最新消息,當(dāng)?shù)貢r(shí)間2月28日,日本東京電力公司開(kāi)始對(duì)福島第一核電站的核污染水進(jìn)行第四次排放,預(yù)計(jì)排放量約為7800噸。核污水與核廢水相比,其放射性物質(zhì)含量更高,對(duì)環(huán)境和人類(lèi)健康的潛在危害也更大。你知道“核廢水”的具體危害嗎?同時(shí),讓我們來(lái)回顧一下日本最初的“核廢水”排海聲明及福島核電站事故的發(fā)生。
2021年4月13日,日本政府宣布將東京電力公司福島第一核電站內(nèi)儲(chǔ)存的核廢水排放入海,排放總量將超過(guò)100萬(wàn)噸,一時(shí)間舉世嘩然。
(這是4月13日拍攝的日本福島第一核電站。新華社/共同社)
(4月13日,一名市民在日本東京通過(guò)手機(jī)瀏覽日本決定將福島核污水排入大海的新聞。新華社記者 杜瀟逸 攝)
一、揭開(kāi)核廢水的神秘面紗
我們先來(lái)了解一下什么是核廢水。一般情況下我們所說(shuō)的核廢水是指含有放射性元素從而存在一定放射性的放射性廢液。那這些廢液是從何而來(lái),又是怎樣處理的呢?
(這是2月13日拍攝的日本福島第一核電站核污水儲(chǔ)水罐。新華社/共同社)
眾所周知,水資源對(duì)于核電站來(lái)說(shuō)是保證其正常運(yùn)行的重要元素。核電站的生產(chǎn)用水主要是冷卻用水,濱海核電站的冷卻方式一般采用海水直流冷卻,因而所用淡水量較少,但內(nèi)陸核電不僅用水量大,水質(zhì)要求高,并且核電站的正常運(yùn)行離不開(kāi)穩(wěn)定的水資源供應(yīng),所以需要較高的供水保證率,采用循環(huán)冷卻方式的核電廠單臺(tái)百萬(wàn)裝機(jī)機(jī)組年用水量為4000萬(wàn)㎡,退水量約為1100萬(wàn)㎡左右。為確保排放的廢液中放射性元素濃度達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn),必須要求有相當(dāng)?shù)乃窟M(jìn)行稀釋。因此,核電部門(mén)在選址時(shí),水資源條件是決定選址的關(guān)鍵性因素之一,要求具有充足、可靠的水資源保障,并需充分考慮特枯時(shí)期水量和水資源調(diào)度條件。
低放射性廢水的長(zhǎng)期排放會(huì)造成在水流交換弱的地區(qū)形成放射性元素富集區(qū)域,還可以通過(guò)底泥吸附、食物鏈傳遞、地下水側(cè)滲等方式形成放射性元素的富集,影響下游水質(zhì)。內(nèi)陸核電站的突發(fā)性事件對(duì)其下游的供水安全存在潛在的風(fēng)險(xiǎn)。核島內(nèi)的核素一旦外泄并進(jìn)入下游水體,將對(duì)下游供水水質(zhì)安全產(chǎn)生重大影響。
我國(guó)水資源日益短缺、污染日益嚴(yán)重以及河流型飲用水水源地水量和供水人口日益增加,已經(jīng)成為內(nèi)陸核電建設(shè)發(fā)展的主要限制性因素,核電建設(shè)項(xiàng)目水資源管理也受到社會(huì)的普遍關(guān)注。在國(guó)家實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度的新形勢(shì)下,核電建設(shè)項(xiàng)目水資源管理工作也將受到高度重視。由此可見(jiàn)核電站需水量之巨大。
淡水資源在經(jīng)過(guò)核電站的使用之后會(huì)形成含有放射性元素的放射性廢水。在核電站的正常運(yùn)行工序下,放射性廢液中的放射性元素主要來(lái)自于裂變過(guò)程中和活化過(guò)程所產(chǎn)生的放射性核素離子。在反應(yīng)堆運(yùn)行的過(guò)程中,一回路冷卻劑中溶解性的硼酸通過(guò)反應(yīng)產(chǎn)生氚元素,造成冷卻劑中的氚濃度也不斷增加積累。然而現(xiàn)在沒(méi)有經(jīng)濟(jì)可行技術(shù)將氚從一回路冷卻劑中分離出來(lái),因此只能采取排放冷卻劑的方式來(lái)維持一回路冷卻劑中氚的活度水平,所排放的冷卻劑就是核電站放射性廢液的主要來(lái)源。在放射性廢液中,氚、來(lái)自燃料的裂變產(chǎn)物、來(lái)自燃料污染物的裂變產(chǎn)物以及活化腐蝕產(chǎn)物等都是放射性廢液中的主要成分。
(日本福島第一核電站內(nèi)拍攝的核廢水儲(chǔ)存罐。新華社發(fā))
對(duì)于正常工況下核電站所產(chǎn)生的放射性廢水,現(xiàn)在有多種方法可以對(duì)其進(jìn)行處理,例如:絮凝、過(guò)濾、蒸發(fā)、離子交換、膜分離技術(shù)等,使其所包含的放射性元素降低到標(biāo)準(zhǔn)范圍以?xún)?nèi)進(jìn)而被排放至受納水體中。在現(xiàn)實(shí)情況下,工程師們會(huì)根據(jù)水質(zhì)條件采取不同的處理工藝或者采用合理的工藝組合,從而達(dá)到理想的處理效果。
經(jīng)一系列處理后,放射性廢液的放射性程度就變得很低了,我們稱(chēng)之為低放射性廢液。雖然其放射性程度很低,但是我國(guó)依然出臺(tái)了相關(guān)的排放標(biāo)準(zhǔn),從根本上保證人們的生產(chǎn)生活安全,例如對(duì)核電排水中的低放射性物質(zhì)實(shí)行濃度指標(biāo)、總量指標(biāo)的雙重控制,并要求相關(guān)單位高度重視核電低放射性廢液排放方式的設(shè)計(jì)并盡可能地創(chuàng)造更有利的稀釋擴(kuò)散條件。
二、歷史上駭人聽(tīng)聞的核事故
盡管人們?cè)诶煤四艿穆飞弦呀?jīng)積累很多的經(jīng)驗(yàn),安全保障技術(shù)也愈發(fā)成熟,但這些寶貴的經(jīng)驗(yàn)都是由一場(chǎng)場(chǎng)令人惋惜的災(zāi)難換回來(lái)的。下面我們一起簡(jiǎn)要回顧一下人類(lèi)歷史上幾起相對(duì)嚴(yán)重的核事故。
1、三哩島核電站事故
三哩島核電站位于美國(guó)賓夕法尼亞州(Pennsylvania)首府哈里斯堡(Harrisburg)東南16km附近,其二號(hào)機(jī)組(TMI-2)是由美國(guó)巴布科克(Babcock)和威爾科克斯(Wilcox)公司設(shè)計(jì)、Metropolitan Edison公司運(yùn)行的950MW電功率(880MW凈電功率)壓水反應(yīng)堆。1978年3月28日達(dá)到臨界,一年后的1979年3月28日發(fā)生了美國(guó)商用核電站歷史上最嚴(yán)重的事故-三哩島核電站事故。這次事故由給水喪失引起瞬變開(kāi)始,經(jīng)過(guò)一系列事件造成了堆芯熔化,大量裂變產(chǎn)物釋放到安全殼。盡管對(duì)環(huán)境的放射性釋放以及對(duì)人員和環(huán)境造成的輻射后果很微小,事故定級(jí)也只有5級(jí),但該事故對(duì)世界核工業(yè)的發(fā)展造成了深遠(yuǎn)的影響。
這次事故是由于核電站二回路的水泵發(fā)生故障后,二回路的事故冷卻系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng),但因前些天工人檢修后未將事故冷卻系統(tǒng)的閥門(mén)打開(kāi),致使這一系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)后,二回路的水仍處于斷流狀態(tài)。當(dāng)堆內(nèi)溫度和壓力在此情況下升高后,反應(yīng)堆就自動(dòng)停堆,卸壓閥也自動(dòng)打開(kāi),放出堆芯內(nèi)的部分汽水混合物。同時(shí),當(dāng)反應(yīng)堆內(nèi)壓力下降至正常時(shí),卸壓閥由于故障未能自動(dòng)回座,使堆芯冷卻劑繼續(xù)外流,壓力降至正常值以下,于是應(yīng)急堆芯冷卻系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng),但操作人員未判明卸壓閥沒(méi)有回座,反而關(guān)閉了應(yīng)急堆芯冷卻系統(tǒng),停止了向堆芯內(nèi)注水。這一系列的管理和操作上的失誤與設(shè)備上的故障交織在一起,使一次小的故障急劇擴(kuò)大,造成堆芯熔化的嚴(yán)重事故。
事故中大約70%的惰性氣體(主要是133Xe(氚-133))、30%的I和50%的Cs(銫)以及少量其他裂變產(chǎn)物釋放進(jìn)入了主冷卻系統(tǒng).部分放射性物質(zhì)通過(guò)開(kāi)啟的泄壓閥進(jìn)入了安全殼底部的泄壓箱。15分鐘后泄壓箱滿溢,爆破閥破裂,放射性水進(jìn)入地坑,裂變氣體進(jìn)入安全殼。此后,一部分放射性水被送至輔助廠房?jī)?nèi)的排水箱,造成部分放射性核素外溢;加上操作員打開(kāi)主系統(tǒng)下泄系統(tǒng)也造成了放射性核素的泄漏。操作員認(rèn)為主系統(tǒng)水量過(guò)多,打開(kāi)了下泄系統(tǒng),將部分冷卻劑經(jīng)凈化系統(tǒng)引入容積控制箱,從而與除氣系統(tǒng)相通。除氣系統(tǒng)將釋放的氣體壓縮至衰變箱并經(jīng)過(guò)濾器排向煙囪。事故中主系統(tǒng)產(chǎn)生大量氣體,使得除氣系統(tǒng)超載,氣體從容器控制箱的安全閥排出,大約5%的惰性氣體和10-5 %的氣態(tài)I進(jìn)入了環(huán)境。
三哩島事故中釋放出的放射性物質(zhì)極少,說(shuō)明安全殼十分重要。雖然安全殼并非絕對(duì)不泄漏,但基本未受到機(jī)械損傷。由于安全殼噴淋液中添加了氫氧化鈉,絕大多數(shù)碘和銫被捕集在安全殼里。從安全殼泄漏出的氣體經(jīng)過(guò)輔助廠房,因而大部分放射性物質(zhì)被過(guò)濾器收集。
2、切爾諾貝利核電站事故
1986年4月26日星期六的凌晨,在前蘇聯(lián)切爾諾貝利4號(hào)機(jī)組發(fā)生了核電歷史上第一次最高級(jí)別的7級(jí)核電站事故。該核電站事故是在反應(yīng)堆安全系統(tǒng)試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生功率瞬變引起瞬發(fā)臨界而造成的嚴(yán)重事故。反應(yīng)堆堆芯、反應(yīng)堆廠房和汽輪機(jī)廠房被摧毀,大量放射性物質(zhì)釋放到大氣。
事故發(fā)生時(shí),共有四臺(tái)1000MW的RBMK型反應(yīng)堆在運(yùn)行,在附近還有兩座反應(yīng)堆正在建造。出事的4號(hào)機(jī)組于1983年12月投入運(yùn)行。切爾諾貝利核電站規(guī)劃建造8臺(tái)100萬(wàn)千瓦電功率的核電機(jī)組,在建設(shè)社會(huì)主義的熱情之下,1977年,切爾諾貝利1號(hào)機(jī)組啟用,緊接著,1978年二號(hào)機(jī)組啟用,1981年3號(hào)機(jī)組啟用,1983年4好機(jī)組啟用。此時(shí),5,6號(hào)機(jī)組正在建設(shè),而5號(hào)機(jī)組也完成了約80%的工程進(jìn)度,7,8號(hào)機(jī)組也正準(zhǔn)備開(kāi)工建設(shè)。
這些機(jī)組在正常安全的條件下運(yùn)行是沒(méi)有任何問(wèn)題的。但一旦發(fā)生事故,當(dāng)放射性物質(zhì)大量泄漏時(shí),沒(méi)有任何防護(hù)措施能阻止它進(jìn)入大氣。原設(shè)計(jì)反應(yīng)堆本體和汽水分離器主要冷卻回路分別置于混凝土的輻射防護(hù)屏蔽隔離室,由這些相鄰隔離室組成反應(yīng)堆主廠房,廠房不密封、不能承受壓力,起不到安全殼的作用,其安全防范措施比壓水堆差。
切爾諾貝利事故發(fā)生以后,有關(guān)部門(mén)采取了諸多對(duì)該區(qū)域水資源進(jìn)行了一定程度上的保護(hù),防止放射性物質(zhì)擴(kuò)大范圍,避免更深程度地對(duì)當(dāng)?shù)厮翟斐晌廴尽?/p>
(烏克蘭基輔附近,切爾諾貝利核電站新掩體正式竣工,將4號(hào)機(jī)組反應(yīng)堆罩住。新華社記者陳俊鋒攝)
為防止廠區(qū)附近降雨污染物轉(zhuǎn)入重要水系,前蘇聯(lián)成立了一個(gè)專(zhuān)門(mén)消除雨云的氣象飛機(jī)隊(duì),向空中云雨投擲了裝有特殊物質(zhì)的紙箱,以驅(qū)散雨云。投擲這些“氣象飛彈”后,完全排除了方圓30公里區(qū)域內(nèi)的降雨,避免了流經(jīng)基輔的第聶伯河造成重度污染。在清理廠區(qū)放射性物質(zhì)時(shí),為了防止雨水沖刷造成放射性物質(zhì)污染水系,搶修人員在廠區(qū)臨時(shí)筑了圍堤。
從本質(zhì)上說(shuō),切爾諾貝利事故是由過(guò)剩反應(yīng)性引入而導(dǎo)致的嚴(yán)重事故,但是由于以下幾個(gè)原因使得該事故發(fā)展成為人類(lèi)歷史上最為嚴(yán)重的一次核電站事故。首先,管理混亂,違章現(xiàn)象嚴(yán)重。操作員在操作過(guò)程中嚴(yán)重違反了運(yùn)行規(guī)程。其次,反應(yīng)堆在設(shè)計(jì)上存在嚴(yán)重缺陷,不具備固有安全性。反應(yīng)堆具有中的反應(yīng)性系數(shù)。雖然在正常工作點(diǎn)上,綜合的功率反應(yīng)系數(shù)為負(fù)值,但是在東西功率低于20%額定功率時(shí),這個(gè)綜合效應(yīng)卻是正的。因而,在20%額定功率以下運(yùn)行時(shí),反應(yīng)堆易于出現(xiàn)極大的不穩(wěn)定性。在存在其他各種外在因素(操作員多次嚴(yán)重違反操作規(guī)程)條件下,正是通過(guò)這個(gè)內(nèi)在的、正的反應(yīng)系數(shù)導(dǎo)致反應(yīng)堆瞬發(fā)臨界,造成了堆芯破碎事故。此外,該核電站沒(méi)有安全殼,也是該事故造成對(duì)環(huán)境嚴(yán)重影響的一個(gè)原因。
三、福島核電站事故
本福島核電站位于日本福島工業(yè)區(qū)雙葉郡,包括福島第一核電站(6臺(tái)機(jī)組)、福島第二核電站(4臺(tái)機(jī)組),均使用混合氧化物燃料。福島第一核電站1號(hào)機(jī)組于1971年3月投入商業(yè)運(yùn)行,第二核電站1號(hào)機(jī)組于1982年4月投入商業(yè)運(yùn)行。福島核電站的核反應(yīng)堆均為單循環(huán)沸水堆,只有一條冷卻回路,蒸汽直接從堆芯中產(chǎn)生,推動(dòng)汽輪機(jī)。其中1號(hào)機(jī)組已經(jīng)服役40年,出現(xiàn)多處老化跡象,包括反應(yīng)堆壓力容器的脆化、出現(xiàn)腐蝕,熱交換區(qū)廢氣處理系統(tǒng)出現(xiàn)腐蝕等。2011年2月原子能安全保安院批準(zhǔn)了東京電力公司關(guān)于福島第一核電站1號(hào)機(jī)組的延壽申請(qǐng),同意這一機(jī)組延壽20年,到2031年正式退役。
(這張電視截圖照片顯示的是2011年3月12日日本東北部福島第一核電站1號(hào)機(jī)組爆炸后冒出白煙。)
2011年3月11日下午14時(shí)46分,伴隨著里氏9.0級(jí)強(qiáng)震,北日本地區(qū)電網(wǎng)系統(tǒng)遭到嚴(yán)重破壞,造成日本東北地區(qū)大面積停電。地處重災(zāi)區(qū)的福島第一核電站正在運(yùn)行的1c3號(hào)反應(yīng)堆機(jī)組因地震和斷電立即采取應(yīng)急措施-終止反應(yīng)堆內(nèi)部的核裂變反應(yīng)。但反應(yīng)堆內(nèi)還有大量的放射性裂變產(chǎn)物,它們依舊以衰變方式釋放能量。這部分衰變熱功率在25~45MW之間,相當(dāng)于3萬(wàn)~5萬(wàn)個(gè)電爐同時(shí)燃燒。如果不利用冷卻水迅速將這部分熱量轉(zhuǎn)移出去,反應(yīng)堆芯溫度會(huì)迅速升高,很快被熔毀。所以,反應(yīng)堆停止運(yùn)行后依舊需要長(zhǎng)期冷卻。
外部電網(wǎng)斷電后,作為應(yīng)急電源的柴油發(fā)電機(jī)組自動(dòng)啟動(dòng),維持反應(yīng)堆的循環(huán)水冷卻系統(tǒng)正常運(yùn)行。然而,地震引發(fā)的次生災(zāi)害-海嘯隨之而來(lái)。震后不到1h,高達(dá)10m的海浪到達(dá)福島海岸,而福島核電站的防波堤不足6.5m.洪水沖進(jìn)核電站,迅速淹沒(méi)了設(shè)在岸邊的應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組,使發(fā)電機(jī)組停止工作。此時(shí),作為第三套應(yīng)急電源的蓄電池自動(dòng)接入。然而,1號(hào)機(jī)組的電池組在1h后耗盡,3號(hào)機(jī)組的電池組在3.5h后也耗盡,兩個(gè)機(jī)組的冷卻系統(tǒng)徹底癱瘓。2號(hào)機(jī)組的水泵閥門(mén)在3d后失靈,冷卻系統(tǒng)也停止運(yùn)行。至此1~3號(hào)機(jī)組先后處于無(wú)冷卻狀態(tài)。隨后,反應(yīng)堆芯容器內(nèi)液面下降,燃料棒露出水面,暴露在水蒸氣中。
(這是2017年10月12日在日本福島第一核電站內(nèi)拍攝的1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)和4號(hào)反應(yīng)堆(從左至右)。新華社發(fā))
裸露的燃料棒若得不到有效冷卻,溫度會(huì)迅速上升。當(dāng)燃料棒溫度達(dá)1200℃以上時(shí),鋯合金將與水蒸氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng),放出大量氫氣,而且這一反應(yīng)放出的熱量會(huì)進(jìn)一步加熱燃料棒;當(dāng)溫度達(dá)到1800℃時(shí),包殼材料開(kāi)始熔化;當(dāng)溫度達(dá)到2500℃時(shí),燃料棒將會(huì)熔毀、坍塌到堆芯底部;當(dāng)溫度達(dá)到2700℃時(shí),作為燃料的鈾(U)會(huì)與包殼材料的鋯形成高溫熔融狀態(tài)。
(這張東京電力公司2011年4月10日提供的照片顯示的是福島第一核電站的3號(hào)反應(yīng)堆。)
粗略估計(jì),在事故中,1號(hào)機(jī)組可能放出300kg氫氣,2號(hào)、3號(hào)機(jī)組可能放出300~1000kg氫氣。這部分氫氣會(huì)通過(guò)冷凝水池進(jìn)入到壓力容器(核燃料的第二層保護(hù)屏障)和安全殼(核燃料的第三層保護(hù)屏障)中間。安全殼設(shè)計(jì)耐壓為4~5atm,但是,事故中其內(nèi)部壓力達(dá)到8atm以上,就必須馬上減壓,以免發(fā)生爆炸,形成嚴(yán)重的放射性泄漏。此時(shí),唯一的措施就是采取旁路放氣的辦法泄壓。因此,帶有少量氣體放射性物質(zhì)的氫氣、水蒸氣混合氣體被排放到反應(yīng)堆上部的工作區(qū)內(nèi)。由于氫在空氣中的濃度超過(guò)4%就會(huì)發(fā)生爆炸,因此,1~3號(hào)機(jī)組先后發(fā)生氫氣爆炸,將建筑的上半部分屋頂和墻壁炸飛,同時(shí),帶有放射性的氣體進(jìn)入環(huán)境中,形成了放射性污染。值得慶幸的是,反應(yīng)堆下部的建筑結(jié)構(gòu)非常堅(jiān)固,爆炸沒(méi)有對(duì)下部建筑產(chǎn)生破壞,壓力容器和安全殼未出現(xiàn)嚴(yán)重破損,絕大多數(shù)放射性物質(zhì)依舊被屏蔽在反應(yīng)堆內(nèi)部。
地震發(fā)生時(shí),4~6號(hào)機(jī)組正處于停堆維修狀態(tài),乏燃料存放在儲(chǔ)存池內(nèi),但依舊需要冷卻。同樣由于缺乏動(dòng)力,乏燃料儲(chǔ)存池內(nèi)的水溫在放射性衰變所產(chǎn)生熱能的作用下快速上升,達(dá)到沸騰狀態(tài)。隨著水蒸氣的蒸發(fā),液面下降,燃料棒露出,重復(fù)著和堆芯燃料棒損毀相似的過(guò)程。尤其嚴(yán)重的是,乏燃料儲(chǔ)存池不是封閉的壓力容器,產(chǎn)生的氣體很容易外泄,而且熔毀的固體放射性物質(zhì)很容易被釋放到外部空間中,因此,更容易形成大量放射性物質(zhì)泄漏,具有更大的危險(xiǎn)性。4號(hào)機(jī)組同樣發(fā)生了氫氣爆炸,爆炸后周?chē)派湫晕镔|(zhì)輻射量有所上升。
(日本福島第一核電站內(nèi)的核廢水儲(chǔ)存罐。新華社發(fā))
為遏制事故進(jìn)一步惡化,東京電力公司先后利用移動(dòng)水泵向反應(yīng)堆芯、安全殼乃至整個(gè)建筑內(nèi)注入海水,這是不得已而為之的應(yīng)急措施。但同時(shí)產(chǎn)生了大量高濃度的放射性廢液,這些廢水的存放不當(dāng)或處理不力將會(huì)產(chǎn)生次生災(zāi)害,為后續(xù)的事故處理制造障礙。2011年4月12日,日本決定將福島核電站事故等級(jí)提高至最高級(jí)7級(jí)。隨著時(shí)間的推移,核燃料的發(fā)熱量將會(huì)衰減,加上外部電源的接入,反應(yīng)堆冷卻水循環(huán)系統(tǒng)已恢復(fù),發(fā)生事故的反應(yīng)堆情況都已基本穩(wěn)定。目前,東電公司已經(jīng)開(kāi)始了事故現(xiàn)場(chǎng)的清理工作,最主要的任務(wù)就是處理積存在現(xiàn)場(chǎng)的大量高放射性廢水。
而就在2021年4月13日,日本政府宣布將東京電力公司福島第一核電站內(nèi)儲(chǔ)存的核廢水排放入海,排放總量將超過(guò)100萬(wàn)噸。日本政府這樣的處理方式很難使世人信服。
四、國(guó)家“保姆級(jí)”的預(yù)案
隨著我國(guó)2020年中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議在12月18日在北京順利落幕,會(huì)議上明確指出明年要抓好八項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)。其中就包括做好碳達(dá)峰、碳中和等相關(guān)工作。核能因其優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定、清潔、經(jīng)濟(jì)、安全等特性,成為我國(guó)新能源的主力軍,是實(shí)現(xiàn)我國(guó)碳達(dá)峰、碳中和等工作的重要能源利用方式,其健康發(fā)展對(duì)于提高人民生活質(zhì)量、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和諧發(fā)展等均具有重要意義。而日本的福島核電站機(jī)組爆炸,造成了嚴(yán)重的核泄漏事故和水資源安全危害,這給我國(guó)的核電水資源管理提出了新的警示。在《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》(“十四五”)中明確提出要“安全穩(wěn)妥推動(dòng)沿海核電建設(shè)”。在經(jīng)歷了切爾諾貝利核事故以及最近的福島核事故后,人們不禁發(fā)問(wèn),我們應(yīng)該如何“安全穩(wěn)妥”推動(dòng)核電發(fā)展呢?一旦發(fā)生類(lèi)似嚴(yán)重的事故,國(guó)家和我們又能做些什么呢?
(2017年10月12日,在日本福島第一核電站內(nèi),工作人員使用放射性計(jì)量?jī)x測(cè)量3號(hào)反應(yīng)堆附近的輻射值。新華社發(fā))
首先,在核電站正常的運(yùn)行工序下,其排放的放射性廢水也會(huì)對(duì)周邊的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一些影響。對(duì)于核電站尤其是內(nèi)陸核電站,其退水中的低放射性廢水對(duì)下游水質(zhì)安全構(gòu)成的影響是大家極為關(guān)心的問(wèn)題。正如前文所說(shuō),低放射性廢液的長(zhǎng)期排放可能會(huì)造成在水流交換弱的區(qū)域成放射性元素的富集,還可通過(guò)底泥吸附、食物鏈傳遞、地下水側(cè)滲等方式形成放射性素的富集,從而影響河流下游水質(zhì)。
我國(guó)在役的核電站,多年的實(shí)際運(yùn)行監(jiān)測(cè)結(jié)果及數(shù)學(xué)模擬計(jì)算結(jié)果表明,僅在排水口一定區(qū)域內(nèi)的放射性濃度略高于天然本底值,而超過(guò)這個(gè)區(qū)域則恢復(fù)為天然本底值,對(duì)周?chē)乃h(huán)境未造成放射性污染,并未影響區(qū)域內(nèi)的水質(zhì)安全。此外,根據(jù)附近海水、海底沉積物和生物體內(nèi)濃度的測(cè)試結(jié)果,進(jìn)行的周?chē)镉绕涫囚~(yú)類(lèi)的輻射劑量的估算研究結(jié)果顯示,其生物輻射劑量遠(yuǎn)小于國(guó)際上建議的非人類(lèi)生物輻射劑量限值,并且也沒(méi)有觀察到任何對(duì)生物有害的反應(yīng)。所以對(duì)于一個(gè)正常運(yùn)行的核電站來(lái)說(shuō),即使其會(huì)向周?chē)w排放放射性廢水,其放射性程度也是較低的,不會(huì)對(duì)周邊環(huán)境及生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生很大損害。畢竟,所有從核電站排出來(lái)的廢水都是經(jīng)過(guò)一系列工序使其放射性濃度降低到標(biāo)準(zhǔn)值以下才可以被允許排放至外界。
其次,對(duì)于廣大居民來(lái)說(shuō),核電站排放的低放射性廢水對(duì)人體的損害少之甚少。我國(guó)早在20世紀(jì)80年代就通過(guò)潮流污染擴(kuò)散數(shù)值模擬方法計(jì)算了大亞灣核電站液態(tài)排放物在附近海域的濃度分布,在此基礎(chǔ)上計(jì)算了人在海域活動(dòng)的外照射和食用當(dāng)?shù)睾.a(chǎn)品的內(nèi)照射劑量當(dāng)量,同時(shí)計(jì)算了低放射性廢液對(duì)各類(lèi)海生生物造成的劑量率,根據(jù)計(jì)算結(jié)果得出的結(jié)論認(rèn)為,大亞灣核電站正常運(yùn)行時(shí)的低放射性廢液排放對(duì)廣大居民的身體健康是不造成危害的,對(duì)水生生物不會(huì)錒產(chǎn)生有害的影響,后來(lái)大亞灣核電站實(shí)際運(yùn)行的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)和調(diào)查結(jié)果也證實(shí)了這個(gè)結(jié)論。所以大家完全不必?fù)?dān)心其廢水的放射性會(huì)對(duì)自身影響造成傷害。
而一旦發(fā)生較為嚴(yán)重的核電事故,大家也不需要驚慌,因?yàn)閲?guó)家早已做足了應(yīng)急預(yù)案。我們唯一要做的就是遵守政府的要求。
隨著歷史上核事故的發(fā)生和所帶來(lái)的放射性危害使得安全核電的觀念不斷加深,并促使核電安全技術(shù)的不斷發(fā)展。世界核電發(fā)展國(guó)和國(guó)際組織建立起相應(yīng)的核能安全體系,其中包括核反應(yīng)堆安全技術(shù)(4道屏障、安注系統(tǒng)、減壓消氫系統(tǒng)及其他提高安全裕量的技術(shù)等)、核電廠安全管理標(biāo)準(zhǔn)、高低放射性廢物存儲(chǔ)和管理規(guī)范、放射性物質(zhì)排放技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、廠區(qū)和場(chǎng)外的核事故應(yīng)急響應(yīng)計(jì)劃和預(yù)案等。這些核電安全技術(shù)規(guī)范主要從減少放射性核素泄漏以及保護(hù)公眾不受輻射危害的角度出發(fā)來(lái)預(yù)防核電站事故造成的危害。盡管以上安全技術(shù)和措施對(duì)放射性核素泄漏量進(jìn)行了控制,有利于減少其對(duì)水安全的影響。
若核電事故真實(shí)發(fā)生以后,由于核素會(huì)通過(guò)各種介質(zhì)、各種途徑迅速擴(kuò)散,造成放射性影響,政府及有關(guān)部門(mén)會(huì)迅速啟動(dòng)應(yīng)急對(duì)策。核電事故應(yīng)急對(duì)策主要包括以下幾個(gè)方面:
①啟動(dòng)核電事故應(yīng)急預(yù)案;
②事故條件下地表水隔離措施和地下水防滲措施;
③中、高放射性流出物;
④外封“石棺”處理措施;
⑤內(nèi)陸核電事故條件下水量應(yīng)急調(diào)度與調(diào)控措施;
⑥事故情況下水質(zhì)應(yīng)急監(jiān)測(cè);
⑦事故條件下水安全信息發(fā)布方案。
除此之外,早在2016年中華人民共和國(guó)水利部就已經(jīng)在起草相應(yīng)的建設(shè)和運(yùn)行制度,以此來(lái)為中國(guó)核工業(yè)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供保障?!稙I海核電建設(shè)項(xiàng)目水資源論證導(dǎo)則》(SL/T 777-2019)就是其中之一。這部在2019年5月31日發(fā)布,并從2019年8月31日開(kāi)始實(shí)施的導(dǎo)則針對(duì)濱海核電建設(shè)與運(yùn)行的取水、用水和排水的相關(guān)特點(diǎn),有針對(duì)性地給出了具體指導(dǎo)意見(jiàn)。這篇導(dǎo)則中不僅僅對(duì)液態(tài)放射性廢水提出了指導(dǎo)性意見(jiàn),還對(duì)其有可能涉及到的濃鹽水,溫排水等常見(jiàn)污染形式提出了相應(yīng)的一般性的指導(dǎo)意見(jiàn)??梢?jiàn)其考慮之全面。所以,作為一名普通人,堅(jiān)決聽(tīng)從政府的指揮,配合相關(guān)部門(mén)工作就是我們?yōu)榻档褪鹿蕮p失所做的最好表現(xiàn)。
以上就是我國(guó)為具體實(shí)現(xiàn)核電安全穩(wěn)妥推動(dòng)核電發(fā)展的部分舉措,也希望在未來(lái)可以有更多針對(duì)性的指導(dǎo)意見(jiàn)和規(guī)章被提出來(lái),為核電的穩(wěn)定可靠運(yùn)行保駕護(hù)航。