当时有2人被炸死,1人死于心脏病,救火中有29人受辐射损伤,其中28人因患急性放射性病致死。事故后周围30公里范围内撤离了21万居民。事实上,这是一次严重的人为责任事故,当时研究人员在做一次安全实验,切断了反应堆所有的安全措施,却又启动了反应堆,这个实验方案严重违反了安全规程。事故的技术原因是前苏联开发的这种石墨水冷堆具有较大的缺陷,另外,切尔诺贝利核电站没有绝大多数核电站具有的安全壳。  切尔诺贝利事故震惊了全世界,欧洲的核电建设开始放缓,意大利 、瑞典和德国都决定暂停建设核电站,并出台了核电站逐步退出方案。25年之后的日本福岛核事故,更在全球引发了抗议核电站的浪潮。目前,发达国家中除了法国和个别北欧国家还在坚定推进核电站的建设之外,在其他国家大都举步维艰。事实上,时至今日,每生产100万千瓦电能,平均发生的死亡人数在煤电、油电和核电上分别为1.8、0.3和0.25,燃煤电厂的职业危险比核电站大6倍多,核电仍然是一种安全能源。如果你在核电站旁边枯坐一年,你所受到的辐射比乘波音飞机从纽约到洛杉矶往返一次所受的辐射还少。但公众对安全的担忧,政客对选票的考虑,以及其他非传统能源的发展,都使得核电在发达国家已失去了大部分的正当性。

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