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岛核事故与核安全.doc

岛核事故与核安全

Maggie肖香
2019-05-10 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《岛核事故与核安全doc》,可适用于人文社科领域

岛核事故与核安全发布时间:  作者:刘冲  来源:《形势与政策》教材此次日本大地震灾情之重史无前例。灾后重建及福岛核事故的彻底解决都需要较长时间大地震与核事故造成的影响更将长期持续。全球制造业、能源、金融等诸多领域均面临调整世界核电发展战略、国际核安全监管与合作等各个方面都需要改革。重要的是对福岛核事故的深刻才反思刚刚开始这种反思必将长期持续并不断推动人类社会在加强核安全、国际合作等各方面取得进步。在全球化日益深入的今天任何国家的问题都将不同程度地影响整个国际社会只有各国政府和社会力量精诚合作、群策群力才可能尽快消弭日本大地震尤其是核事故的负面影响通过推动新的技术、制度和文化建设从根本上避免福岛悲剧的再次上演。一、日本大地震基本情况及其影响(一)日本大地震基本情况年月日日本发生里氏级地震震中位于宫城县以东太平洋海域震源深度公里。地震引发强烈海啸造成数万人伤亡并导致福岛第一核电厂个机组相继发生严重事故放射性物质严重泄漏。据统计此次日本级地震是全世界自有记录以来第三大地震其震级仅次于年智利发生的级地震和年美国阿拉斯加州发生的级地震是日本历史上最为严重的地震。月日发生的强烈地震在日本东北太平洋沿岸引发了巨大海啸。高达数米的海浪将车辆等卷入海中并冲毁沿岸建筑。据日本气象厅统计在岩手县观测到了高达米的海浪个别地方甚至引发米以上的高浪。据日本媒体报道大地震导致日本东北部沿海地区约有平方公里的领土发生地面下沉没入水中面积相当于大半个东京日本的国土有可能变得“更窄”。大地震造成日本大量人员伤亡、房屋损毁交通通讯、道路桥梁等基础设施遭到严重破坏。截至年月日这次大地震及海啸已经造成日本人遇难人失踪。①(二)地震造成的经济影响地震灾害使陷入停滞的日本经济雪上加霜、复苏更为困难由于日本在全球经济的关键地位致使全球经济发展也受到一定冲击。主要表现在:第一生产、物流、能源供应等链条中断影响范围波及大半个日本辐射亚洲乃至全球。地震使大量工厂设施遭到破坏涉及汽车、电子产品、半导体、钢铁等领域。地震造成物流中断零部件难以及时到位日本国内家大汽车生产商的工厂全部停止生产。日本与全球制造业联系紧密它需要亚洲和世界其他地区生产的零部件。同时日本也是重要配件的供应国。在全球很过很多从工业控制系统到移动电话等许多行业都依赖部分日本制造的器件例如闪存、微控制器以及液晶面板等。如果日本工厂停产供应链暂时断裂会造成其他地方的工厂产量减少或重要材料脱销从而影响全球经济的正常秩序。第二核危机对日本及周边农牧渔业影响巨大。日本的东北四县是日本农业大县其农业产值占日本国内总体的一成多。核危机带来的核污染对其附近地区农牧渔业打击巨大尤其是东京电力公司向海洋排放废水对社会心理造成了严重影响破坏了日本农产品高品质的形象短期内难以复原。此外周边国家及地区的渔牧业也将受到一定冲击。第三日本能源需求压力加大。日本约的发电能力可能中断数月只能由以石油和天然气为燃料的电站能补充。这在近期内可能对日本的工业部门产生重大的负面影响居民用电也势必受到一定限制而日本使用的能源约依靠进口所以对世界能源市场的稳定也将造成一定影响。第四旅游业受到致命打击。据了解受核危机的影响日本各大旅行社原定于月底之前接待的各种旅行团全部被取消。东京入国管理局的最新入境统计显示自地震和核泄漏发生后从成田机场入境的外国人平均一天只有人较去年同期锐减了日本的旅游业因此受到致命打击短期内很难恢复正常。但从积极方面看灾后重建可能带动日本经济复苏。日本有大量地区需要重建可能会为日本经济发展创造巨大机遇有利于日本产业结构及布局的调整这种新创造的需求也会吸引大量外部现金寻求投资机会还将刺激全球需求进一步密切东亚地区经济联系。但重建能否顺利开展则部分取决于福岛核事故的处理状况。二、福岛核事故的原因、影响和前景(一)事故发生过程概述地震发生后福岛第一核电厂各机组实现紧急停堆但核反应堆停堆后仍有衰变热需要导出地震引发的海啸冲毁了备用电源导致核反应堆压力容器内冷却剂蒸发燃料棒露出水面发生锆水反应释放出氢气从而引发爆炸造成核泄漏。事故进程如下:年月日下午福岛第一核电厂号机组发生氢气爆炸。月日上午福岛第一核电厂号机组发生氢气爆炸。月日早晨福岛第一核电厂号机组又传出爆炸声。负责核电厂运营的东京电力公司开始撤离部分工作人员。月日福岛第一核电厂号机组又发生氢气爆炸并起火后被扑灭。至此福岛第一核电厂到号机组全部发生核泄漏并由于条件制约未能迅速得到有效控制对电厂周边的海水、土壤、饮用水、蔬菜食品等造成了较为严重的核辐射和污染。随后在大气和洋流的作用下核辐射进一步扩散对日本其他地区及亚洲、美洲等周边国家和地区产生了不同程度的影响。(二)事故原因福岛核事故是一起因极端外部事件叠加等因素造成全厂断电而引发的严重事故主要原因有:第一极端外部事件叠加。福岛第一核电厂本身经受住了远超设计基准的地震袭击但地震破坏了外部电网地震引发的超大海啸(据反应堆厂房墙体痕迹推算浪高米)远超设计基准(米)全部应急柴油发电机被冲毁造成长达七八天的全场断电导致严重事故发生。第二设计上存在重大缺陷。福岛第一核电厂共有台机组号机组年月启用号至号机组年间投产均为最早型号的第二代沸水堆建造于美国三哩岛事故之前缺乏应对严重事故的概念和措施设计上存在“先天不足”。具体包括:安全壳容积太小导致需要频繁泄压反应堆厂房及安全壳内缺少氢气复合装置使泄压放出的氢气造成氢气爆炸压力抑制室位于堆芯下方无法建立自然循环乏燃料换料池位于安全壳外且缺乏备用补水手段等等。第三应急人员能力不足现场处置过度依赖企业。在地震发生后操作员没有预计到后续事故的可能后果向堆芯注入清水而不是高硼冷却水降低了停堆裕度埋下了隐患在事故初期导致号堆芯裸露号乏燃料池蒸干都是操作员未注意到柴油机燃油耗尽的结果此外政府过度依赖福岛核电厂的运营商东京电力公司而东京电力公司受利益因素驱使过于短视在号机组爆炸后为了尽可能保住其他反应堆迟迟不注入海水导致、号机组接连爆炸。(三)辐射影响从核电发展历史上看福岛核事故的严重程度仅次于切尔诺贝利事故创下了多项历史记录。它是第一次自然灾害引发的核电严重事故也是第一起群堆共模的严重事故还是第一起严重危害海洋环境的严重事故将从此改写世界核电安全史。相关链接:切尔诺贝利核事故切尔诺贝利核电厂是苏联最大的核电厂共有台机组。年月日因一系列人为操作失误及反应堆设计的固有缺陷号机组在进行压力测试时发生蒸气爆炸由于没有安全壳屏蔽大量放射性物质抛射到高空并随大气流动扩散到欧洲大部分地区直到瑞典境内发现放射性物质含量过高后该事故才被曝光于天下苏联对核事故消息的封锁引发国际社会广泛批评。根据国际原子能机构的报告事故造成急性死亡人(均为现场救援人员)急性放射病人人可能因此患上癌症。三哩岛核事故年月日美国宾夕法尼亚州三哩岛核电厂号机组因机械故障和操作人员失误导致堆芯融毁事故约吨二氧化铀堆积在压力容器底部大量放射性物质堆积在核反应堆安全壳内只有极少部分放射性物质泄漏到周围环境中说明了纵深防御原则尤其是安全壳对反应堆安全的重大意义。这是美国核电历史上最严重的事故也是全球首例堆芯融化事故对反应堆安全设计等方面具有历史性影响。月日日本原子能安全保安院与原子能安全委员会正式宣布根据国际核事件分级表(INES)将福岛第一核电厂事故的严重程度提高至最高级别级。原子能安全保安院估算福岛第一核电厂释放到大气中的放射性物质为×贝可原子能安全委员会估算为×贝可均已超过级事故的标准。目前释放的放射性物质总量约为切尔诺贝利核电厂事故的。值得注意的是福岛核事故在核电安全史上是十分严重的但其实际危害相对有限对社会的影响更多来自心理层面。虽然福岛第一核电厂各机组总燃料装量多于切尔诺贝利核电厂号机组但福岛反应堆是堆芯融损大部分放射性物质还包容在安全壳内释放到环境中的放射性物质量也随距离增大迅速减少。根据日本原子能安全保安院发布的信息食物饮水放射性超标值对人体健康造成的影响相对有限目前也没有现场工作人员直接因辐射致死。总体上看福岛核事故造成的辐射危害应远小于切尔诺贝利但由于福岛周边人口稠密日本经济发达受心理原因等主观因素影响福岛核事故带来的政治经济及社会综合后果可能会有所放大。相关链接:核事故分级表国际核事件分级表(INES)是由国际原子能机构和经合组织核能署于年共同制订的目的是以协调一致的方式迅速向公众通报有关核事件和放射事件的安全重要性。 年国际原子能机构对国际核事件分级表进行了修订使其适用范围从核设施事件扩大到与辐射和放射性物质有关的所有事件包括核运输相关事件。因此修订后的INES分级表称作“核事件和放射事件分级表”。基于对人和环境、放射性屏障和控制、纵深防御三方面的影响INES核事件分为个级别:级至级称为“事件”不会对外部环境造成影响。级至级称为“事故”可能影响外部环境。从环境影响方面来看级为特大事故放射性物质大量释放具有大范围健康和环境影响需要实施长期应对措施。切尔诺贝利和福岛核事故均为级。级为重大事故放射性物质明显释放要求实施全部计划措施。级为重大事故放射性物质有限释放需要实施部分计划措施。三哩岛核事故为级但定级依据并非因其环境影响而是因其堆芯严重损坏符合放射性屏障和控制方面规定的级事故标准。(四)事故前景月日东京电力公司首次提出核事故处理时间表处理工作分为两个阶段。第一步的目标是辐射剂量稳定降低需要大约个月的时间主要任务是防止至号机组的主容器发生氢气爆炸防止高放射型污水排放到厂区以外。第二步的目标是控制放射性物质的泄漏和限制辐射剂量需要大约到个月的时间主要任务是让反应堆进入冷停堆状态此外还要采取措施把损毁严重的机组建筑罩起来。②但应当注意到在月日东京电力公司还表示目前无法给出处理福岛第一核电厂事故的明确路线图③月日匆匆抛出的路线图可信度和可操作性都颇具疑点。据报道日本互联网综合研究所等机构也开始征集福岛核事故应对方案“希望找到不拘泥于东京电力公司事故处理时间表的根本性对策”并打算汇总对策后提交首相菅直人这从侧面表明了日本社会对东电的不信任。④总体上看福岛核事故的情况已逐步趋于稳定但核泄漏并未停止形势依然严峻。长期来看事故处理还面临诸多棘手问题。由于、号机组压力容器和安全壳均已破裂放射性物质还在不断泄漏放射性废水及海啸的损毁使短期内启用原有反应堆冷却系统十分困难如何在状况进一步稳定后阻止放射性物质的泄漏并争取在未来平稳拆除退役各机组避免产生类似切尔诺贝利“石棺”封堆措施导致的长期社会心理冲击是对日本政府的严峻考验。三、事故对世界核电发展的影响(一)福岛事故前世界核电发展的主要特点截至年月全球共有商业核反应堆台在役分布在个国家和地区占世界发电量的。年以来多国出台核电发展规划现有国共个反应堆在建。此外全球还有个国家约座研究堆及座舰艇核动力堆在役。⑤第一发达国家对核电依存度较高。根据世界核协会的最新统计目前有个国家的核电发电量占总电力的以上主要集中在发达国家。其中法国、立陶宛占以上比利时、保加利亚、斯洛伐克、捷克、匈牙利、韩国、瑞典、瑞士、斯洛文尼亚、乌克兰、亚美尼亚占以上日本、德国、芬兰占以上。美国核电虽然仅占发电量成但总机组数座位居全球第一。此外不少国家虽没有核电厂但电力进口依赖核电如意大利核电进口量为总电力的丹麦为。第二增效、扩容、延寿是提高及保持核电产能的重要手段。三哩岛与切尔诺贝利核事故之后世界核电建设进入低潮但核电产能仍稳步提升。从年到年新增核发电量中增效占扩容占而新建机组仅占。如年到年全球没有新机组并网但核发电量增加了千瓦时相当于个大型机组的产能。以美国为例从年至今换料平均时间从天缩短到天机组能力因子均值由提升至发电效率显著提升。截至年底美国核管会已经批准了份反应堆增容申请累积增容兆瓦。此外机组延寿可显著降低发电总成本使其成为比新建核电厂更为经济的选择。如美国目前获得延寿许可的机组数量超过总量一半预计未来获得延寿的机组将达到台。年法国核安全局发布通告准备评估该国台年以上核电机组延寿的可能性。第三核电复苏预期尚未完全转化为实际行动。随着能源需求和碳减排压力的增大核能重新成为多国政府的能源战略选择但建设规模尚不及世纪七八十年代。一是建设规模相对有限。目前全球在建机组座已批准或已有资金保证的拟建机组座规划之中的座要与世纪年代全球共有台核电机组并网等量齐观除须确保现有规划如期完成还需进一步加大建设规模。二是属于核电国家多但实际建设集中在少数国家。年以来欧美重启核电规划以中印为代表的发展中大国出台雄心勃勃的核电规划中东、东南亚国家也跃跃欲试签署了大量核电合作协议使核电复兴呈现出亚洲为主全球开花的态势。但根据世界核协会统计目前在建机组超过台的国家仅中国、俄罗斯、韩国、印度国及日本、法国等国为台在建其余国家尚处于规划及意向期实际跟进力度存在变数易受外部因素干扰。(二)全球核电发展面临更大压力与其他能源相比核电政治色彩十分突出。由于福岛核事故短期内无法彻底解决后续治理可能需要几年甚至十几年时间其社会效应将长期延续给世界核电带来无法回避的问题。第一提高安全水平势在必行。短期来看各国将加大开展核电站安全检查力度。美、法、俄、印等核电大国纷纷表示要进一步加强核安全举措对所有核电厂的安全性进行全面评估和检查。欧盟要求对成员国的核电厂进行全面的“压力测试”检查核电厂是否能应对地震、海啸、恐怖袭击、电力供应中断等突发威胁。长期来看核电安全标准可能进一步提升。欧洲理事会主席范龙佩月日称欧盟需要更高的核安全标准已要求欧盟委员会对欧盟已有核电厂的安全规则重新进行审查并进行必要的修改。经合组织核能署总干事LuisEchávarri也指出在对福岛核电厂事故进行了深入分析后全球很可能在对核电厂实施更严格的安全标准方面达成共识。第二面临更大公众压力。福岛核事故发生后欧洲、东南亚、日本、台湾等多个国家和地区已爆发反核游行示威。未来很长一段时间内核电发展将面临较大公众压力。值得注意的是目前全球在役机组堆龄超过年的达座由于欧美核电机组增效空间已极为有限即使仅保持目前核电份额都必须考虑延寿或新建机组。延寿势必遭到反核团体的强烈反对技术上也可能遗留安全隐患而新建机组在福岛核事故前即进展缓慢今后在选址、听证等诸多环节更将举步维艰。如何重赢公众信任是未来核电发展建设的核心问题。第三成本进一步提高更加需要政府扶持。随着化石能源价格不断上涨核电综合成本已逐步优于火力发电。但由于核电前期建设成本巨大对投资者吸引力相对有限因而核电公司一般需从政府获得资助。以美国为例小布什总统年根据《能源政策法案》拿出亿美元为核电建设提供贷款担保奥巴马总统在年预算案中也为核电提供了亿美元担保资金。经合组织核能署总干事路易斯指出福岛核事故后新标准可能会要求核电厂更好地应对地震、海啸、洪水和火灾、在极端情况下确保供电、准备额外水源等这些都会进一步增加核电厂建设和运营成本。在这一背景下各国政府是否能够加大对核电行业的政治和资金支持将在很大程度上决定核电的发展前景。第四核电市场短期内面临低潮。年时任美国总统的尼克松曾预计世纪末美国核电机组将达到台但三哩岛事故后这一数目定格在台。福岛核事故不是首例严重事故应不会造成类似切尔诺贝利和三哩岛事故的重大影响但短期内势必会显著冲击核电市场世界核协会、国际能源署均表示将下调其对核电未来的乐观预期。(三)核能依然是值得依赖的能源形式第一国际能源需求形势的基本面并未根本改变。从长远看化石能源供应面临枯竭其燃烧带来的温室效应更令世界各国十分担心。随着世界人口的日益增长和各发展中国家工业化、城市化进程不断深化全球能源需求将大幅上升石油等能源可能供不应求。此外化石能源的大量使用将进一步加剧全球变暖的趋势并造成严重的环境污染。各国加强能源安全和发展清洁能源的需求始终强烈。第二核电独一无二的稳定性和成熟性短期内无可取代。氢能面临大规模生产、远距离运输和储存分配问题太阳能密度低转换效率低成本高不具备大规模利用条件风能发电成本高电量不稳定生物能源将与粮食争地只可能起到一定补充作用水的储存总量有限切受环境限制较大。就目前技术条件而言只有核电能够长期大规模代替化石能源。第三现代核能技术十分安全。福岛核事故虽然发生在当下但设计于世纪六七十年代并不能代表当前核电安全技术的发展水平。就目前的核电安全技术水平而言不仅堆芯熔化的可能性小到“万年一遇”甚至“十万年一遇”更重要的是无论什么原因造成堆芯熔化都可以确保安全壳的完整性确保事故对公众和环境不会造成危害。⑥基于上述原因我们可以发现除德国、瑞士等少数国家外核电大国及大多数计划发展核电的国家仍表态支持核电。美国总统奥巴马在福岛核事故后多次表态将继续支持发展核电。在月日“美国能源安全计划”演讲中奥巴马重申国情咨文中提出的年确保全国%电力来自清洁能源的目标并强调核电对减排不可或缺。⑦俄罗斯总理普京月日指出“在现代技术条件下核能可以在绝对安全的条件下发展”并表示了对俄现存及在建核电厂安全性的信心俄罗斯总统梅德韦杰夫也表示了对核电安全的信心。印度、韩国、南非、土耳其、越南等国也表示继续支持核电发展。四、中国核安全值得信赖(一)中国核安全业绩突出中国核电从起步开始从未发生过严重事故保持了高于国际平均水平的运行业绩。第一政府高度重视安全法规标准体系完整。中国从核工业发展之始就十分重视核安全明确制定了“安全第一”的方针保护工作人员、公众和环境。年国务院决定成立国家核安全局对民用核设施的核安全进行独立监管建立了核安全监督体系并确定了政府有关部门和营运单位的职责。年开始陆续颁布核安全法规依法监管核安全。为了使中国的核安全要求和核安全水平与国际水平保持一致对已公布的核安全法规和标准逐步进行修订。第二中国核电技术起点较高。中国核电起步较晚从一开始就选定了世界应用最广泛的压水堆技术路线充分吸纳各种已有改进如稳压器卸压功能延伸、非能动氢气复合器、事故后安全壳过滤排放系统等针对严重事故的技术等使得我国在建的二代改进型机组成为当今世界二代机组中最安全、最经济的机型。此外我国引进的AP和EPR三代机组正在建设更增加了如安全壳内置换料水箱、堆芯熔融物压力容器内滞留技术或堆芯捕集器、双层安全壳等安全措施能够确保严重事故的极小概率和对厂外环境无影响。第三核电选址余地大不存在巨大海啸威胁。由于我国国土辽阔选址时已充分考虑地震因素核电厂所在地区不是地壳板块的边缘也不在断裂带上大陆架延伸较远近海的海水不深厂址所在地历史上未发生过浅表强震不具备出现大海啸的前提条件如秦山地区历史最大海啸仅有半米高。所以在我国沿海核电厂址附近同时出现福岛那样的强震加超高海啸的可能性极其低微由此引发所有应急柴油发电机组同时失效几乎不可能。尽管如此中核集团在安全自查中仍然决定采取在秦山地区考虑适当加高厂址防波堤在厂内高处再设置一台总备用的应急柴油机组等超保险的安全措施。⑧第四中国十分重视核安全领域的国际合作。中国积极参与了核安全领域里的国际立法签署、批准或核准了《核材料实物保护公约》、《及早通报核事故公约》、《核事故或辐射紧急情况援助公约》、《核安全公约》等公约并认真履行公约义务。中国还先后数次接收国际原子能机构组织的专家同行审议表明了中国核安全管理政策开放透明和对自己监管能力的信心也表明中国希望在核安全领域开展广泛的国际合作以提高我国核安全管理水平的决心。(二)高度重视福岛核事故进一步加强核安全措施福岛核事故发生之后中国政府在第一时间做出了反应。国务院总理温家宝月日主持召开国务院常务会议出台了“国四条”:⑨第一立即组织对我国核设施进行全面安全检查。通过全面细致的安全评估切实排查安全隐患采取相关措施确保绝对安全。第二切实加强正在运行核设施的安全管理。核设施所在单位要健全制度严格操作规程加强运行管理。监管部门要加强监督检查指导企业及时发现和消除隐患。第三全面审查在建核电厂。要用最先进的标准对所有在建核电厂进行安全评估存在隐患的要坚决整改不符合安全标准的要立即停止建设。第四严格审批新上核电项目。抓紧编制核安全规划调整完善核电发展中长期规划核安全规划批准前暂停审批核电项目包括开展前期工作的项目。

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