日前,日本政府決定向海洋排放福(fu)島(dao)核(he)電(dian)(dian)站的廢水(shui)(shui)。此舉引發了國(guo)(guo)際(ji)社會的廣泛關注(zhu),關乎人類(lei)健康、國(guo)(guo)際(ji)義務、生態環(huan)境、水(shui)(shui)產品安全(quan)等各維度的討論不斷深化(hua)。其中,最(zui)相關的核(he)電(dian)(dian)行業(ye)卻(que)鮮有發聲。
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,記者采訪了多位國內核電從業人員及專家(jia),試圖對上述問題(ti)做(zuo)出(chu)解答。
“打個不恰當的(de)比喻。健康人產生的(de)唾沫里會帶有少量痰,但(dan)生病了痰就比較多(duo)。”一(yi)位核(he)(he)電企業(ye)研究(jiu)院專家這樣對界(jie)面新聞稱。他認為,核(he)(he)電正常運行廢水(shui)和福(fu)島核(he)(he)廢水(shui)的(de)區別在于(yu),后(hou)者存在的(de)放射性物(wu)質更(geng)多(duo)。
這首先需要厘清(qing)福島核廢水與正常核電(dian)運行廢水的(de)產生原理。
2011年(nian),福(fu)島(dao)第一(yi)核(he)電站遭遇強震和海嘯后發生堆芯熔毀(hui),管(guan)理方東京電力公(gong)司(下(xia)稱東京電力)為了冷卻反應堆溫度注入了大(da)量的水(shui),加之過去(qu)十(shi)年(nian)中地下(xia)水(shui)和雨(yu)水(shui)的流入,核(he)廢水(shui)一(yi)直在(zai)增加。
經(jing)過“多(duo)核素(su)去(qu)除設備”(ALPS)的凈(jing)化后,這些經(jing)處理的核廢水目(mu)前被保管在儲(chu)存(cun)罐中。
堆(dui)芯熔毀是指核(he)反應堆(dui)溫度(du)上升(sheng)過高,造成(cheng)燃料棒熔化(hua)并發(fa)生破損,引發(fa)放射性物質(zhi)泄露(lu),這是核(he)電(dian)站可能發(fa)生的(de)事故中(zhong)最(zui)為嚴重的(de)事態。
截至目前,人類歷史上共發生過三次堆芯(xin)損(sun)壞造成的重大核事(shi)故(gu):美(mei)國(guo)三里島(dao)事(shi)故(gu)、蘇聯切(qie)爾諾貝利事(shi)故(gu)、日本福島(dao)事(shi)故(gu)。
正常核(he)電機組(zu)運行的廢水,則沒(mei)有直接(jie)與燃料芯塊接(jie)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(zhong),一(yi)回路的水流經堆芯后進(jin)入蒸(zheng)汽發生器管內并不斷循(xun)環,因(yin)直接對燃料進(jin)行(xing)導熱而帶有放射性,但它(ta)們處于封閉系統中(zhong),會(hui)經過嚴格的凈化(hua)和處理。
二回路(lu)(lu)的(de)水(shui)在蒸(zheng)(zheng)汽發生器管外(wai),與(yu)管內(nei)的(de)一回路(lu)(lu)水(shui)做(zuo)熱交換。二回路(lu)(lu)的(de)水(shui)被加熱成蒸(zheng)(zheng)汽推動(dong)汽輪機(ji)發電(dian),做(zuo)完(wan)功后的(de)蒸(zheng)(zheng)汽在冷凝器中被三回路(lu)(lu)水(shui)冷卻(que),后用(yong)泵輸送回去。它們也處(chu)于封閉循環(huan)中,會得到嚴格處(chu)理。
冷(leng)卻二(er)回(hui)路(lu)水的三回(hui)路(lu)水,是(shi)唯一開(kai)放的水,來源(yuan)為(wei)海、湖、河水等,也(ye)就是(shi)常規(gui)所說的冷(leng)卻水,也(ye)是(shi)核電(dian)機組用水量(liang)最大的部分。
“原則上(shang)來(lai)說,正(zheng)常運行的(de)核(he)電機組的(de)三回(hui)路水只有溫熱排(pai)放。”上(shang)述核(he)電企業高管稱。
“通俗地(di)講,核電站正常運行時一(yi)回路(lu)里面的水像暖(nuan)寶寶里的液體,不會(hui)隨意(yi)漏(lou)出,只在里面循環(huan);由于活化的影(ying)響,二回路(lu)可能有一(yi)些感生(sheng)放射性,但極小(xiao)。”上述核電企(qi)業(ye)研究(jiu)院專家對界面新聞稱(cheng),且這兩回路(lu)水的排(pai)放,都會(hui)經過專業(ye)的凈化和處(chu)理程序。
那么,正常運行的核電機組是如何產生放射性廢液的?
一(yi)位核電企業工(gong)程師表示,這主要(yao)(yao)有三個來(lai)源:一(yi)回(hui)路系統(tong)運(yun)行后,系統(tong)中水的放(fang)(fang)(fang)射(she)(she)性活度會增加,為保(bao)證環境放(fang)(fang)(fang)射(she)(she)性達標需要(yao)(yao)進行凈化,此時會產生(sheng)部(bu)分(fen)放(fang)(fang)(fang)射(she)(she)性廢液(ye)(ye);利用硼濃度控制來(lai)調(diao)節核電功率(lv)時,也會產生(sheng)部(bu)分(fen)放(fang)(fang)(fang)射(she)(she)性液(ye)(ye)體,尤其(qi)在(zai)換料(liao)前,由于稀釋硼濃度較(jiao)困難(nan),廢液(ye)(ye)量會稍多(duo);一(yi)回(hui)路系統(tong)升溫時,液(ye)(ye)體膨脹后會排出(chu)部(bu)分(fen),從而進入外部(bu)臨時儲存(cun)水箱。
該位工程師進(jin)一步解(jie)釋,正常核電站排放的廢(fei)水,只(zhi)有中低放放射性(xing)物(wu)質,但(dan)福(fu)島核廢(fei)水還存在高放放射性(xing)物(wu)質。這是兩者主(zhu)要的不(bu)同點(dian)。
“因為極大部分的(de)高放(fang)射(she)性(xing)都在燃(ran)料包殼里面,如(ru)果燃(ran)料不燒(shao)毀,廢(fei)水(shui)中不會有長壽(shou)期的(de)高放(fang)射(she)性(xing)物質。但福島核電站有部分燃(ran)料燒(shao)毀,高放(fang)射(she)性(xing)物質跑到了(le)水(shui)中,如(ru)銫137等。”他解(jie)釋稱,這些放(fang)射(she)性(xing)物質的(de)處(chu)理(li),除(chu)氚比較(jiao)困難外,其他的(de)都能(neng)夠基本消除(chu)。
由此(ci)可見,福(fu)島核廢水(shui)與(yu)正常核電運行(xing)廢水(shui)在產生原理、內容構成以(yi)及含量濃度上均有區別。
但根據國際環保組織綠(lv)色和平調查(cha)發(fa)現,東京電力的水處(chu)理技術不能去除(chu)核廢水中放(fang)射(she)性氚或(huo)碳14,也不能完全去除(chu)其他(ta)放(fang)射(she)性同位素,如鍶90、碘(dian)129和鈷60。
“要盡最大(da)努(nu)力,降低這(zhe)些核(he)素(su)在排(pai)(pai)放核(he)廢水中的(de)(de)含量。”上(shang)述核(he)電企業工程師表示,因此,監督(du)福(fu)島排(pai)(pai)放核(he)廢水中是(shi)否有超量的(de)(de)長周期的(de)(de)放射(she)性核(he)素(su)存在,并嚴格管(guan)控好這(zhe)些核(he)素(su)的(de)(de)排(pai)(pai)放量,是(shi)必須(xu)盡快明確(que)和落實的(de)(de)。
那福島核廢水與正常核電運行廢水的處置方式有何不同?
“一般(ban)來說(shuo),一個正常核(he)(he)電站的年廢水(shui)(shui)(shui)排放(fang)量約2萬(wan)立(li)方米,并匹配相應(ying)的處置能力。”上(shang)述核(he)(he)電高管表(biao)示,對于核(he)(he)廢水(shui)(shui)(shui)的處置方式(shi),中國采用蒸餾方式(shi)并將放(fang)射性雜質通過水(shui)(shui)(shui)泥固化埋到地下(xia)。
然(ran)而福島廢(fei)水量儲(chu)量龐大,蒸(zheng)餾(liu)固(gu)化的(de)成(cheng)本(ben)過高(gao),不具(ju)備經濟性(xing)。相較之下,日本(ben)選(xuan)擇了過濾后(hou)再稀(xi)釋到正常標(biao)準,排入(ru)海中隨著洋流的(de)擴散進一(yi)步(bu)稀(xi)釋。
根據(ju)東京電(dian)(dian)力(li)披露的數(shu)據(ju)顯(xian)示,截至3月18日,福島核電(dian)(dian)站內部經處理(li)的核廢水儲量為(wei)125.08萬噸,內部存儲了1061個經過(guo)各種處理(li)后的核廢水廢桶。按(an)照平(ping)均(jun)每天(tian)新(xin)產生180噸核廢水計算,預計2022年(nian)秋(qiu)季(ji)將達(da)到存儲上限。
上述核電工程(cheng)師表示,針對非(fei)能(neng)動技(ji)術的先進核電項目(mu),每年的固體廢(fei)物量(liang)(liang)一(yi)般在50立方米以下。對于(yu)符(fu)合標準排(pai)放(fang)的液態廢(fei)液量(liang)(liang)沒有嚴(yan)格定義,但對放(fang)射性(xing)排(pai)放(fang)總量(liang)(liang)有限制要(yao)求。這些放(fang)射性(xing)排(pai)放(fang)量(liang)(liang)包括液態與氣(qi)態排(pai)出物,實行總量(liang)(liang)控制。
“對(dui)環境沒(mei)有(you)影響的廢液(ye)各國都是(shi)允許排放(fang)(fang)的,否則二(er)次固(gu)體(ti)廢物太多(duo)。但對(dui)可能含有(you)長壽命放(fang)(fang)射性物質(zhi)的廢物,則進行(xing)固(gu)化處(chu)(chu)理。”該工程師(shi)表示,日本(ben)福島核電站的固(gu)體(ti)廢物量應該很大,需要存放(fang)(fang)起來后續慢慢處(chu)(chu)理。
因此,就處(chu)理方式而言,正常核(he)電(dian)運行產生廢(fei)水所采用的蒸(zheng)餾后(hou)固化深(shen)埋,與福島(dao)核(he)電(dian)站的處(chu)理后(hou)入(ru)海,有本質區別。
東京電力也承(cheng)認,除了(le)“排(pai)污入(ru)海”外,還(huan)有蒸汽釋放、氫氣釋放、地(di)下掩埋以及(ji)向巖石圈注射四種(zhong)方式。就時間(jian)和經(jing)濟(ji)成本(ben)而言,“排(pai)污入(ru)海”最有優勢(shi):時間(jian)持續91個月,成本(ben)僅需34億(yi)日元,均為上述五種(zhong)方式中(zhong)最短(duan)和最少的。
綠色和平資深核電專家(jia)肖恩(en)·伯(bo)尼指出,將核廢水長期(qi)儲(chu)存在堅(jian)固的儲(chu)罐中,并應用包(bao)括除氚在內的最佳可行技(ji)術(shu),是(shi)目前最為環保的選擇。排污(wu)入海的決定,是(shi)基于日本政府的政治利(li)益和東京電力(li)的未來(lai)生存能力(li)而(er)做出。
上述核電從(cong)業人士(shi)均認為,日本核廢水排放(fang)(fang)應(ying)該接(jie)受國際原(yuan)子能機構或其他第三(san)方(fang)的有效監(jian)督與實時評估,必(bi)須滿足排放(fang)(fang)要求,受控且有序地排放(fang)(fang)。
那中國需要擔心核電機組發生放射性物質泄漏嗎?
上(shang)(shang)述核電工程師表示,國內核電機組總體上(shang)(shang)采用保(bao)守設計,不會發生燃料破損。“萬一(yi)燃料破損,也有四道屏(ping)障:燃料芯塊、燃料包殼、一(yi)回路壓力邊界、安(an)全殼,屬于縱深防(fang)御(yu)”。
在4月13日召開的(de)(de)2021年春季高峰(feng)會(hui)議暨第(di)十四(si)屆中國國際核(he)電工(gong)業展覽會(hui)上,中國工(gong)程院院士、核(he)能行業協會(hui)專家(jia)委主任葉奇蓁表示,歷史上包(bao)括福島核(he)事故(gu)在內三大核(he)事故(gu)堆(dui)芯均熔融,因此安全殼的(de)(de)完(wan)整性及其對放(fang)射性物質的(de)(de)有(you)效包(bao)容極為(wei)重要。
據葉奇蓁(zhen)介紹,目(mu)前中國(guo)三(san)代核電設(she)置(zhi)了防安(an)全(quan)殼(ke)(ke)超壓(ya)的(de)措施(shi),確保在任何極(ji)端情(qing)況下安(an)全(quan)殼(ke)(ke)的(de)完整性(xing),極(ji)大地降低了放射性(xing)外泄的(de)風(feng)險。
“‘華龍一(yi)號 ’和 ‘國和一(yi)號’技術,均設全面的嚴重(zhong)事故預防(fang)和解決(jue)措施(shi),能防(fang)止(zhi)高壓熔堆、氫爆,設有壓力(li)容(rong)器堆外(wai)冷卻水注(zhu)射系統,防(fang)止(zhi)蒸汽爆炸,將堆芯熔融物保(bao)持壓力(li)容(rong)器內,并導出余熱。”葉奇(qi)蓁表示(shi),中國三代核電完(wan)整(zheng)貫徹預防(fang)早期大(da)量放射性(xing)釋(shi)放的對(dui)策,將確保(bao)安全殼的完(wan)整(zheng)性(xing)不受損害,放射性(xing)物質包容(rong)在安全殼內。
此外,目前的(de)先進核電(dian)技術也通過技術手段減少了放射性廢(fei)液的(de)產出。
上述核電(dian)(dian)工(gong)程師(shi)對界面新聞表(biao)示,先(xian)進(jin)核電(dian)(dian)在調(diao)節(jie)核電(dian)(dian)功率時,通過控制棒替代硼濃度控制,并對一回路注氫以減(jian)(jian)少氧離子活化,降低(di)放射性(xing)(xing)活度,這(zhe)兩種(zhong)手(shou)段可大大減(jian)(jian)少放射性(xing)(xing)廢(fei)液的產生量(liang)。
福島核廢水入海所(suo)產(chan)生(sheng)的潛(qian)在負面(mian)(mian)影響,或(huo)不(bu)僅在于(yu)環境方面(mian)(mian)。對(dui)于(yu)核電行(xing)業的發展前景而(er)言,也是一次(ci)重(zhong)擊。
有不(bu)(bu)愿具名的核電(dian)業內人士表示,日本(ben)將核廢水排入大海的做法極不(bu)(bu)負(fu)責。該事件對全球核電(dian)產業的實質影響(xiang)(xiang),需要較(jiao)長的時間才能判斷。目前(qian)看(kan),輿論層面的影響(xiang)(xiang)較(jiao)大,有可能會進一步影響(xiang)(xiang)地方政府發(fa)展核能的決心和(he)信心。
2011年的(de)3·11日(ri)本地震造成了福島核(he)(he)事故,之后(hou)導致了中國政府(fu)放緩新核(he)(he)電項目審批。
2012年(nian)(nian)12月(yue),江蘇田(tian)灣核電二(er)期(qi)工程(cheng)獲(huo)得核準。此后兩年(nian)(nian)多,再無新項目獲(huo)批(pi)(pi);直到(dao)2015年(nian)(nian),中(zhong)國政府(fu)新核準了八臺核電機組(zu)。自2016年(nian)(nian)起,中(zhong)國核電項目審批(pi)(pi)再次進入停滯。
2019年1月,漳州(zhou)核(he)電(dian)一期項(xiang)(xiang)目(mu)1號(hao)(hao)、2號(hao)(hao)機組(zu)與惠州(zhou)太(tai)平(ping)嶺核(he)電(dian)一期項(xiang)(xiang)目(mu)1號(hao)(hao)、2號(hao)(hao)機組(zu)獲得核(he)準(zhun)。這標(biao)志著(zhu)2016-2018年三年后(hou)(hou),中國政(zheng)府正式開啟新的常規核(he)電(dian)新項(xiang)(xiang)目(mu)審批(pi)。但之后(hou)(hou),中國核(he)電(dian)項(xiang)(xiang)目(mu)審批(pi)又陷入沉寂期。
此前(qian)報道,中國核(he)電“十三五”發(fa)展(zhan)并未達成目(mu)標,實際在運和在建裝機(ji)裝機(ji),距離目(mu)標分別約有700萬千瓦(wa)、900萬千瓦(wa)的差距。
直到(dao)2020年9月,國務(wu)院核準(zhun)了海南昌(chang)江核電(dian)二(er)期工程(cheng)和浙江三(san)澳核電(dian)一期工程(cheng)。中國再度(du)放開核電(dian)項(xiang)目審批。
在此之后,核電行業利好消息頻傳。
2020年9月,國家(jia)電(dian)(dian)投(tou)發布(bu)中(zhong)國三(san)代(dai)核(he)(he)電(dian)(dian)自主化成(cheng)(cheng)果——國和一(yi)號(hao)(hao)(hao),即CAP1400壓水(shui)堆(dui)(dui)(dui)技(ji)術;10月-11月,石島灣(wan)高溫(wen)氣冷(leng)堆(dui)(dui)(dui)示范工(gong)程(cheng)完(wan)成(cheng)(cheng)雙堆(dui)(dui)(dui)冷(leng)試,華龍(long)一(yi)號(hao)(hao)(hao)全球首堆(dui)(dui)(dui)福清核(he)(he)電(dian)(dian)5號(hao)(hao)(hao)機組并(bing)網,創(chuang)全球第三(san)代(dai)核(he)(he)電(dian)(dian)首堆(dui)(dui)(dui)建(jian)設的最佳(jia)業(ye)績(ji);12月,霞浦示范快堆(dui)(dui)(dui)工(gong)程(cheng)2號(hao)(hao)(hao)機組開建(jian),浙江三(san)澳(ao)核(he)(he)電(dian)(dian)項目1號(hao)(hao)(hao)機組開工(gong)。
在“碳(tan)(tan)達峰、碳(tan)(tan)中和”的大背景(jing)下,業(ye)內認(ren)為,核電作為目前唯一(yi)可(ke)大規模替代(dai)煤(mei)電的基荷(he)并(bing)具(ju)備一(yi)定(ding)負荷(he)跟蹤能力的電源,未來15年仍是其(qi)發(fa)展的重(zhong)要戰(zhan)略機遇(yu)期。
今年3月,政(zheng)府(fu)工作報告首(shou)次提出(chu)“積(ji)極有序(xu)發展核電(dian)”,經人大審查通過的《十(shi)四(si)五規(gui)劃》也提出(chu),要安全穩妥推動沿海核電(dian)建設,核電(dian)運行裝(zhuang)機(ji)容量達到7000萬千瓦。
在2021年春季(ji)高(gao)峰會(hui)議暨第(di)十四屆中(zhong)(zhong)國(guo)國(guo)際核電(dian)工業展(zhan)覽(lan)會(hui)上,中(zhong)(zhong)國(guo)核能行業協會(hui)副理事長(chang)兼秘書長(chang)張(zhang)廷克在開幕式(shi)致辭(ci)中(zhong)(zhong)表(biao)示,“十四五”時期,國(guo)內核電(dian)將在確保安全的(de)前(qian)提下積(ji)極有序(xu)發展(zhan),有望(wang)按照每年8臺左右的(de)建設規(gui)模和(he)節奏推進。
截至目前,中國(guo)商運核電(dian)機(ji)組共49臺,總裝(zhuang)(zhuang)機(ji)5102.7萬千瓦,居全球第三;核準及在建核電(dian)機(ji)組19臺,總裝(zhuang)(zhuang)機(ji)約2099萬千瓦,居全球第一。2020年,中國(guo)核能發(fa)電(dian)裝(zhuang)(zhuang)機(ji)占(zhan)(zhan)比約2.3%,發(fa)電(dian)量占(zhan)(zhan)比約4.9%。