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核电能提供清洁、安全的电力供应,缓解地区能源资源供给与环境约束之间的矛盾,但在针对内陆核电的各种质疑中,安全性首当其冲。笔者认为,虽然我国内陆核电仍是空白,但核电站的选址标准和设计标准与国际标准是接轨的,充分考虑地震、地质、水文、气象、人口和外部人为事件等诸多因素,内陆省份有足够好的条件建设核电站。而且,我国在核电选址及设计上具备了充分的安全考虑,地震等外部条件不会对核电站安全产生影响,核电站的建设和运营也不会对流域内的水资源产生重大影响,在发生概率极低的事故场景下可以有效保障环境安全。
以下,笔者将从地震、水环境、安全保障三方面,结合我国法律法规和选址情况,分析内陆核电的安全性。
首先,地震对核电站的影响要考虑地震震源参数(震级)、震中距离以及核电站厂址特征和核电站抗震设计等因素。所以,核电站地震安全由两部分来保证,即选址和抗震设计。
根据法规要求,核电站在选址阶段要调查、分析该厂址地区、厂址附近(半径 5公里)、近区域(半径25公里)、区域(半径不小于150公里范围内)的地震地质情况。同时评价地震本身对厂址的影响、地震引发的海啸(滨海厂址)和湖涌(内陆厂址)及上下游水坝溃坝(内陆厂址)以及地面沉降、塌陷、滑坡、泥石流、地裂缝、崩塌、液化、斜坡不稳定性等永久性地面变形等。
我国核电站选址时严格遵守《核电厂厂址选择中的地震问题(HAD101/01)》等法规要求,选址时已充分考虑了内陆的特殊性,诸如湖涌、跨坝、泥石流等特殊影响,可以通过适当的选址最大程度降低地震影响带来的影响。
虽然近年发生了一些强地震并呈现地震多发,但与国土狭小、处于板块地震带上的日本在核电选址条件上有显著不同,仅考虑地震情况下可选区域范围很大。以四川为例,根据国家地震局发布的《汶川8.0级地震烈度分布图》,汶川震中区域地震烈度(损坏程度)为11度,而同为四川的南充蓬安、宜宾等只有6度(距离震中约200km左右),核电站选址时需要遵守选址有关法规,避开汶川等发震构造地区,可选择四川省内满足选址要求的南充、宜宾等地区。
选址之后,核电站会通过地震安全性评价等工作,确定抗震设计输入(确定SL-1级和SL-2级设计基准地面运动)。经过抗震设防,保障核电站在地震发生时的安全,包括反应堆冷却剂压力边界的完整性、在安全停堆条件下停堆并具备维持其安全停堆状态的能力,以及防止可能造成放射性对环境的照射事故或减轻事故后果的能力。
其次,核电站的常规岛冷却水取水保证率实际与一般火电厂要求是一致的,但核安全重要厂用水的保证率相对较高,因此核电站多选址于滨海以及有相当净流量的江河、湖泊(水库)旁边,一般不会选在缺水地区。以目前我国内陆核电站选址为例,厂址多位于长江、珠江以及松花江流域,这些流域相对水资源较丰富,有条件建设核电站。
与常规闭式循环冷却的煤电机组一样,内陆核电设计均采取闭式循环冷却的方式,可以减少从江河湖泊的取水量和温排水效应。采用闭式循环冷却的核电机组需要从江河湖泊中取水用以补充因循环冷却水塔的水汽逸散和排污等造成的水损失,但对核电厂而言,这部分水量低于1立方米/(s.台机组)。而真正用于冷却重要设备的重要厂用水量本身也不大(每小时约2500立方米/小时),其水损耗和补水量非常低,预计每小时不会超过100立方米,对于长江等水系而言这个补水量微乎其微。所以,在内陆厂址流域这种流量的取水保证率非常容易满足,即便是大旱之年也能够保障核电站安全用水需求。
我国核电站选址时也会依照水利部门的要求开展专门的水资源论证,充分考虑各类用户以及生态用水的需求,在此前提下论证可用水资源量是否能满足核安全用水和冷却水供应的有关要求,达不到条件的将不会进行选址,因此通过论证后的内陆地区核电站取水安全是有保障的。
此外,与沿海核电厂相比,内陆核电厂正常运行放射性液态流出物排放需要考虑其对饮用水和灌溉的可能照射途径,这种影响会在选址环境影响评价和安全评估中充分考虑。国外大量内陆核电厂的多年运行经验和对排水水域长期环境监测的结果表明,这种照射途径对人体剂量的贡献处在环境本底辐射水平的涨落范围内。所以,国外核电站排水口所在的河段、湖泊或水库多兼顾有多种水功能(如饮用水、自然保护区、渔业、农业灌溉、旅游、工业用水等之一或组合)。而我国《核动力厂环境辐射防护规定》(GB6249-2011)也规定:“槽式排放出口处的放射性流出物中除氚和碳14外其他放射性核素浓度不应超过100Bq/L;排放口下游1km处受纳水体中总β放射性不超过1Bq/L氚浓度不超过100Bq/L(筛选值)”。总β放射性不超过1Bq/L已满足我国饮用水卫生标准中的放射性指标要求。因此内陆核电站正常运行的环境安全和生态安全均有保障。
第三,尽管我国核电厂址安全条件远优于日本,不可能发生类似福岛的地震和海啸,但依然采取了纵深防御理念进行核电站设计、建造和运营,构筑安全保障体系。
《核安全与放射性污染防治“十二五”规划及2020 年远景目标》明确提出,“十三五”及以后新建核电机组力争实现从设计上实际消除大量放射性物质释放的可能性。目前缓解超设计基准情况下严重事故的改进措施正在实施中,编制严重事故导则和加强超设计基准事故处理培训等管理改进工作也全面开展。我国核电站核安全保障水平将进一步提高。
除了提升反应堆本身的安全,为防止类似福岛核事故后放射性污水向环境的泄漏事件,我国核电行业做了系列的研究开发,重点研究确保事故放射性污水“可存储”、“可封堵”、“可处理”和“可隔离”的措施,如利用抗震类厂房如反应堆安全壳厂房(其安全壳内自由体积比福岛沸水堆安全壳大10倍以上)、设置抗震类的废液滞留池和厂区贮罐等滞留、贮存放射性污水,并通过在线的或移动的处理设施对这些水进行处理;对电厂排水管沟上设置过渡段和控制闸门等紧急情况下实现实体隔离以及利用沸石等材料投放降低放射性物质Cs-137等;利用硅酸钠等阻水剂实现漏点封堵等。目前的结论是技术上完全可以实现,可以作为“兜底方案”来确保内陆核电厂周围的水资源安全。
(作者为高级工程师,在火电和核电行业工作多年,目前从事核电行业分析工作)
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