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福島事故未平 法國又炸:中國四代堆安全性如何?(1)

更新時間:2017-03-02 08:01:24 文字尺寸:

不久前,法國弗拉芒維爾核電站發生爆炸,法國官方稱,目前沒有核泄漏風險,已經排除人為破壞的可能。據英國《獨立報》報道,有5人在爆炸中受傷,多是吸入爆炸煙塵所致。為何法國核電站發生爆炸,卻沒有像日本福島核電站那樣產生核泄漏的風險呢?

為何法國核電站爆炸沒發生日本福島那樣的核泄漏

反應堆停堆后,鏈式反應雖然停止,但產熱不會立即降低到零。在相當長一段時間內,剩余裂變和裂變產物衰變會持續產生剩余功率,停堆后兩個小時仍可達額定熱功率的1%。這對于百萬千瓦核電站來說仍是極其巨大的熱量,可能導致堆芯熔化、壓力邊界和安全殼破損等事故,引起放射性物質大規模釋放的嚴重后果。所以核電站均設置余熱排出系統,用以停堆后將余熱導出,確保反應堆安全。

余熱排出系統分為能動余熱排出系統和非能動余熱排出系統兩大類。二者的區別是能動余熱排出系統必須依靠外部電源,而非能動余熱排出系統不需要電源。在全廠斷電等事故中,正常電源和可靠電源供電同時喪失,常規能動余熱排出系統因電源喪失而失去外部驅動力,余熱排出功能失效。非能動余熱排出系統的作用是在反應堆事故停堆后,不依靠外界驅動力,通過回路工質的自然循環可靠地導出堆芯余熱,將反應堆停堆后的余熱輸送到最終熱阱,以防止燃料包殼燒毀和堆芯熔化,確保斷電事故下系統的安全。非能動余熱排出系統的工作過程只依靠重力、冷熱工質的密度差以及回路壓差,提高了反應堆的固有安全性。

福島事故未平 法國又炸:中國四代堆安全性如何?(1)

法國弗拉芒維爾核電站一號反應堆

除少數三代非能動先進輕水堆外,目前大多數水冷堆,在緊急停堆后,如果沒有能動降溫措施,難以通過被動安全措施充分釋放殘余的衰變熱,美國三里島核事故就說明了這個問題。從三里島事故的原因和過程看,其主要教訓是能動安全系統需要大量人工操作,而人性不可靠可能因操作失誤造成嚴重后果。

日本福島核事故發生時,雖然由于地震引發的海嘯導致福島核電站斷電(核電專業術語即SBO,“全廠斷電”),而主動降溫冷卻系統需要電力來驅動,斷電直接導致主動降溫措施失效,堆芯溫度不斷上升。而在海嘯退去后,如果日本東電及時用海水去冷卻反應堆,也能一定程度上取得降溫的效果,雖然這種做法會對機組造成永久性損害進而報廢,帶來較大經濟損失。

正是處于經濟利益的考量,導致日本東電在核事故處理中猶豫不決,加上福島核電廠長期缺乏核應急演習,沒有準備應急發電裝置,反應堆內沒有消氫系統,這些管理和設備上的缺陷疊加在一起,讓東電失去了避免反應堆堆芯熔毀的機會,最終導致1、2、3、4號機組相繼發生氫氣爆炸,釀成了堪比切爾諾貝利核事故的7級核事故,根據IAEA的報告,放射性物質總泄漏量已經超過了切爾諾貝利。

法國核電站爆炸之所以沒有核泄漏的風險,主要原因在于爆炸發生點遠離核反應堆——發生爆炸的是法國弗拉芒維爾核電站的輪機房,該廠房屬于常規島,與反應堆有物理隔絕,僅有間接熱力傳遞,因此這次事故與核安全系統無關,并不會帶來核泄漏的風險。

核反應堆的安全性隨著技術進步而提升

要說明的是,即便將來發生了類似于日本福島核電站的情況,目前的第三代反應堆都可以避免發生類似于日本福島那樣的災難。原因就在于核電技術的進步。

 

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