核電站的核廢料 核事故處置人員在給福島核電站反應堆降溫 核電站工作原理示意圖 鈾濃縮工廠生產(chǎn)的核燃料棒 被封的切爾諾貝利核電站第4號反應堆 今年2月9日,法國弗拉芒維爾核電站發(fā)生爆炸,造成數(shù)人受傷但無核污染風險,這是救援人員進入現(xiàn)場 □劉植榮 近日,日本東京電力公司宣布,2011年地震中受損的福島核電站2號反應堆安全殼內(nèi)的輻射值為每小時650希沃特,比事故后專家估算值高出約6倍,人若被這樣的強度照射僅十幾秒就會死亡;而熔化的核燃料泄漏出了容器之外,并可能已經(jīng)釋放出了致命的放射性物質(zhì)。 中國外交部已提醒去日本的中國公民妥善安排自己的出行計劃,切實做好安全防護。 法國弗拉芒維爾核電站2017年2月9日發(fā)生爆炸,5人輕傷,所幸沒有造成泄漏。 1 核電已有六七十年歷史,不算是“新能源” 電站其實也屬于熱電站,它的發(fā)電原理與煤電站大同小異,只不過是用核反應堆替代了煤電站的鍋爐,核燃料在核反應堆里進行裂變鏈式反應,釋放的熱量把水加熱產(chǎn)生水蒸氣,水蒸氣推動汽輪機旋轉(zhuǎn)發(fā)電。 一座核電站一般有幾個核反應堆,加拿大的布魯斯核電站有8個核反應堆,這是目前世界上反應堆數(shù)量最多的核電站。 由于核電站對生態(tài)環(huán)境造成核污染的潛在風險很大,所以核電站的選址要求極高,一般要求方圓50公里內(nèi)不能有大中型城市,廠區(qū)600年來沒有發(fā)生過6級以上的地震。核電站在運行過程中要產(chǎn)生巨大熱量,必須用大量的水降溫,所以核電站的選址必須靠近水源,這就是世界上多數(shù)核電站建在海邊的原因。 核電不算是“新能源”了,因為核電已有六七十年的歷史。 1948年9月3日,坐落在美國田納西州東的橡樹嶺的X-10石墨反應堆開始發(fā)電,這是世界上第一個可以發(fā)電的核反應堆。 1954年6月27日,蘇聯(lián)的奧布寧斯克核電站開始并網(wǎng)發(fā)電,但這個核電站并不能不間斷地發(fā)電,只能稱其為試驗性核電站。 1956年10月17日,英國科爾德霍爾核電站正式運行發(fā)電,這是世界上一個商業(yè)運營的成熟的核電站。 2 世界核電20年來沒什么發(fā)展 根據(jù)國際原子能機構(gòu)(IAEA)2017年2月15日更新的數(shù)據(jù),1996年,世界各核電國運行的核反應堆440個,總裝機容量34858萬千瓦,總發(fā)電量22693.9億千瓦時;2015年,世界各核電國運行的核反應堆448個,總裝機容量38672萬千瓦,總發(fā)電量24413.3億千瓦時。由此可見,盡管過去20年來世界能源需求增長很快,但核電站的規(guī)模并沒有擴張,新建核電站只是替補廢棄核電站,運行的核反應堆數(shù)量、裝機容量和發(fā)電量20年來增加甚微,基本維持在同一水平上,這說明人們對核電的發(fā)展一直保持謹慎態(tài)度。 目前,世界上核電站運行的核反應堆共有448個,超過10個的國家是:美國99個,法國58個,日本42個,中國37個(包括臺灣省的6個),俄羅斯35個,韓國25個,印度22個,加拿大19個,英國15個,烏克蘭15個,瑞典10個。這些核反應堆運行時間超過40年的有79個,最長的是48年,共有6個。 世界上永久關(guān)閉的核電站核反應堆共有160個,其中美國34個,英國30個,德國28個,日本17個,法國12個,俄羅斯6個,加拿大6個。 2015年,核電在全國總發(fā)電量中所占的比例最大的是法國,占76.3%,接下來是烏克蘭占56.5%,斯洛伐克55.9%,匈牙利占52.7%,斯洛文尼亞占38%,比利時占37.5%,亞美尼亞占34.5%,瑞典占34.3%,芬蘭占33.7%,瑞士占33.5%,捷克占32.5%,韓國占31.7%,保加利亞占31.3%,美國占19.5%,英國占18.9%,印度占3.5%。中國占3%。 3 核電并不是最終解決能源問題的出路 由于核電替代了部分化石能源發(fā)電,減少了煤炭、燃油和天然氣化石能源的消耗,從而減少了溫室氣體的排放,因為核燃料在核反應堆里進行裂變鏈式反應基本不排放二氧化碳,對實現(xiàn)減排目標具有積極的作用。但需要注意的是,核電站對熱能的利用效率遠遠低于煤電站,核電站要排放大量的熱能到大氣中。 英國牛津大學出版社出版的《天然元素詳解》一書稱,從理論上講,1公斤鈾-235完全裂變產(chǎn)生的能量相當于1700噸煤炭燃燒產(chǎn)生的能量。問題是,目前世界上沒有任何核電站能將核燃料完全利用,對核燃料的利用率只有1%-2%,最高的也僅有17%。 雖然說核電可以減少對化石能源的使用,但每年核電需要消耗鈾燃料81633噸,而全球鈾的儲量為630萬噸(包括高成本開發(fā)鈾礦),這個儲量按目前的開采速度最多可供開采80年,鈾燃料與化石燃料一樣是不可再生能源,也有枯竭的一天,可見,核電并不是最終解決能源問題的出路。 4 核電的污染主要來自輻射 核電是否一定比化石燃料潔凈,這個問題目前仍不好下定論,甚至不好比較,因為排放的污染物不是同一物質(zhì)?;剂现饕廴疚锸侨紵龝r排放的顆粒物、二氧化硫和二氧化氮,而核電的污染主要是輻射污染,因為核原料的生產(chǎn)過程以及儲存、運輸都會造成輻射污染,還有,對核廢料的處置也會帶來一定的輻射污染。 核廢料包括94%的鈾,1.3%的钚,0.14%的錒系元素,5.2%的裂變物質(zhì),一些核廢料具有極高的放射性,其放射性要持續(xù)數(shù)十萬年甚至數(shù)千萬年。對高放射性的核廢料要裝入專門容器埋入數(shù)百米以上的地下,而且要求有穩(wěn)定地質(zhì)層。目前,世界上只有二十幾個國家可以處置低中放射核廢料,只有芬蘭、加拿大和美國建立了高放射核廢料處置點,美國目前儲存著近5萬噸高放射核廢料。 核廢料的處理一直遭到社會各界的詬病。2011年11月23日,一列從法國核廢料回收廠駛出的載有11個核廢料罐的列車駛往德國下薩克森州的丹嫩貝格,沿途遭到來自德國、法國等歐洲各地反核運動者的抗議,抗議核廢料在運輸過程中對沿途居民和環(huán)境造成的潛在威脅。德國出動2萬名警察為這列“核列車”“保駕護航”,列車行駛100多個小時才到達目的地。 還有,對廢棄核電站的處理也是個難題,不管是深埋、封存還是拆除,如果處置不當都會對周圍環(huán)境帶來輻射污染。 5 核電站容易受到敵對方和恐怖分子襲擊 核電安全備受關(guān)注。從1957年9月29日蘇聯(lián)烏拉爾山中的核廢料倉庫發(fā)生爆炸,到2011年9月12日法國馬庫勒核電站附屬設(shè)施核廢料處理中心發(fā)生爆炸(導致1人死亡4人受傷),世界共發(fā)生了17起公開記載的嚴重核事故。 核電安全不僅僅是核電站在運行過程中的安全,也包括核燃料的運輸安全,核廢料的處置安全。在防止核燃料及核廢料對環(huán)境造成輻射污染的同時,還要防止被盜竊用于制造“臟彈”等邪惡用途。 爆發(fā)戰(zhàn)爭后,核電站很容易成為敵對方攻擊的目標,恐怖分子也會選擇核電站作為攻擊目標。例如,1980年9月,伊朗轟炸了伊拉克Al Tuwaitha的核設(shè)施;1981年6月,以色列空襲了伊拉克Osirak的核反應堆,并徹底把該核設(shè)施摧毀;1984年至1987年,伊拉克6次轟炸伊朗Bushehr核工廠;1982年1月8日,南非一支反政府武裝襲擊了南非建設(shè)中的克伯格核電站;1991年,美國3次轟炸伊拉克的核反應堆和鈾濃縮工廠;1991年,伊拉克發(fā)射飛毛腿導彈襲擊以色列迪莫納核電站;2007年9月,以色列轟炸了敘利亞建設(shè)中的核反應堆。 美國的核電站都有兩道圍墻,裝配電子探測報警設(shè)施,配備大量武裝護衛(wèi),并在周邊部署導彈,當發(fā)生像“9·11”那樣的恐怖襲擊用飛機撞擊核電站時及時擊落飛機,再有就是攔截襲擊核電站的導彈。 6 核電站投資巨大存在諸多不可預測風險 由于核電站的建設(shè)周期長,投資巨大,運營維護成本高,且核電站的運行壽命一般只有40年,很多國家從經(jīng)濟效益角度考慮,對上馬核電一直持謹慎態(tài)度。再有,核電一旦發(fā)生重大泄漏事故,處置成本幾乎是天文數(shù)字,這也讓很多國家對核電望而卻步。 2012年1月3日,法國核安全局發(fā)布核安全評估報告稱,為加強法國核電的運營安全,需要投入數(shù)百億歐元的資金對現(xiàn)有核電站進行維護。 就是從事核電站建設(shè)的企業(yè),由于核電站建設(shè)存在諸多不可預測風險,往往會因為承包了一座核電站而導致破產(chǎn)。 日本東芝公司過去幾年加大對美國核電站建設(shè)的參與力度,導致公司巨虧,2016年4月至12月財報預計其參與的美國核電業(yè)務(wù)虧損7125億日元(約合430億人民幣元),公司已經(jīng)資不抵債,東芝公司董事長志賀重范2017年2月14日引咎辭職,東芝公司也宣布停止修建新的核電站。 7 消除切爾諾貝利核災難“后遺癥”需800年 1986年4月26日,蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站(位于烏克蘭境內(nèi))4號反應堆爆炸,瞬間有50噸核燃料化作煙塵進入大氣層,另有70噸核燃料和900噸石墨迸濺到核反應堆周圍,核反應堆中剩余的800噸石墨引起的大火用了10天才撲滅。為了阻止核反應堆中的裂變反應,直升機直接飛進放射性煙塵,從空中向暴露的核反應堆殘骸傾倒了5000噸碳化硼和沙子。直到1986年12月,才在4號核反應上建成鋼筋混凝土“石棺”,把200噸核燃料封存起來。 這次核災難的輻射劑量是二戰(zhàn)時期爆炸于日本廣島的原子彈的400倍以上,放射性物質(zhì)隨著大氣擴散到了歐洲多數(shù)國家。核電站周圍超過33.6萬名的居民被迫撤離,經(jīng)濟損失約2000億美元。 參與處置這次核災難的救援人數(shù)應該不下60萬人,因為有60萬人獲得了切爾諾貝利事故搶險獎?wù)屡c勛章,這些人享受參戰(zhàn)老兵的特殊社會福利待遇。 2005年9月,聯(lián)合國、國際原子能機構(gòu)、世界衛(wèi)生組織、烏克蘭和白俄羅斯政府合作完成了一份關(guān)于切爾諾貝利核事故的總體報告,認定這次核災難死亡人數(shù)約9000人。綠色和平組織引用一份報告則稱,本次核災難可能導致白俄羅斯、俄羅斯及烏克蘭在1990年到2004年間有20萬人額外死亡。 后來“石棺”出現(xiàn)裂縫,2012年4月26日,烏克蘭政府利用從世界各國募集來的約10億歐元建設(shè)設(shè)計壽命為100年的“鋼棺”,2016年11月29日,高105米、長150米、寬257米的“鋼棺”嚴嚴實實地籠罩在了“石棺”上。專家稱,要清除切爾諾貝利核電站事故“后遺癥”需要800年。 2016年4月26日,聯(lián)合國舉行全會紀念切爾諾貝利核事故發(fā)生30周年,時任聯(lián)合國秘書長潘基文在致辭中稱,這一核災難引發(fā)了嚴重的人道、環(huán)境、社會和經(jīng)濟后果,所造成的輻射籠罩了東北歐大片地區(qū),該地區(qū)和整個世界至今仍在感受這一災難所帶來的影響。烏克蘭常駐聯(lián)合國代表葉利琴科指出,這一災難使烏克蘭近200萬民眾的生活和生計受到嚴重影響。 8 福島核泄漏6年過去仍在繼續(xù) 2011年因地震和海嘯造成的日本福島核電站核泄漏6年了,但核泄漏并未得到有效的緩解,輻射量反而達到2011年以來的歷史最高值。 日本東京電力公司近日宣布,2011年地震中受損的福島核電站2號反應堆安全殼內(nèi)的輻射值為每小時650希沃特,比事故后專家估算值高出約6倍,人若被這樣的強度照射僅十幾秒就會死亡;而熔化的核燃料泄漏出了容器之外,并可能已經(jīng)釋放出了致命的放射性物質(zhì)。每天有約200噸地下水變成放射性污水,東電每天不得不抽取大量污水存儲起來。 2017年2月16日,東京電力公司想讓蝎形機器人進入福島核電站2號核反應堆進行調(diào)查,機器人卡在通向安全殼內(nèi)部壓力容器的通道上不動了,未能如期抵達壓力容器底部附近進行調(diào)查取證。 日本政府2016年12月表示,福島核泄漏的處理工作可能要花費幾十年,補償和凈化工作總成本預計1890億美元。 加拿大全球化研究中心稱,福島核輻射對地區(qū)的影響將是切爾諾貝利的5到10倍,約持續(xù)180年到320年。 日本岡山大學教授津田敏秀等人2015年在國際醫(yī)學雜志《流行病學》上發(fā)表論文稱,受福島核事故泄漏大量放射性物質(zhì)影響,福島縣內(nèi)兒童甲狀腺癌罹患率是日本全國平均水平的20到50倍,且今后不可避免將出現(xiàn)更多的患者。 福島核泄漏讓世界各國對核電重新認識,對這次核事故的處理也許就決定著核電何去何從,正如福島核電站爆炸后冒死處置的“50人敢死隊”中一名隊員所說:“核電的未來,就在于我們怎樣處理這件事。” 9 一些發(fā)達國家開始放棄核電 2011年福島核泄漏事件讓不少人改變了對核電的看法,一些國家決定放棄核電。日本前首相菅直人成了反核活動家,在2012年1月25日至29日瑞士達沃斯世界經(jīng)濟論壇上,他積極呼吁建立一個不需要核能也可以運轉(zhuǎn)的社會。 德國計劃在2022年前關(guān)閉所有核電站,徹底放棄核電。一直以來,德國的核電站全部由西門子建設(shè),但2011年9月18日,世界核電巨頭西門子首席執(zhí)行官羅旭德透露,西門子不再建造新的核電站,也不再簽訂任何為核電廠融資或者是作為核電廠建設(shè)總承包商的新合同。羅旭德還表示,西門子全面棄核,是對德國社會、政界逐步放棄核能的明確表態(tài)。 瑞士、意大利、比利時也宣布逐步放棄核電。瑞士有公民提案,要求盡快停用所有核電站,在2017年關(guān)閉5座核電站中的3座,到2029年關(guān)閉所有核電站。2016年11月27日,瑞士針對這個議案舉行全民公投,公投結(jié)果顯示,45%的人贊成盡快關(guān)閉核電站,55%的人反對這一提案。 看來,對核電過分依賴的國家來說棄核也不是一件容易的事情,棄核應逐步進行,要建設(shè)傳統(tǒng)電站來彌補棄核形成的發(fā)電缺口,如果過快關(guān)閉所有核電站,勢必造成電力短缺,給經(jīng)濟和居民生活帶來負面影響。 10 核電向來缺乏透明度 公眾很難知道核電運作的真實情況,一個是核電技術(shù)含量高,一般人看不懂那些術(shù)語;再有就是關(guān)于核電的信息被政府和核電公司控制,外界無從知曉。 切爾諾貝利核電站爆炸后,蘇聯(lián)政府隱瞞數(shù)天未對公眾公布,公布信息時也是遮遮掩掩,擔心公眾知道事情真相會引起恐慌,當時毗鄰核電站的普里皮亞季市還在歡天喜地地慶祝五一勞動節(jié)。福島核泄漏后,媒體也批評核電公司沒有及時公布信息。 吃核電這碗飯的人總是設(shè)法夸大核電的好處,而對核電的危害則輕描淡寫,甚至隱瞞。如切爾諾貝利核電站的設(shè)計者知道核反應堆在某些情況下會出現(xiàn)危險,但蓄意將其隱瞞了。艾森豪威爾總統(tǒng)曾警告說:“我們必須警惕由科技精英掌控公共政策的危險?!?/b> 本版統(tǒng)籌/梁力 |
|