作者:王乃彦 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2017/4/21 18:28:24
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王乃彦:我国内陆核电厂可实现“近零排放”

 

在我国核电发展中,核电站的合理布局和建设内陆核电站的问题已成为一个必须考虑的问题。建设内陆核电站首先要回答能不能建以及安全性的问题,其次还要考虑其对环境有多大影响,特别是对周围水资源的影响。

从全世界看,有一半以上的核电厂建在内陆。美国65座核电厂(104台运行机组)中,有39座核电厂、64台机组位于内陆地区,占所有核电机组的61.5%,有超过2000堆年的运行经验。法国有19座核电厂,共有58台运行机组,其中14座核电厂,40台核电机组位于内陆地区,占其核电机组的69%,有超过1000堆年的运行经验。俄罗斯、中欧、东欧等国的核电厂也多数分布于内陆,因此在选择核电厂的厂址时,主要是考虑核厂址的地质、水文、厂址安全、环境保护和电力需求、能源布局,而无沿海和内陆之分。

内陆核电厂的安全要素涉及内陆特有的洪水、溃坝、河流潮位,以及由于气象条件及人类活动导致的河流流量、水文、堤岸等条件的变化等因素。

我国拟建的三个内陆核电厂(湖南桃花江、湖北咸宁和江西彭泽)的厂址,均位于地质构造运动稳定的低地震活动区,基本可以排除大规模地震发生的可能性。核电厂设计的基准洪水水位考虑了洪水和溃坝的叠加,具备足够的防洪能力。其中,对于桃花江厂址,各种事件组合导致最高洪水水位为75.12m,小于核岛区场坪标高85.00m;对于湖北咸宁核电厂址,各种事件组合最终导致最高洪水水位为67.68m,远低于场坪设计标高88.00m;对于江西彭泽厂址,各种事件组合最终导致最高洪水水位21.46m低于设计的核岛场坪标高31.30m。可以保证这三个内陆核电厂的厂址为“干厂址”,不会受到流域洪水的威胁。

内陆核电厂还有抗御干旱的能力。因为干旱是一种缓发的自然现象,不是突发事件,可以有足够的决策和应对的时间。它不构成冲击性的安全威胁,可以通过设置储水池和储水槽等工程储存足够水应对干旱。核电厂的用水也是可以得到保证的,因为采用循环用水模式,日补水量仅为冷却用水蒸发量。至于平时用水问题,由于厂址都位于长江流域以及其他水资源丰富的地区,还可以采用降低核电厂的用水量和耗水量的水冷却方案(如二次循环冷却、空冷和中水再利用等),完全可以解决核电厂的用水问题。

内陆核电厂在正常运行状态下也能够满足对于生态环境的要求。核电厂正常运行所产生的含有放射性核素的废水,经分类收集后,通过废水处理系统达标处理后,采用槽式排放以可控的方式排入江河湖海等地表水体。槽式排放是指在排放前必须储存到与外部水体有实体隔离的控制设备中(如排放储存罐或储存槽),能够进行取样检测,一旦检测不合格,可以返回处理系统再次进行处理,最终到满足排放要求为止。

目前,核电厂流出物放射性核素的排放已经控制在很低的水平,对周围公众产生的辐射照射低于天然辐射照射的百分之一。实际上,核电厂排放的放射性核素所产生的辐射剂量也远低于燃煤电厂排放的天然放射性核素所产生的辐射剂量。国内外压水堆核电厂运行实践也表明,内陆核电厂运行时液态流出物对接纳水体实际造成的积累影响极小,是完全可以接受的。

我国还将辐射防护管理体系与食品卫生领域的监管体系相结合,制定了内陆核电厂环境水体放射性物质含量接近零的标准,能够确保核电厂液态流出物的排放在核电厂周围环境水体中的放射性物质接近于零。根据美国环境保护署对境内27个内陆延寿运行核电厂给出的环境意见书,可以发现有三分之二的内陆核电厂的受纳水体有灌溉、捕鱼和娱乐活动的功能,有二分之一的内陆核电厂(20个)的受纳水体下游有公共饮用水取水点。我国环境排放控制标准比其他国家更严格,而且内陆核电厂液态流出物排放的放射性活度浓度控制水平比沿海核电厂还严格10倍。我国未来要建的核电厂都是第三代核电技术,应该比美国在役的核电厂在安全性方面有很大的进步,所以我们要建的内陆核电厂的各个方面性能和指标都会比前面列举的美国在役的内陆核电厂好。

那么,内陆核电站和沿海核电站在发生严重事故时在环境影响方面有何差别?美国NRC(核安全管理委员会)的分析指出:美国内陆12个PWR运行核电厂(共20个机组),严重事故集体剂量风险的中值和最小值与沿海9个PWR(压水堆)运行核电厂(共17个机组)相应数值是很相近的,但沿海核电厂的严重事故集体剂量风险的平均值和最大值均高于内陆核电厂的相应值,所以可以认为在严重事故环境风险评估方面,美国内陆核电厂与美国沿海核电厂没有显著的差别。

虽然内陆核电厂发生严重事故的概率极低,但根据内陆核电厂的特点,还是应该关注如何在严重事故的工况下确保水资源安全的问题。即作为纵深防御的最后一个层次的应急响应将按照“可存储”“可封堵”“可处理”和“可隔离”的原则制定应急预案。其中特别是“可处理”,国内有关单位已在开展移动式放射性废水处理装置的研发工作,单台装置的处理能力预计为(3-5)m3/h,处理后的放射性流出物能够满足《核动力厂环境辐射防护规定》的相关要求。

总体上说,我国拟建的内陆核电厂与美国、法国内陆核电厂所在受纳水体的平均流量和水扩散条件总体相当,这些场址的条件非常好,而且前期工程已经投入了很多经费,不充分利用殊为可惜。

(作者系中国科学院士、中国原子能科学研究院研究员)

 
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2017/4/21 22:40:23 meflm
“我国环境排放控制标准比其他国家更严格”
呵呵
目前已有1条评论
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