核电是安全的能源吗？

自从前苏联切尔诺贝利核电站发生泄漏事故以来，世界上引起一场轩然大波，许多人对核能颇有“谈虎色变”的恐惧感，在教学中同学们也提出问题：核能到底是不是安全可靠的新能源？

切尔诺贝利核电站
核电站是有一系列严格的安全措施的。一座大型压水堆电站，允许的排放量对附近居民的最大照射仅为天然放射性本底的5%。核电站在正常运行中，由于燃料元件包壳、压力系统和安全壳三层屏障的包容，以及放射性废气、废液排放前的一系列处理，加上严格的排放标准和管理，最终的排放量是很小的。世界各国的核电站，放射性物质的实际排放量均在允许范围之内，周围的大气和水中没有监测到放射性水平的增加。对于废气、废液处理过程中的浓缩物，经固化处理后运至厂外储存库也可作永久的安全的贮存。所以，核电站在正常运行时，排出废物很少，有利于保护环境。当然，建造核电站必须高度注意安全，防止可能的核污染和核事故发生。
同时，人类本来就生活在天然的放射性环境中，关键是辐射剂量的大小和对生物的效应。国际放射防护委员会提出的允许辐射剂量，为每人每年500毫雷姆（自然界原有的辐射和医疗照射除外）。带夜光表1年接受的辐射剂量1毫雷姆，看彩色电视约1毫雷姆，做一次心肺透视为40毫雷姆。在核电发达的英国，据调查，每人每年由于核电站所受的核辐射小于0.1毫雷姆，核电站边界的人接受的核辐射也只有2毫雷姆。核电站与烧煤电站比较，对环境的污染危害要小得多。据分析，一座100万千瓦的煤电站通过烟囱排放的放射性辐射剂量接近5毫雷姆，比核电站的排放量要大3倍。同时，烧煤电站的烟尘污染则更为严重。
正由于核能是安全可靠的能源，世界核电工业发展迅速。1988年，全世界的核电站已有400多座，核电站发电量已占全球电力生产总量的16%以上。

世界上一切物质都是由原子构成的，原子又是由原子核和它周围的电子构成的。轻原子核的融合和重原子核的分裂 都能放出能量，分别称为核聚变能和核裂变能，简称核能或核电。
核电的作用：核能转换电源。
如何科学、安全、有效的利益核能？
核安全是安全的一个特定领域，对象是核能的利用，目标是使得放射性释放的潜在风险可行可控，符合和满足核安全管理政策和法规要求。核安全除了一些基本原则和一些具体要求之外，还有一些不常被人们提及的特征或原则，如全局性、动态性、适度性和均衡性。核电厂的配置和瞬态过程都非常复杂，其性能和业绩与设计、建造、运行和管理等各方面密切相关只有把握住有机的整体，才能保证核安全，这是它的全局性。它的动态性体现在核安全要求是在不断完善，核设施状况也是在不断变化着的，对待核安全问题应当从实际出发，历史地和发展地看待，进行必要的利益和代价分析。
1.安全不是目的
安全是什么，安全不是目的，安全是达成某种目的所必需的前提条件。安全是使特定工业或社会活动风险可知可控的方法与手段。安全工作以促进社会生产力的进一步提升为最终目的。
所有人类社会活动都存在着危险，即不安全因素，关键在于其效益、危险的程度和发生的可能性能否被接受。这就要求安全工作首先要对风险进行分析和评价，使之可知，然后选用特定的措施来进一步防范或减小其后果，使风险成为可控，满足人们的可接受性。
核电由于其本身带有的潜在放射性向外释放的风险其安全问题备受关注。所以安全必须第一。
2 核安全要求的适度与均衡
几十年运行经验表明，现有核电机组的设计与运行是足够安全的，核安全固然是公众关心的重大问题，但从技术上来说它已不是核电发展的主要障碍。目前全球核电对电力工业的贡献，一直维持在17%左右，它已经是一项成熟的技术，而不是实验室规模的研究课题核电已经是一个工业行业。所以我们必须把核电作为一个行业，考虑它在市场竞争中的存活。在此条件下，核电的经济竞争力，已经上升为主要因素。
为此，我们的核安全要求必须是适度的，它对社会产生的风险，以大大小于其它替代能源可能产生的社会风险、大大小于其它社会活动所产生的社会风险、大大小于因缺电所带来的社会总风险为限。
在核电发展的问题上，应该充分利用非政府组织与意见领袖在政府与公众之间的桥梁作用，来加强政府与公众的沟通与交流，促使政府与公众在中国发展核电的问题上早日达成共识。 地方政府与业界是项目的主要推动者，也是具体执行者，在项目具体选址、操作、宣传等多方面都应引起更多的重视，要把得到公众的首肯放在第一位。核电的每一个项目的成败都关系到整个行业的发展，绝不能为了追求短期利益而忽视对整个行业产生的长期负面影响。
出于对环保、生态和世界能源供应等的考虑，核电作为一种安全、清洁、低碳、可靠的能源，已被越来越多的国家所接受和采用，在全球部分地区掀起了核电建设热潮。

被有些人描绘得十分可怕的放射性危害，说穿了，真是微乎其微。核电站附近的居民每年所受放射性剂量只有0.3毫雷姆。如果要给大家一个感性上的对比，那么一个人若抽1枝烟的话，就相当于吸收5毫雷姆，透视一次X光所受的放射性剂量是20～100毫雷姆，坐一小时飞机所受的放射性剂量是0.5毫雷姆。从这些数字就充分说明，把核电站的放射性危害视若洪水猛兽，是不必要的。

我们在前面指出煤炭作为能源的缺点，并不是想在目前就取消这种传统能源。相反，现阶段煤炭仍是包括中国在内的世界的主要能源之一；中国在制订技术政策时，还需要确定大力建设以山西为中心的煤炭能源基地。但是，在必须发展核能的地方和时候，科学工作者就要不失时机地为决策提供科学的论证。

核电的各种材料来源中，虽然也有类似煤炭在生产中出现的对环境的危害，可是由于核燃料的能量高度密集，使其危害的范围要小得多，人们对此综合地作过考察。1982年瑞士由于使用核电站，全国的整个能源系统排放C02减少了1／4左右。

但目前当我们在选择电站时，听到的对燃煤火电的指责远少于考虑核电时遭到的非难，这是人们受传统观念束缚的一个具体反映。

现在，我们就要比较深入地分析一下核电的安全性能，并且要在同其他能源系统作比较以后进行综合评价。

核电的安全性究竟怎样呢?为了解决这个问题，有些国家的核电站对外开放，组织人们参观。实际情况说明，核电不但是安全的，而且它的危险性比其他许多能源都小。

核电站反应堆的核装料部分决不会发生原子弹那种爆炸，它的潜在危险是强放射性裂变产物的泄漏，造成对周围环境的污染。

原子弹是由高浓度的(大于93％)裂变物质铀-235或钚-239和复杂而精密的引爆系统所组成。通过引爆系统把裂变物质压紧在一起，达到超临界体积，于是瞬时形成剧烈的不受控制的链式裂变反应，在极短时间内，释放了巨大的核能，产生了核爆炸。而反应堆的结构和特性与原子弹完全不同。反应堆大都采用低浓度裂变物质作燃料，而且这些燃料都分散布置在反应堆内，在任何情况下，都不能像原子弹那样把燃料压紧在一起而发生核爆炸。而且，反应堆还有各种安全控制手段，来实现受控的链式裂变反应。在设计上总是使反应堆具有自稳定特性，即当核能意外释放太快，堆芯温度上升太高时，链式裂变反应自行减弱乃至停止。因此，在任何情况下，反应堆的核燃料部分决不可能发生原子弹那种核爆炸。

针对核电站的危险，为防止事故的发生，在设计中，采取了种种安全措施，其主要出发点是防止燃料元件的不正常温度升高和阻止裂变产物大量逸散到环境中去。如果能做到这两点，也就保证了核电站的安全。安全的具体措施如下：

(1)为了防止放射性物质的泄漏，核电站设置了四道安全屏障。

第一道屏障是核燃料芯块。

第二道屏障是锆合金包壳管。

第三道屏障是压力容器和封闭的一回路系统。

第四道屏障是安全壳厂房。由于有安全壳厂房的屏障，对厂房外的环境和人员的影响微乎其微。

(2)可靠的控制保护系统。

当反应堆的功率过高，温度上升较快，中子数增加需用的时间太短，冷却剂流量过低时，通过控制系统可迅速实现停堆，或降低功率以免损坏堆芯。还可以采用流量控制、化学补偿和液体毒物来实现控制保护。仪表、信号和控制电路都工作在可靠的状态，对重要的参数，有三套独立的监测控制装置，并按照一定的原则动作。这样既能确保事故停堆，又可避免因仪器故障引起的误动作。

(3)可靠的冷却系统。

该系统可保证反应堆在正常工作状态或发生事故时将燃料发生的热量带走，避免燃料元件烧毁。例如，轻水堆失去冷却水的事故是假想的严重事故。如果管道破裂，其中最严重的情况是一回路最大直径的管道破裂，造成两个断口涌出，致使反应堆失水。堆芯将要烧坏，大量的放射性物质可能释放到安全壳内。此时，反应堆自动紧急停闭，多重安全设施立即起保护作用：其一，由于一回路的压力陡降，应急堆芯冷却系统中的安全注水箱立即自动顶开逆止阀门，向一回路紧急注水，补偿系统中流失的冷却剂；其二，与此同时，应急堆芯冷却系统中的高、低压安全注水泵相继起动，把贮水箱中的水连续注入反应堆一回路，保证堆芯得到水的淹没和冷却。安全壳喷淋泵也同时起动，把水喷入安全壳内，使壳内水汽冷凝，压力下降，放射性物质被水吸收；其三，贮水箱中的水用完后，安全注水泵立即改从安全壳地坑吸水，再循环拄人反应堆，确保长时间冷却需要。耐压的安全壳厂房始终保持严格密封，不使放射性物质泄漏。

核电站的没计和制造标准比常规工业要高得多，并且，为达到这些标准而实施的质量控制和质量保证也要严密得多。核电站甚至以可能性极小的假想的最严重事故作为安全没汁的依据，并加以纵深层层设防，确保安全。核电站是现代科学技术综合发展的产物，它的科学设计、精心制造、可靠的运行和多重安全措施使之发生重大事故的可能性比其他自然或人为灾害(如飞机失事、火灾、地震、水坝决口、飓、风等)要小得多。

究竟哪一种能源系统对人类的健康造成的危险性更大呢?回答这一问题不能只从其大小和外观来看，必须用单位能量所造成的危险——即对人类健康造成的总危险除以该能源系统产生的净能量来衡量。同时，还要考虑到全部能量的循环，如果仅仅计算和比较部分系统造成的危险性是不能说明问题的。

总的危险性是根据该能源系统所引起的死亡、创伤和疾病来评定的，同时要考虑能量生产的全过程，包括开始阶段、中间阶段和最后阶段。例如，对核电站和太阳能收集器，不仅要考虑建造和运行过程的危险性，而且还要考虑开采所需的沙、铜、铁、铀和其他原材料，以及把它们造成玻璃、铜管、核燃料棒、钢材等过程中的危险性，还要考虑运输中的危险性。

将核能、煤、石油和天然气等能源系统生产单位能量所造成的危险性进行比较，可以发现，核电站比烧油或烧煤电站的危险性要低得多。同时，计算结果表明：太阳能、风能、海洋能及木醇等多数非常规能源系统的总危险性比常规能源系统(煤、石油、天然气、水电等)和核电的大。

大11种能源系统中，天然气发电的危险性最低，其次是核电站，第三是非常规的海洋温差发电系统。其他大多数非常规能源系统都有很多的危险性。但所有能源系统中最高的是煤和石油，其危险性大约为天然气的400倍。

非常规能源系统有较大的危险性，是因为它们的单位能量输出需要大量的材料和劳动。太阳能和风能是发散性的能，很微弱，要积聚大量的能量需要相当大的收集系统和贮存系统。而煤、石油及核能系统属于集中形式的能，需要设备不多。天然气需要的材料最少，建造时间也最短，风能需要材料最多，太阳能光电池需要的建造时间最长。非常规能源系统需要大量的材料，这意味着要进行开采、运输、加工和建造等大量的工业活动。而每种工业活动都会造成一定的危险性，把所有危险性加起来，这些非常规能源系统的危险性就相当大了。

与许多人的直觉相反，非常规能源系统，如太阳能和风能发出每单位能量对人类健康的危险性，比常规能源系统(如天然气)和核电站要高得多。

下面将就很多人关心的核电厂运行安全及其管理作一叙述：

运行安全要素分解

从运行的角度来看，核电厂可以分为机组、操纵员、管理层三大部分，其中管理层包括领导和职能部门。管理层同时掌握着机组和操纵员，但是管理层不能直接干预机组的运行，只有操纵员才能改变机组的运行状态，因而形成了三个方面和两个关系：一边是操纵员与机组的关系，即人机接口；另一边是管理层与操纵员的关系，即人人关系。这样，运行安全研究与管理必须综合考虑上述三方面和两个关系。

根据历史经验，运行安全问题主要是人因，操纵员自然是运行安全研究与管理的中心。通俗地说，电厂的一切理应围着操纵员传。与操作员有关的要素有人员选拔考核、初始培训、后续培训、任务分配和奖惩激励，其中任务分配是运行班组内部的人人关系。总的目标是要有一个合格的能胜任的操纵员运行班组。

机组作为电厂实体，为操作员提供运行的物质环境。机组一般要经历设计、制造、施工、安装、调试、维修等几大过程。其中设计制造将赋予机组足够的安全裕度和可靠性，以忍受一定程度的故障和人为差错。在运行阶段，维修是关键点，它保证机组处于设计所规定的正常状况。与运行安全有关的机组要素包括电厂布局、标识、色彩编码、物质条件和清洁度等。同时，还要考虑高温、噪音、电气、化学等对操纵员伤害的。工业安全因素。

管理是操纵员所必需的环境，它与物质环境同等重要。管理就是服务，它包括政策、制度、大纲、计划、协调、保障等六大方面。

在人机接口方面，应当关心的问题有主控室设计(实体布局与环境条件)、辅助诊断手段、模拟机、维修培训设施和运行规程等。

在人人关系方面，应当特别注意的有安全素养培育、管理态度、资源分配、自我学习能力、上下交流渠道等方面。

只有具备了良好的物质环境、管理环境、人事环境，由合格的操纵员掌握，良好的机组才能创造良好的运行记录。

运行安全管理

安全是不能直接管理的，我们只能管理促进安全所必需的电厂条件，其中也包括高层管理人员对安全的态度和承诺，推进全厂的安全素养。

由于核电发展阶段上的原因，以及人力物力智力的，限制，到目前为止核电厂主管和国家核安全局对核电安全的管理侧重于设计和施工，以及操纵员的取证工作，基本上还是静态的局部的。今后，为适应核电厂投运的形势，安全管理应当将机组、操纵员、管理层三方面，人机、人人两关系都管起来，实现有机的全方位管理。

运行安全管理方法与执照审评过程的管理方法是全然不同的。在“是”“非”之间，管理的内容更多的是行政性的而不是技术性的，管理的方法也主要靠对话协商，鼓励业主积极考虑如何改进运行安全。当然，对于严重违章，主管部门仍须辅以一定的制裁措施。

运行安全管理中很重要的一点是，应当设立一定的标准，建立业主表现系统评价大纲，检查业主的管理质量，促进和支持业主建立和维持安全素养。

运行安全问题，只要通过努力，对公众不可信赖的安全性是完全能做到的。