上海科普大講壇核能的安全與利用
—— 科普大講堂專家談核能

文 張艷 吳凡

時間：3月20日

地點：上海科技館報告廳

上海科普大講壇核能的安全與利用
—— 科普大講堂專家談核能

文 張艷 吳凡

時間：3月20日

地點：上海科技館報告廳

3月11日，日本發生了里氏9.0級的強烈地震并引發海嘯，在為受災人民祝愿祈福的同時，由于地震所引發的海嘯導致福島第一核電站的6座反應堆不同程度地受損，關于外放的物質引起了各國人們的積極關注，這些放射性物質是否會進一步地擴散至其他地區，帶來更大范圍的危害？上海科技館承辦的2011年3月20日科普大講堂，特別邀請上海科學界的相關權威院士、專家向大家介紹有關核原理以及核防護的相關科學知識，一解疑惑。

污染團不可怕，大氣有辦法

主講人：陳建民

復旦大學環境科學與工程系常務副主任

關于核污染的問題，大家都非常關心，現在可以通過電視看到震后，日本的核電廠上面冒出很多煙和灰塵，有些是顆粒物或水蒸氣，還有的冒出一些看不到的放射性物質。無論是氣態還是核素，散發到空氣里面去后，可以形成一些顆粒狀的東西，以及液滴，稱之為氣溶膠。當它在大氣環流的各個過程里面的進行反應后，就形成了一些顆粒狀的物質，并彌散在大氣中，在這里面就是形成了一些污染，就是污染團。

污染團形成之后，必然會往其他地方擴散，也稱為傳輸，比較典型的是中國很多地區每年都會遭受的沙塵暴。這些氣溶膠利用大氣往下走，經過海洋、經過北美，經過大西洋，甚至到歐美大陸，但最后形成的也極少。另進入大氣后另一個重要的過程就是稀釋，污染團在這個過程中濃度會越來越低，隨著濾化可能就看不到了。同時還有一個沉降，也稱之為干沉降和濕沉降，干沉降就是顆粒物重力作用掉下來、濕沉降則是形成了物霧、水再落下來。

瑞典國防研究機構表示，根據目前國際監測網監測的數據顯示，那些低濃度的輻射顆粒正從核電站向東飄散，可能抵達北美，但是含量也非常低。之后到達大西洋及歐洲，整個北半球有可能觀察到顆粒，當然也可能看不見這種情況，因為這種輻射能力非常低。

也就是說，雖然如我們所知，福島的上空現在可能仍然被核輻射的煙云所籠罩，但是通過大氣的傳輸、稀釋和沉降的過程實際上放射性的物質，它在經過大氣環流之后，即使會到達上海，它的濃度也是非常非常非常的低。不會使我們的人體遭受直接的損傷。所以我們大可不必擔心。

放射雖有害，但可防可治

主講人：喬登江

中國工程院院士

日本大地震導致核電站發生事故，大家非常關心，這就是所謂的核危機，其實嚴格地說，它是放射性危機。當一個重原子（如鈾或钚）的原子核經過裂變，它會分裂成兩個較輕的原子核。這種裂變過程中會釋放出2到3個中子，這些中子又會繼續激發其他的重原子裂變，裂變過程伴隨大量能量被釋放出來，而核電站就是用裂變過程中的能量來發電。所有的裂變產物都是帶有放射性的，無非有的強、有的弱。而且這些放射性的半衰期有的非常長，可以上百萬年，但有的很快就消失掉了。

我們通常講到放射性的劑量，就是每年一個人受到多少的照射，用這個量來表示它的強度。如果這個量很低，照個10年、20年也沒什么害處，如果一下子很強就可能造成很厲害的后果。我們生活的這個環境，也屬于放射性環境，但是它劑量非常之低。所以人們可以在里面長期生活。比如說核電站的周圍，每年只有0.01個毫西弗，這個量是非常低的；我們住的房子，磚房，里頭都有，特別是如果你房子裝飾不當，比如說用大理石去裝修，用很豪華的，恰恰放射性更多，比如磚房就可以達到0.75個毫西弗/年，只是人們感覺不到而已。

對于放射性物質泄漏事故，國際上將它分成8級別，一般在4級以下的，都是積在核電站的周圍，不影響其他地區。5到7級，污染就不僅限于本地區了，還會影響到周圍的地區。比如說1986年的切爾諾貝利的核泄漏事故。它的特征就是反應堆長，核產生的爆炸，所以造成很嚴重的放射性污染，現場就死了30多個人。因此不僅對周圍地區，對它周邊的一些國家都產生了有害的影響。目前日本已經把福島核電站的等級從4級提高到5級。也就是說不僅在福島核電站本市產生了有害的影響，而且可能波及周圍地區。它的放射性危害，不僅局限在它的核電站周圍，在它的周圍地區，稍微遠一點的地區，都可能產生危害。

那么究竟多大的放射性會給人們造成危害？該如何進行防護？目前，國際通行的標準是每年1到20毫西弗，變化的范圍是針對不同的人群，執行不同的標準。輕度放射性傷害范圍是500個到1000個毫西弗。這個標準就會使人得放射病，癥狀有嘔吐、頭暈，并有所感覺。它是可以自身恢復，但是會有后遺癥或是掉頭發，或是性功能衰退。也就是說我們往往認為一個人受到傷害最糟糕的標準，就是達到了500到1000個毫西弗。如果達到1000個毫西弗以上，就更嚴重了。這樣劑量的人可能在當時并沒有什么反應，但是過段時間后，就會有嘔吐、心悸、不舒服的這些感覺，如果嚴重的話，當時就會有感覺。

既然放射性是有害的，必然要想辦法防護。防護有兩個原則，一是防止內照射，另一是減輕外照射。更詳細地說，放射性危害最厲害的程度就是人們把放射性的物粒，或者是放射性的氣體，通過飲食、飲水、呼吸進入到體內，這個就造成了內照射，這個傷害就比較大。前不久大家搶碘鹽，是沒有一點道理的，為什么呢？因為放射性物質里面有碘131，而碘131吸入到體內以后，會向甲狀腺附起，所以容易引起甲狀腺的損傷。那么醫療上的措施就是吃一些碘化物，提高體內所含的碘值，可以減輕碘131向甲狀腺的附起，但這完全不是靠鹽能解決問題的，總的來講沒有一點作用。

內照射的作用不僅僅是對甲狀腺，對肺、對骨骼都會有影響。特別是長期的、小劑量的照射，會引起癌變，特別是最突出的就是白血病。所以要防止內照射，才最重要的。如果有放射性沉降來了，也就是說已經開始有裂變產物變成氣溶膠離子隨風飄到我們所在地，就要盡量地想辦法減輕外照射。減輕外照射最簡單的方法就是待在室內，創造一個封閉的空間，也就是減輕外照射。這樣的沉降物就不會沉降在人們身上，減輕吸入的放射性塵粒，就可以達到一定的防輻射。

還有一點，放射性主要是決定于氣象條件，也就是說決定于各個層次的風，如果這個風向中國吹，盡管很輕微，但也會吹過來。好在大氣環流，都是西風積流層，都是向東吹的風，無非是偏東北還是偏東南。可以說如果中國有放射性，有一定的高度恰恰都是吹到日本的，反過來日本的放射性吹不過來，不會有逆風而行的。所以這對中國來講，可以認定的是不會有多少影響。最后我歸納幾句話，第一是放射性有害，第二是放射性可防，第三是放射病可治。

核電的利用和趨勢

主講人：盛康龍

中科院上海應用物理研究所研究員

在核電方面，應該說全球的工程師和專家們都做了很多的考慮，所謂五項重癥保護措施的規范性，對于可能發生的，以及再可能發生的狀況，都會有非常精密的保護計劃。核電站的燃料、堆芯就有三道防護，所有的燃料都是有包殼，而且包殼都是放在密封的管子里面，還有壓力容器、廠房三道防護。所以現在在福島上空發現的那些東西，一是證明第一道防線有些已經被突破了，就是包殼有裂縫，或是熔化了。另一個是壓力容器可能也破了，現在就是看安全殼是不是可以保持最高的防線。

這次日本3.11地震其實沒有對整個核電站造成很大的影響，地震一發生就馬上控制，沸水堆是從下往上有動力的，把反應控制棒送到位，如此整個堆芯就可降下來，所以即便是這樣一個60年代中期設計的反應堆，當年的設計標準比較低，但是還是經受了地震的考驗。但很可惜的是海嘯來了，海水淹沒了應急發電系統，缺水缺電就無法正常工作，也就發生了問題。這次事件對國際核電界帶來一個教訓，如果發生類似問題，要考慮地更周全，就像我剛才說的五道防御體系的思想，將來是不是可能會做到第六道。

最近黨的“十二五”規劃當中，原先對中國的核電發展有非常大的關注和投入。這次日本災難發生之后，溫總理對整個中國的核電各個項目都是緊急叫停了，所以想必有很多人對今后世界對于核電的利用的趨勢是非常的關注。

當然關于核電，也不要有過分的恐慌。現在好多國家根據老百姓的反映采取了應對措施，對現有的核電工程的也有一套的評價體系，并對評價標準進一步審查，是否符合規定。福島1、2核電站，是在1965設計，當時1952年發生過地震，最高晃動的加速度也差不多是0.18作用加速度，但是這次晃動動力加速度好像達到0.35，差不多是一倍。比如說上海附近的秦山核電站等，這些地方都有過地震記載，綜合的這些情況，再評估一下原有的設計是否能夠保障一定的安全性。

根據以往的歷史經驗，每發生一次大的核事故，核能利用形式就會有大的改變，畢竟涉及到老百姓的生活空間的安全。這次在新的標準出來以前暫停新項目，我認為這個是對的，應該再把以前的設計標準，作為參考的依據延續下來，認真地討論總結，要更為慎重地處理核電項目。

利用資源，保護地球

主講人：吳力波

國際能源署能源技術部的高級顧問

我們知道中國現在的核電在總的電力供應比重中只占到了1.12%，即使是按照“十一五”出臺的核電中長期發展規劃，到2020年所有的23座反應堆全部加在一起的話，核電總的比重也只占到中國電力供應總量的4%，也就是說其實中國的電力供應絕大多數并不來自于核電，而主要來自于我們現有的火電，包括在“十二五”期間要大發展的天然氣的機組。所以可以想像，我們現在叫停了一些核電的計劃，但是這不會給我們國內的能源供應形勢帶來直接的影響。另外一方面，因為中國現在在建的一些核電站，大多數都是先進的二代核電技術，或者說三代核電技術，但是假如說我們這兩年能夠使用上AP1000美國的技術，它在美國本土都還沒有實現商業化，卻在中國首先實現商業化，可以說現在我們其實仍處在對這些技術消化吸收的階段。所以我們覺得及時叫停，認真論證，加以進一步的對技術等等這些方面進行進一步的研究，這是非常有必要的，也是對所有的老百姓負責。

所以日本這次事件也確實提醒了我們，在核電發展的道路上，對于這種極端的小干預實踐，但是安全風險如此之高的事件，是否能夠利用什么樣的技術，來保證能夠做到絕對安全，以保證我們公眾的安全。當然我們相信，也希望通過科普大講堂這樣一個活動，讓普通的老百姓，并不要對核、核電產生恐慌，我們應該相信從技術、管理等各個方面，中國所有的核電站都是安全的，而且會更加安全地運行下去。

另外一方面我也在思考一個問題，日本作為全球第二大經濟體時，為什么要建這么多的核電站，那么多密密麻麻的核電站，就是因為在70年代，原油危機爆發之后，日本經濟遭受了一定的影響，它是想擺脫對原油的依賴。但從另外一方面來看，日本是以制造業立國的國家，大量高能耗的產業，特別是鋼鐵、石化、汽車都需要大量的能源。就像我們看到的福島本身也是日本重要的電子芯片的制造基地和汽車制造基地。正是因為這樣大量的能源需求導致它必須要加強核電的建設，來為它的能源系統提供一個來源。這也就是導致了它今天有這么多的隱患在這里的一個原因。所以我覺得從根本上來講，核電的發展這是人類的需要，但是我們人類的需要也應該有一個止境，不要讓人類自己的貪婪毀滅了我們自己人類的地球。