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中國四代核電站安全性幾何

不久前，部分網(wǎng)絡(luò)媒體可能由于對(duì)相關(guān)內(nèi)容的理解偏差，采用了“河南南陽、信陽、洛陽、平頂山四市將建核電項(xiàng)目”等標(biāo)題，引起了社會(huì)各界和媒體的廣泛關(guān)注。

對(duì)此，專家表示并非要建核電站，而是穩(wěn)步推進(jìn)核電項(xiàng)目前期工作。做好南陽、信陽等核電廠址保護(hù)工作，爭取繼續(xù)列入國家核電中長期發(fā)展規(guī)劃。

那么，中國新建的核電站安全性到底怎么樣呢？

核電站之所以飽受爭議，其焦點(diǎn)就在于安全性和發(fā)生事故后可能帶來的核污染，美國三里島核電廠、前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站、日本福島核電站先后發(fā)生嚴(yán)重事故都給加重了人民群眾對(duì)核電站的擔(dān)憂。

但實(shí)際上，中國四代核反應(yīng)堆具有非常高的安全性。

60萬千瓦高溫氣冷堆核電站廠房立體剖面圖

以中國最近商業(yè)化的60萬千瓦高溫氣冷堆核電站為例，該反應(yīng)堆具有非常好的固有安全性，共有四道放射性實(shí)體屏障：

一是包覆燃料顆粒，每顆0.9毫米的微小燃料顆粒均由熱解碳和碳化硅等多層材料包裹核材料。

二是石墨燃料元件，每個(gè)6厘米燃料球由超高純石墨填充以1.2萬顆微小燃料顆粒，在這種預(yù)處理情況下，其極限鏈?zhǔn)椒磻?yīng)依然可控，輻射可控。在1620攝氏度以下基本可以包容所有裂變產(chǎn)物，完全包容氣體裂變產(chǎn)物，同時(shí)還有比較完善的衰變熱非能動(dòng)載出系統(tǒng)。由于不會(huì)產(chǎn)生燃料大范圍損壞、堆芯熔化的嚴(yán)重事故情況，所以HTR不專門設(shè)置三代輕水堆都有的嚴(yán)重事故管理規(guī)程，甚至可以取消廠外應(yīng)急措施。

三是一回路壓力邊界，由于僅第一回路與堆芯燃料直接接觸，并且預(yù)處理后的核燃料反應(yīng)程度可控，一回路壓力邊界采用抗輻射，耐溫耐壓處理，可以保障輻射約束在一回路內(nèi)。冷卻劑采用加壓氦氣。

四是反應(yīng)堆建筑物包容體，同樣抗輻射，耐溫耐壓。

中國的高溫氣冷堆誠然也并非什么都好。高溫氣冷堆與成熟商用輕水堆比也有一些劣勢(shì)，如單位堆芯功率密度低，核廢料處理難，核材料加工要求高，經(jīng)濟(jì)效能不夠高，燃料小球循環(huán)必須暢通，否則會(huì)導(dǎo)致功率下降甚至停堆，而且分離式燃料球，局部高溫可能性增加，對(duì)穩(wěn)定性，控制要求更高，而且降溫用氦氣需要采用主動(dòng)氦風(fēng)機(jī)，也會(huì)帶來前所未有的一些安全挑戰(zhàn)。

中國另一項(xiàng)正在發(fā)展的鉛基堆也具有非常好的安全性，其設(shè)計(jì)在任何工況下均具有負(fù)反應(yīng)性反饋，換言之，就是在任何故障情況下（包括中斷內(nèi)外部電源供給，外部熱循環(huán)等），反應(yīng)堆會(huì)自動(dòng)趨向于降溫，反應(yīng)中止，也就是所謂的被動(dòng)核安全。

同時(shí)由于鉛鉍基本身就是極好的中子吸收材料，所以對(duì)放射性具有自封閉效應(yīng)（這一點(diǎn)優(yōu)于第四代氣冷堆設(shè)計(jì)），再加上鉛鉍基良好的熱傳導(dǎo)系數(shù)，可以有效對(duì)堆芯進(jìn)行散熱。不同于鈉冷堆的鈉冷卻劑會(huì)與水反應(yīng)爆燃，鉛鉍基具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，而且整個(gè)系統(tǒng)可以更為緊湊，小巧，并且模塊化，這一點(diǎn)上優(yōu)于氣冷和超高溫反應(yīng)堆。鉛鉍快堆的缺點(diǎn)在于其功率密度不如鈉冷快堆，且鉛鉍冷卻劑在高溫下對(duì)熱構(gòu)件的腐蝕很嚴(yán)重，尤其是后一點(diǎn)，仍有大量技術(shù)難題尚待攻克，制約著鉛鉍快堆的發(fā)展。

總而言之，對(duì)核電站的安全性持保守態(tài)度無可厚非，但也不可因日本福島的第二代核電站發(fā)生核事故，就認(rèn)定中國開始商業(yè)化的第四代核能系統(tǒng)安全特性的核電站、和正在發(fā)展的第四代反應(yīng)堆也會(huì)發(fā)生核事故。

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