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【文/ 觀察者網(wǎng)特約作者 張欣】

不久前，法國弗拉芒維爾核電站發(fā)生爆炸，法國官方稱，目前沒有核泄漏風(fēng)險，已經(jīng)排除人為破壞的可能。據(jù)英國《獨立報》報道，有5人在爆炸中受傷，多是吸入爆炸煙塵所致。為何法國核電站發(fā)生爆炸，卻沒有像日本福島核電站那樣產(chǎn)生核泄漏的風(fēng)險呢？

為何法國核電站爆炸沒發(fā)生日本福島那樣的核泄漏

反應(yīng)堆停堆后，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)雖然停止，但產(chǎn)熱不會立即降低到零。在相當(dāng)長一段時間內(nèi)，剩余裂變和裂變產(chǎn)物衰變會持續(xù)產(chǎn)生剩余功率，停堆后兩個小時仍可達額定熱功率的1%。這對于百萬千瓦核電站來說仍是極其巨大的熱量，可能導(dǎo)致堆芯熔化、壓力邊界和安全殼破損等事故，引起放射性物質(zhì)大規(guī)模釋放的嚴(yán)重后果。所以核電站均設(shè)置余熱排出系統(tǒng)，用以停堆后將余熱導(dǎo)出，確保反應(yīng)堆安全。

余熱排出系統(tǒng)分為能動余熱排出系統(tǒng)和非能動余熱排出系統(tǒng)兩大類。二者的區(qū)別是能動余熱排出系統(tǒng)必須依靠外部電源，而非能動余熱排出系統(tǒng)不需要電源。在全廠斷電等事故中，正常電源和可靠電源供電同時喪失，常規(guī)能動余熱排出系統(tǒng)因電源喪失而失去外部驅(qū)動力，余熱排出功能失效。非能動余熱排出系統(tǒng)的作用是在反應(yīng)堆事故停堆后，不依靠外界驅(qū)動力，通過回路工質(zhì)的自然循環(huán)可靠地導(dǎo)出堆芯余熱，將反應(yīng)堆停堆后的余熱輸送到最終熱阱，以防止燃料包殼燒毀和堆芯熔化，確保斷電事故下系統(tǒng)的安全。非能動余熱排出系統(tǒng)的工作過程只依靠重力、冷熱工質(zhì)的密度差以及回路壓差，提高了反應(yīng)堆的固有安全性。

法國弗拉芒維爾核電站一號反應(yīng)堆

除少數(shù)三代非能動先進輕水堆外，目前大多數(shù)水冷堆，在緊急停堆后，如果沒有能動降溫措施，難以通過被動安全措施充分釋放殘余的衰變熱，美國三里島核事故就說明了這個問題。從三里島事故的原因和過程看，其主要教訓(xùn)是能動安全系統(tǒng)需要大量人工操作，而人性不可靠可能因操作失誤造成嚴(yán)重后果。

日本福島核事故發(fā)生時，雖然由于地震引發(fā)的海嘯導(dǎo)致福島核電站斷電(核電專業(yè)術(shù)語即SBO，“全廠斷電”)，而主動降溫冷卻系統(tǒng)需要電力來驅(qū)動，斷電直接導(dǎo)致主動降溫措施失效，堆芯溫度不斷上升。而在海嘯退去后，如果日本東電及時用海水去冷卻反應(yīng)堆，也能一定程度上取得降溫的效果，雖然這種做法會對機組造成永久性損害進而報廢，帶來較大經(jīng)濟損失。

正是處于經(jīng)濟利益的考量，導(dǎo)致日本東電在核事故處理中猶豫不決，加上福島核電廠長期缺乏核應(yīng)急演習(xí)，沒有準(zhǔn)備應(yīng)急發(fā)電裝置，反應(yīng)堆內(nèi)沒有消氫系統(tǒng)，這些管理和設(shè)備上的缺陷疊加在一起，讓東電失去了避免反應(yīng)堆堆芯熔毀的機會，最終導(dǎo)致1、2、3、4號機組相繼發(fā)生氫氣爆炸，釀成了堪比切爾諾貝利核事故的7級核事故，根據(jù)IAEA的報告，放射性物質(zhì)總泄漏量已經(jīng)超過了切爾諾貝利。

法國核電站爆炸之所以沒有核泄漏的風(fēng)險，主要原因在于爆炸發(fā)生點遠離核反應(yīng)堆——發(fā)生爆炸的是法國弗拉芒維爾核電站的輪機房，該廠房屬于常規(guī)島，與反應(yīng)堆有物理隔絕，僅有間接熱力傳遞，因此這次事故與核安全系統(tǒng)無關(guān)，并不會帶來核泄漏的風(fēng)險。

核反應(yīng)堆的安全性隨著技術(shù)進步而提升

要說明的是，即便將來發(fā)生了類似于日本福島核電站的情況，目前的第三代反應(yīng)堆都可以避免發(fā)生類似于日本福島那樣的災(zāi)難。原因就在于核電技術(shù)的進步。

正如在諸多領(lǐng)域，科學(xué)技術(shù)在實踐中不斷完善改進，核電技術(shù)也是不斷發(fā)展進步的，從第一代核電反應(yīng)堆的發(fā)電功率僅僅相當(dāng)于同期火力發(fā)電機組的零頭，到第二代核反應(yīng)堆的可以實現(xiàn)商業(yè)化發(fā)電，都顯示出核電技術(shù)在不斷發(fā)展。

第二代核反應(yīng)堆單一核電機組的發(fā)電能力大幅提升達到千兆瓦級，是第一代核電機組的上百倍，是核能發(fā)電商用的絕對主力，全球現(xiàn)役核電機組中，絕大多數(shù)仍然來自第二代核反應(yīng)堆。

但第二代核反應(yīng)堆也存在一定安全缺陷，發(fā)生堆芯熔化事故和大量放射性物質(zhì)釋放的概率相對偏高，前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站、日本福島核電站都采用第二代核反應(yīng)堆（日本福島核電站因超設(shè)計基準(zhǔn)的全廠斷電引發(fā)嚴(yán)重事故）。

由于美國三里島核電廠因為一些列的誤操作引發(fā)堆芯融毀事故，切爾諾貝利核電站因設(shè)計缺陷和違規(guī)操作引發(fā)嚴(yán)重事故的現(xiàn)實，使核電界從實踐和理論的角度開始認識到，二代核電反應(yīng)堆發(fā)生堆芯熔化事故和大量放射性物質(zhì)釋放的概率相對偏高，并汲取了第二代反應(yīng)堆運行經(jīng)驗和事故教訓(xùn)發(fā)展出第三代反應(yīng)堆。