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三代核电站：安全性能到几何?

“二代核电技术应该对安全方面的防范是很严格的了。为什么福岛核电站的事故还会发生?而三代核电技术在安全性方面又能提高到什么程度?”

针对《中国新闻周刊》提出的这些问题，郁祖盛认为，福岛核电站的事故偶然因素很大。主要原因是因为地震，冷却失去了电源，而备用的柴油机电源又被海啸给卷走了。但福岛的6号机组有一台柴油机，位置比较高，海啸没有卷掉，结果不仅保证了6号机组的安全，还使5号机组也实现了安全。福岛所遇上的自然灾害，已经超出了当初设计人员所考虑的边界。

目前，国际上对于核电安全的评估一般是两个参数：一个是“堆芯熔化概率”。这里指的是，每一个反应堆运行一年(即堆·年)，发生堆芯熔化的概率。二代技术是万分之一，也就是我们俗称的“万年一遇”。但是在日本，这种“万年一遇”的事情就是发生了。而现在国际上要求标准要提高到十万分之一。现在三代核电技术中的美国AP1000，已经可以做到5.08×10的负7次方堆·年，即千万分之五。

另一个参数，是出现放射性大规模释放的概率，比如切尔诺贝利或者福岛出现的情况。原来在二代核电时代，这个概率是十万分之一，而现在国际上的要求是百万分之一。AP1000则做到了6×10的负8次方堆·年，即亿万分之六。

“在福岛核电站事故以后，我们请美国的合作方进行过一次模拟计算，如果福岛采用了AP1000的三代技术是否能经受住此次考验，结果证明，是可以的。”郁福盛告诉记者。

三代技术：既要安全，而且经济

安全性的提高是三代核电技术的主要标志。但三代核电技术并非是仅仅是一个安全指标，它包含从安全性到经济成本等一系列指标。对此，中科院院士欧阳予有过六条定义：

一、在安全性上，堆芯熔化事故概率≤1.0×10的负5次方堆·年;大量放射性释放到环境的事故概率≤1.0×10的负6次方堆·年。

二、在经济性上，要求能与联合循环的天然气电厂相竞争：机组可利用率≥87%;设计寿命为60年(二代机组是40年);建设周期不大于54个月。

三、采用非能动安全系统，即设计不需要专设动力源(5.62,-0.10,-1.75%)驱动的安全系统。

四、单机容量进一步大型化，通常二代机组都在百万千瓦，三代可达160万千瓦甚至更多。

五、采用整体数字化控制系统。

六、施工建设模块化以缩短工期。

“单从引进价格上来说，三代核电技术实际上比二代还能省钱。”郁祖盛说。他这样算了一笔账：近30年前中国引进法国的二代技术时，按8.27：1的外汇比例来计算，大亚湾核电厂建成的价格是2080美元/千瓦;而三代，AP1000较好地解决了安全性和经济性的协调，如果不考虑通货膨胀，仍按8.27：1的外汇比例来算，三门核电厂，也就是全世界第一座AP1000电厂，四台机组的平均价格是低于2000美元/千瓦。也就是说，反而是更便宜了。

个中原因是：以往的核电厂，真正发电的机械设备，最多只占三分之一，其余三分之二的设备为紧急情况出现而备用的，万一出现事故，它们起到缓解的作用，也就是说，它们是“站岗放哨”的。而这部分设备又要求极度可靠，造价非常高。但是，贵是贵，人们又希望最好不用上它们，40年中永远不启动才好。从这个意义上说，这部分设备可以说是个“累赘”。于是美国西屋公司就动脑筋，试图把这部分的成本大幅度降下来。

西屋的工程师们考虑的是怎样使安全措施简化。也就是说，一旦反应堆的堆芯发生熔化，无须人工操作，冷却系统就可启动。简单地说，是在反应堆中的安全壳中装有若干应急水箱，断电时阀门会自动打开，堆芯与水箱之间的温度、压力差会使得冷却水自动进入反应堆管道，起到给燃料棒降温的作用。如果有必要，建在反应堆混凝土外墙顶上的另一个巨大蓄水池可以直接让水倾泻在反应堆外墙顶上，降低顶部温度。而在圆弧形安全壳之内，从堆芯冒出的蒸汽会不断冲击已经降温的屋顶，遇冷凝结成水，最终又洒落到堆芯上。这些水，至少够使用3天。

“这道理现在说起来挺简单，但这在我们的行话中叫‘用微动力自然循环带走大量热量’，西屋搞了30年才成功。”郁祖盛说，所谓美国AP1000的“非能动安全系统”即是这个意思，在这个安全系统中一台泵都没有，全靠自然力。“原来二代核电技术，要求是一旦出事故10分钟到半个小时内人工必须干预，启动安全系统，而这里，三代技术可以72小时之内都不用人工干预。有三天时间，这时间对于核电站采取进一步措施足够了。”

当然，郁祖盛补充说，像AP1000这样的先进技术引进之后，消化吸收还是一个艰苦的过程，直到真正实现了国产化、标准化、批量化，才能真正把核电站的成本降下来。

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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