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日本排放核廢水 中國的核電從業人士是如何看待的?

2022-07-13 09:01  來源:界面新聞    日本核廢水  放射性物質  核事故  核環保  核安全  核電機組  日本核電  福島核電站

日(ri)前(qian),日(ri)本政(zheng)府決定向海洋排放(fang)福島(dao)核(he)電(dian)站的廢水(shui)。此舉(ju)引發了國(guo)際社會的廣泛關注,關乎人(ren)類(lei)健康、國(guo)際義務(wu)、生態(tai)環(huan)境、水(shui)產品安全等各維度的討論不斷深(shen)化。其(qi)中,最(zui)相關的核(he)電(dian)行業卻鮮有發聲。就目前(qian)的討論范圍看,其(qi)中有兩大核(he)電(dian)問(wen)題較受(shou)關注:福島(dao)核(he)廢水(shui)與正(zheng)常(chang)核(he)電(dian)站運行廢水(shui)構成、處(chu)置(zhi)方式是(shi)否相同(tong)?


日(ri)前,日(ri)本(ben)政府決(jue)定向海(hai)洋排放福(fu)島核電站的(de)(de)廢(fei)水(shui)。此(ci)舉引發(fa)了國際社會的(de)(de)廣(guang)泛關(guan)注,關(guan)乎(hu)人類(lei)健康(kang)、國際義務、生態環境、水(shui)產(chan)品安全等各維度的(de)(de)討論不斷深化。其中,最(zui)相關(guan)的(de)(de)核電行業卻鮮有發(fa)聲。

就目前的討論范圍看,其中有兩大核電問題較受關注:福島核廢水與正常核電站運行廢水構成、處置方式是否相同?

國內需要擔心核電機組發生放射性物質泄漏嗎?

為此,記者采訪了多位(wei)國(guo)內核電從業人員及專家,試圖(tu)對(dui)上述問題做出解答。

“打個(ge)不恰當的比(bi)喻(yu)。健(jian)康人產生的唾沫里(li)會帶(dai)有(you)少量痰(tan),但生病了(le)痰(tan)就比(bi)較多。”一位(wei)核(he)電企業(ye)研究院專家這樣對(dui)界面新聞(wen)稱。他認為,核(he)電正常(chang)運行廢(fei)水和福島核(he)廢(fei)水的區別在(zai)(zai)于(yu),后者存在(zai)(zai)的放射性(xing)物質更多。

這首先需要厘清福島(dao)核(he)廢水(shui)與正常核(he)電運行廢水(shui)的產生原理。

2011年,福島第一核電站遭(zao)遇強震(zhen)和海嘯后發(fa)生堆芯熔毀,管理方東(dong)京(jing)電力(li)公(gong)司(下稱(cheng)東(dong)京(jing)電力(li))為了(le)冷卻反(fan)應堆溫度注入(ru)了(le)大量的水(shui),加之過(guo)去十年中地(di)下水(shui)和雨水(shui)的流入(ru),核廢(fei)水(shui)一直在增加。

經過“多核素去(qu)除設備”(ALPS)的(de)凈化(hua)后(hou),這些經處理(li)的(de)核廢水目前被保管在儲存罐中。

堆(dui)芯(xin)熔毀是指核反應堆(dui)溫度上升過高(gao),造成(cheng)燃料棒熔化并發(fa)生(sheng)破損,引發(fa)放射性物質泄露(lu),這是核電站可能發(fa)生(sheng)的事(shi)故(gu)中最(zui)為嚴(yan)重的事(shi)態。

截(jie)至目前,人(ren)類歷史上共發生過三次堆(dui)芯(xin)損(sun)壞(huai)造(zao)成的重大核事故:美國三里島事故、蘇(su)聯切爾諾(nuo)貝利(li)事故、日本福島事故。

正常核電機(ji)組運行的廢水,則沒有直接與燃(ran)料芯塊(kuai)接觸。

國內某核電企業高管解釋,以國內廣泛采用的壓水堆堆型為例,系統中有三個回路會用到水。

其中,一回(hui)路(lu)的(de)水流經堆芯后(hou)進(jin)入蒸汽發生器管內并不斷循環,因直(zhi)接對燃料進(jin)行(xing)導熱而(er)帶有(you)放(fang)射性(xing),但它們處于封閉(bi)系統中,會經過嚴格的(de)凈化和處理。

二回路的(de)(de)水(shui)在(zai)蒸汽(qi)發(fa)生器管外,與管內(nei)的(de)(de)一回路水(shui)做(zuo)熱交(jiao)換。二回路的(de)(de)水(shui)被加(jia)熱成蒸汽(qi)推動汽(qi)輪機發(fa)電,做(zuo)完功后的(de)(de)蒸汽(qi)在(zai)冷凝(ning)器中(zhong)被三回路水(shui)冷卻(que),后用(yong)泵(beng)輸送回去。它(ta)們也處(chu)于封閉循環中(zhong),會得(de)到(dao)嚴格處(chu)理。

冷(leng)卻(que)(que)二回(hui)路水(shui)的(de)(de)三(san)回(hui)路水(shui),是唯(wei)一開放的(de)(de)水(shui),來源為海、湖(hu)、河(he)水(shui)等,也(ye)就是常規所說的(de)(de)冷(leng)卻(que)(que)水(shui),也(ye)是核電(dian)機(ji)組(zu)用水(shui)量最大的(de)(de)部分(fen)。

“原則上來說,正(zheng)常運(yun)行的(de)核電機組(zu)的(de)三回路水(shui)只有溫熱排放。”上述核電企業高管稱。

“通俗(su)地講,核(he)電(dian)站正(zheng)常運行時一回路(lu)(lu)里(li)(li)面(mian)的(de)(de)水(shui)像暖寶寶里(li)(li)的(de)(de)液體,不會隨意漏出,只在(zai)里(li)(li)面(mian)循環;由(you)于活化的(de)(de)影(ying)響,二回路(lu)(lu)可能有一些感生放(fang)射(she)性,但極小。”上(shang)述(shu)核(he)電(dian)企(qi)業研究(jiu)院專家對界面(mian)新聞稱(cheng),且這兩回路(lu)(lu)水(shui)的(de)(de)排放(fang),都會經過專業的(de)(de)凈(jing)化和處理程序(xu)。

那么,正常運行的核電機組是如何產生放射性廢液的?

一(yi)位核電(dian)(dian)企業工程師表示(shi),這主要有三(san)個來源(yuan):一(yi)回路(lu)系(xi)統(tong)運行(xing)后(hou),系(xi)統(tong)中水的放(fang)射(she)性(xing)活度會(hui)(hui)增(zeng)加(jia),為(wei)保證(zheng)環境放(fang)射(she)性(xing)達標需要進(jin)行(xing)凈化,此時(shi)會(hui)(hui)產(chan)生部(bu)分放(fang)射(she)性(xing)廢(fei)液(ye)(ye);利用硼濃度控(kong)制來調節核電(dian)(dian)功率時(shi),也會(hui)(hui)產(chan)生部(bu)分放(fang)射(she)性(xing)液(ye)(ye)體,尤其(qi)在換(huan)料前,由于稀釋硼濃度較困難,廢(fei)液(ye)(ye)量會(hui)(hui)稍多;一(yi)回路(lu)系(xi)統(tong)升溫時(shi),液(ye)(ye)體膨脹后(hou)會(hui)(hui)排出部(bu)分,從(cong)而(er)進(jin)入外部(bu)臨時(shi)儲存水箱(xiang)。

該位(wei)工程(cheng)師進一(yi)步解釋,正常核電站排放的(de)廢(fei)(fei)水(shui),只有中低放放射性物質,但福(fu)島核廢(fei)(fei)水(shui)還存在高放放射性物質。這(zhe)是(shi)兩者主要的(de)不同點。

“因(yin)為極大部分的(de)(de)高(gao)(gao)放(fang)射性都在燃(ran)(ran)料包(bao)殼里面(mian),如果燃(ran)(ran)料不(bu)燒毀(hui),廢水中(zhong)不(bu)會有(you)長壽期(qi)的(de)(de)高(gao)(gao)放(fang)射性物(wu)質(zhi)。但福(fu)島核電站有(you)部分燃(ran)(ran)料燒毀(hui),高(gao)(gao)放(fang)射性物(wu)質(zhi)跑到(dao)了(le)水中(zhong),如銫(se)137等。”他解釋稱,這些放(fang)射性物(wu)質(zhi)的(de)(de)處(chu)理,除氚比較困難外,其他的(de)(de)都能夠基本(ben)消除。

由此可(ke)見,福(fu)島核廢(fei)水與正常(chang)核電運行廢(fei)水在產生(sheng)原理、內容構(gou)成以及(ji)含量濃度上均有區(qu)別。

但根據國際(ji)環保組(zu)織(zhi)綠(lv)色和平調查發(fa)現,東(dong)京電(dian)力的水處理(li)技術(shu)不(bu)能(neng)去除核(he)廢水中放射性(xing)氚或碳14,也(ye)不(bu)能(neng)完全(quan)去除其他放射性(xing)同位素,如鍶90、碘(dian)129和鈷60。

“要盡最大努力,降低這些核素在排放(fang)核廢(fei)(fei)水(shui)中(zhong)(zhong)的含量(liang)。”上述核電企業工程師表示,因此,監督福島排放(fang)核廢(fei)(fei)水(shui)中(zhong)(zhong)是否有超量(liang)的長周(zhou)期的放(fang)射性核素存在,并(bing)嚴(yan)格管控好這些核素的排放(fang)量(liang),是必(bi)須盡快明確和落實的。

那福島核廢水與正常核電運行廢水的處置方式有何不同?

“一(yi)般來說,一(yi)個正常核(he)電(dian)站(zhan)的年(nian)廢(fei)水(shui)(shui)排放(fang)量約2萬立方米,并匹配(pei)相應(ying)的處置能(neng)力。”上述核(he)電(dian)高管表示,對于核(he)廢(fei)水(shui)(shui)的處置方式(shi),中國采用蒸餾方式(shi)并將放(fang)射性雜(za)質(zhi)通過水(shui)(shui)泥固化(hua)埋到地下。

然而福島廢水量儲量龐大,蒸(zheng)餾固化的(de)成本過高,不具備經濟(ji)性(xing)。相較之下,日本選擇了(le)過濾后再稀釋到正常標準,排入海中隨著洋流的(de)擴散進一步稀釋。

根據東京(jing)電力披露的數據顯示,截(jie)至3月(yue)18日,福島核電站內(nei)部(bu)經處(chu)理(li)的核廢(fei)(fei)水(shui)儲量為125.08萬噸(dun),內(nei)部(bu)存儲了1061個經過各種處(chu)理(li)后的核廢(fei)(fei)水(shui)廢(fei)(fei)桶(tong)。按照(zhao)平(ping)均每(mei)天新產生180噸(dun)核廢(fei)(fei)水(shui)計(ji)算,預計(ji)2022年秋季(ji)將達到存儲上限。

上述(shu)核電工程師表示(shi),針對(dui)(dui)非(fei)能動技術的先進核電項目,每(mei)年的固體廢物量(liang)一般在(zai)50立方米(mi)以下。對(dui)(dui)于(yu)符合標(biao)準排放(fang)的液(ye)(ye)態(tai)廢液(ye)(ye)量(liang)沒有嚴格定義,但對(dui)(dui)放(fang)射性排放(fang)總量(liang)有限制(zhi)要求。這些放(fang)射性排放(fang)量(liang)包括(kuo)液(ye)(ye)態(tai)與氣態(tai)排出(chu)物,實行(xing)總量(liang)控制(zhi)。

“對環境沒有(you)影響的(de)廢(fei)(fei)(fei)液(ye)各國都是允許排(pai)放(fang)的(de),否則(ze)二次固體廢(fei)(fei)(fei)物太多。但對可能(neng)含有(you)長壽命放(fang)射(she)性物質的(de)廢(fei)(fei)(fei)物,則(ze)進行固化處理。”該工程師表(biao)示,日本福島核電(dian)站(zhan)的(de)固體廢(fei)(fei)(fei)物量應該很大,需要存放(fang)起來后續慢慢處理。

因此,就處理方式而言,正(zheng)常核(he)電運行產(chan)生廢水所采用的(de)(de)蒸餾后(hou)固(gu)化深(shen)埋,與福島核(he)電站(zhan)的(de)(de)處理后(hou)入海,有本質區別。

東京電力也(ye)承認,除了“排污入海”外,還(huan)有蒸汽釋放、氫氣(qi)釋放、地(di)下掩埋以及向巖石圈注射四種(zhong)(zhong)方式。就時間(jian)和經濟成(cheng)本而言,“排污入海”最有優(you)勢:時間(jian)持(chi)續91個月,成(cheng)本僅需(xu)34億日元,均為上述五種(zhong)(zhong)方式中最短(duan)和最少的。

綠色(se)和平資深核電專家肖恩(en)·伯尼指出(chu),將核廢(fei)水長(chang)期儲存(cun)在堅固的(de)(de)儲罐中,并應用包括除氚在內的(de)(de)最佳可(ke)行技術,是目(mu)前(qian)最為(wei)環保的(de)(de)選擇(ze)。排(pai)污入海的(de)(de)決(jue)定,是基于日(ri)本政府的(de)(de)政治利益和東京電力的(de)(de)未來生(sheng)存(cun)能力而(er)做(zuo)出(chu)。

上述(shu)核(he)電(dian)從業人(ren)士均認(ren)為,日本核(he)廢水(shui)排(pai)(pai)放(fang)應該接受國(guo)際原子能機構或其他第三(san)方的有(you)效監督與實時評估,必須滿足排(pai)(pai)放(fang)要求,受控(kong)且有(you)序地排(pai)(pai)放(fang)。

那中國需要擔心核電機組發生放射性物質泄漏嗎?

上述核電工程師表(biao)示,國內核電機組總體上采用保守設計(ji),不會發生燃(ran)(ran)料(liao)破(po)損。“萬(wan)一燃(ran)(ran)料(liao)破(po)損,也有四道屏(ping)障:燃(ran)(ran)料(liao)芯(xin)塊、燃(ran)(ran)料(liao)包殼(ke)、一回路壓力(li)邊界、安全殼(ke),屬于縱深防御”。

在(zai)4月(yue)13日召開的2021年春(chun)季(ji)高峰(feng)會議暨(ji)第十四屆中(zhong)(zhong)國(guo)國(guo)際核(he)電(dian)工業展覽會上,中(zhong)(zhong)國(guo)工程院院士、核(he)能行業協會專家委主任葉(xie)奇蓁表示,歷史上包括(kuo)福島核(he)事(shi)故在(zai)內三大核(he)事(shi)故堆芯均熔融,因此安(an)全殼的完整性(xing)及(ji)其對放射性(xing)物質(zhi)的有(you)效包容極(ji)為重(zhong)要。

據葉奇(qi)蓁(zhen)介紹,目前中國(guo)三代核電(dian)設置(zhi)了(le)防安全(quan)殼超壓的(de)措施,確保在任何極(ji)(ji)端(duan)情況下(xia)安全(quan)殼的(de)完整(zheng)性(xing),極(ji)(ji)大地(di)降低(di)了(le)放射性(xing)外泄(xie)的(de)風險。

“‘華(hua)龍一號 ’和(he) ‘國(guo)和(he)一號’技術,均設全面的嚴重(zhong)事故預防和(he)解決措施,能防止高(gao)壓(ya)熔堆、氫爆,設有壓(ya)力容(rong)器堆外冷卻水注射(she)系統,防止蒸汽爆炸,將(jiang)堆芯熔融物保持壓(ya)力容(rong)器內,并導出余熱(re)。”葉奇蓁(zhen)表示,中國(guo)三代核電完(wan)整(zheng)貫徹預防早期大量放射(she)性釋放的對策(ce),將(jiang)確保安全殼(ke)的完(wan)整(zheng)性不(bu)受損(sun)害,放射(she)性物質包容(rong)在安全殼(ke)內。

此外,目前的先(xian)進(jin)核電技術(shu)也通過技術(shu)手段減少了放射性廢液的產出。

上述核電工程師對界面新聞表示,先(xian)進核電在(zai)調節核電功(gong)率時,通過控制棒替代硼濃度控制,并對一回(hui)路注氫以減(jian)少氧離子活(huo)化,降低放射性活(huo)度,這兩種手(shou)段(duan)可大大減(jian)少放射性廢液的產生量。

福島核廢(fei)水入海所產生的(de)(de)潛在負面影響(xiang),或不僅在于(yu)環境方面。對于(yu)核電行業(ye)的(de)(de)發(fa)展(zhan)前景而(er)言,也是一次重擊。

有(you)不愿(yuan)具名的核電業內人(ren)士表示(shi),日本將核廢(fei)水排入大(da)海的做法極不負責。該事件對全(quan)球核電產(chan)業的實質影響,需要(yao)較(jiao)長的時間才(cai)能判斷。目前看(kan),輿論層面(mian)的影響較(jiao)大(da),有(you)可能會進一步影響地方政府發展核能的決心和信心。

2011年的3·11日本(ben)地震造(zao)成了(le)福島核事故(gu),之后導致了(le)中國政府放緩(huan)新核電項目審批。

2012年(nian)12月,江蘇田灣(wan)核(he)電二期(qi)工程(cheng)獲(huo)得核(he)準。此后(hou)兩年(nian)多,再(zai)無(wu)新(xin)項(xiang)目獲(huo)批(pi)(pi);直(zhi)到(dao)2015年(nian),中國政府新(xin)核(he)準了八臺核(he)電機組。自(zi)2016年(nian)起,中國核(he)電項(xiang)目審(shen)批(pi)(pi)再(zai)次(ci)進入(ru)停(ting)滯。

2019年(nian)1月,漳州核電一期項目(mu)1號(hao)、2號(hao)機組與惠州太平(ping)嶺核電一期項目(mu)1號(hao)、2號(hao)機組獲得核準。這標志著2016-2018年(nian)三年(nian)后,中(zhong)國(guo)(guo)政府(fu)正式開啟新的(de)常規核電新項目(mu)審批。但之后,中(zhong)國(guo)(guo)核電項目(mu)審批又陷入沉寂期。

此前報道,中國核(he)電(dian)“十三五”發展(zhan)并未達成(cheng)目(mu)標(biao),實際在(zai)運和在(zai)建裝機裝機,距離目(mu)標(biao)分別約(yue)有700萬(wan)千瓦、900萬(wan)千瓦的差距。

直(zhi)到2020年9月,國務院核(he)(he)準了海南昌(chang)江核(he)(he)電二(er)期工程和(he)浙(zhe)江三澳核(he)(he)電一期工程。中國再(zai)度放開核(he)(he)電項目審批。

在此之后,核電行業利好消息頻傳。

2020年9月(yue)(yue),國家電(dian)(dian)投發(fa)布中國三代核(he)電(dian)(dian)自(zi)主化成果——國和一號,即CAP1400壓(ya)水(shui)堆(dui)技術(shu);10月(yue)(yue)-11月(yue)(yue),石(shi)島灣高溫氣冷堆(dui)示(shi)范工程完成雙堆(dui)冷試,華龍一號全球(qiu)首(shou)(shou)堆(dui)福(fu)清核(he)電(dian)(dian)5號機(ji)組(zu)并網,創全球(qiu)第三代核(he)電(dian)(dian)首(shou)(shou)堆(dui)建(jian)設的(de)最佳業績;12月(yue)(yue),霞浦示(shi)范快堆(dui)工程2號機(ji)組(zu)開建(jian),浙江三澳(ao)核(he)電(dian)(dian)項(xiang)目1號機(ji)組(zu)開工。

在“碳達峰、碳中和(he)”的大(da)背景下(xia),業(ye)內認為,核電作為目前(qian)唯(wei)一可大(da)規模(mo)替代煤電的基荷并(bing)具備一定負(fu)荷跟蹤能(neng)力的電源,未(wei)來(lai)15年仍是其發展的重要戰略機遇期。

今年3月(yue),政府工作報告首次提出“積(ji)極有序發展核電”,經人大(da)審查通過的《十四五規(gui)劃》也提出,要安全穩妥推動沿海核電建(jian)設,核電運(yun)行裝機容量(liang)達到(dao)7000萬千瓦。

在(zai)(zai)2021年(nian)春季(ji)高(gao)峰會議暨(ji)第十(shi)四屆(jie)中國(guo)國(guo)際核電工業(ye)展(zhan)覽(lan)會上,中國(guo)核能行業(ye)協會副理(li)事長兼秘書長張廷克在(zai)(zai)開幕式致辭中表示,“十(shi)四五”時期(qi),國(guo)內核電將在(zai)(zai)確保安全的(de)前提下積極有(you)序(xu)發展(zhan),有(you)望按照(zhao)每年(nian)8臺左右的(de)建設規模和(he)節奏(zou)推進。

截至目前,中國商運核(he)電(dian)機(ji)組(zu)(zu)共49臺(tai),總裝機(ji)5102.7萬(wan)千瓦,居全(quan)球(qiu)第三;核(he)準及在建核(he)電(dian)機(ji)組(zu)(zu)19臺(tai),總裝機(ji)約(yue)2099萬(wan)千瓦,居全(quan)球(qiu)第一。2020年,中國核(he)能發電(dian)裝機(ji)占(zhan)比約(yue)2.3%,發電(dian)量(liang)占(zhan)比約(yue)4.9%。




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