法国核电站爆炸 为何未如福岛般产生风险?

2017-02-17 04:21:27

【编者按】日前,法国弗拉芒维尔核电站发生爆炸,法国官方称,目前没有核泄漏风险,已经排除人为破坏的可能。为何法国核电站发生爆炸,却没有像日本福岛核电站那样产生核泄漏的风险呢?核科学与工程高级工程师张欣据此撰文,详细解析的同时,与表达了自己的一些看法。文章首发观察者网,现转载如下供读者参考。


曾经发生在日本福岛的核泄漏事故,令日本在当时受到重创(图源:新华社)

不久前,法国弗拉芒维尔核电站发生爆炸,法国官方称,目前没有核泄漏风险,已经排除人为破坏的可能。据英国《独立报》报道,有5人在爆炸中受伤,多是吸入爆炸烟尘所致。为何法国核电站发生爆炸,却没有像日本福岛核电站那样产生核泄漏的风险呢?

为何法国核电站爆炸没发生日本福岛那样的核泄漏

反应堆停堆后,链式反应虽然停止,但产热不会立即降低到零。在相当长一段时间内,剩余裂变和裂变产物衰变会持续产生剩余功率,停堆后两个小时仍可达额定热功率的1%。这对于百万千瓦核电站来说仍是极其巨大的热量,可能导致堆芯熔化、压力边界和安全壳破损等事故,引起放射性物质大规模释放的严重后果。所以核电站均设置余热排出系统,用以停堆后将余热导出,确保反应堆安全。

余热排出系统分为能动余热排出系统和非能动余热排出系统两大类。二者的区别是能动余热排出系统必须依靠外部电源,而非能动余热排出系统不需要电源。在全厂断电等事故中,正常电源和可靠电源供电同时丧失,常规能动余热排出系统因电源丧失而失去外部驱动力,余热排出功能失效。非能动余热排出系统的作用是在反应堆事故停堆后,不依靠外界驱动力,通过回路工质的自然循环可靠地导出堆芯余热,将反应堆停堆后的余热输送到最终热阱,以防止燃料包壳烧毁和堆芯熔化,确保断电事故下系统的安全。非能动余热排出系统的工作过程只依靠重力、冷热工质的密度差以及回路压差,提高了反应堆的固有安全性。

除少数三代非能动先进轻水堆外,目前大多数水冷堆,在紧急停堆后,如果没有能动降温措施,难以通过被动安全措施充分释放残余的衰变热,美国三里岛核事故就说明了这个问题。从三里岛事故的原因和过程看,其主要教训是能动安全系统需要大量人工操作,而人性不可靠可能因操作失误造成严重后果。

日本福岛核事故发生时,虽然由于地震引发的海啸导致福岛核电站断电(核电专业术语即SBO,“全厂断电”),而主动降温冷却系统需要电力来驱动,断电直接导致主动降温措施失效,堆芯温度不断上升。而在海啸退去后,如果日本东电及时用海水去冷却反应堆,也能一定程度上取得降温的效果,虽然这种做法会对机组造成永久性损害进而报废,带来较大经济损失。

正是处于经济利益的考量,导致日本东电在核事故处理中犹豫不决,加上福岛核电厂长期缺乏核应急演习,没有准备应急发电装置,反应堆内没有消氢系统,这些管理和设备上的缺陷叠加在一起,让东电失去了避免反应堆堆芯熔毁的机会,最终导致1、2、3、4号机组相继发生氢气爆炸,酿成了堪比切尔诺贝利核事故的7级核事故,根据IAEA的报告,放射性物质总泄漏量已经超过了切尔诺贝利。

法国核电站爆炸之所以没有核泄漏的风险,主要原因在于爆炸发生点远离核反应堆——发生爆炸的是法国弗拉芒维尔核电站的轮机房,该厂房属于常规岛,与反应堆有物理隔绝,仅有间接热力传递,因此这次事故与核安全系统无关,并不会带来核泄漏的风险。

核反应堆的安全性随着技术进步而提升

要说明的是,即便将来发生了类似于日本福岛核电站的情况,目前的第三代反应堆都可以避免发生类似于日本福岛那样的灾难。原因就在于核电技术的进步。

(王圣辰 编辑)

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