我國內陸核電站五個問題的研究

陳　杰，周　濤，周藍宇

(1．華北電力大學 核科學與工程學院，北京 102206；2．南華大學 核科學技術學院，湖南 衡陽 421001)

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我國內陸核電站五個問題的研究

陳杰1，周濤1，周藍宇2

(1．華北電力大學 核科學與工程學院，北京 102206；2．南華大學 核科學技術學院，湖南 衡陽 421001)

摘要：通過對我國內陸核電站面臨主要問題進行分析，結合國內外核電站建設實際情況，從內陸核電廠選址、核廢燃料處理、輻射劑量、安全監管及核電站服役周期等方面研究。內陸核電站建設是未來解決內陸能源緊缺的一種途徑，但是面臨著核廢料處理困難、反應堆服役周期長短及人口密度大等問題，切不可照抄照搬。而需要結合我國實際的環境、技術人才、監管制度及人口分布情況，來制定我國內陸核電發展的方案。

關鍵詞：內陸；核電站；輻射劑量；服役周期；核廢料

核能是低碳能源，在世界新一輪的能源戰略調整中將扮演重要的角色。據IAEA預測，2030年全球核電裝機將增加到7.40億千瓦，2050為11.37千瓦。而我國2014年的核電份額為2.39%，在能源供給中存在很大的增長空間。“十二五”時期，我國完成了AP1000先進技術的吸收及再創新工作，并且研發了具有獨立自主知識產權的三代核電機型“華龍一號”，其示范工程在福清也開工建設。核電建設成為未來發展趨勢，也因此內陸核電站建設問題再一次處于輿論的浪尖上，通過對內陸核電站選址問題、內陸核電站核廢料處理問題、輻射劑量問題、安全監管問題及正常服役周期問題5個問題來研究內陸核電站面臨的困境。

一、內陸核電站選址問題

內陸核電站選擇廠址問題是控制核電站對周圍環境影響的重要因素。目前，我國內陸核電站大多集中在江河地區，如國內在建的內陸核電站湖南桃花江、江西彭澤、吉林靖宇和湖北咸寧。這些內陸核電站按照國家核安全的要求，保護公眾和環境不受放射性事故影響，并且核電站要避免發生因外部自然事件或人為因素而導致事故。

湖南桃花江核電站選擇了益陽桃江縣沾溪鄉荷葉山和資水附近區域。這附近區域地質結構穩定，發生地震和自然事故頻率很少，符合核安全要求；江西彭澤核電站北臨長江，南靠太泊湖，具有豐富的水資源，完全滿足彭澤核電廠核電站機組安全廠用水要求13606米3/秒；湖北咸寧大畈核電站，處于湖北東南部，幕阜山區中段，臨近富池水庫附近，并且通過專家驗收了該地地震地質、水文、人口等外部事件。

這些內陸核電站在選擇問題上，都考慮了取水問題，它們大部分是采用閉式循環水冷卻，將穩定、質量好并且水量豐富作為選址考慮范圍；同時，它們也考慮了自然災害并且附近無危險的化學公司或者汽油工廠，防范了因外部因素造成核電廠潛在的危險。但是據國內相關專家對我國內陸核電站附近居民人口分布，發現內陸13個核電站5公里半徑范圍內人數都超過1萬，具體情況見表1。

表113個內陸核電廠址5公里人口分布情況

內陸核電廠址5Km內人口數量(萬)內陸核電廠址數量(個)1～272～323～424～52

鄂湘贛內陸核電站80公里半徑范圍以內，人口數量平均在600萬-700萬,相當美國平均人口數量的近5倍。一旦內陸核電站發生事故，如何應急處理公眾安全撤離問題，將是對內陸核電站建設一個嚴峻的考驗。

二、 內陸核電站核廢料處理問題

目前，國內對核廢料處理方式大致分為兩種：1．對于低放射性核廢料采用焚化壓縮固化后裝入大型金屬罐，然后將其掩埋于淺地層；2．對于高放射性核廢料通過從核廢料中進行回收再利用或者將高放射性核廢料通過冷卻、干式儲存和處置后將其深埋地下。國家環?？偩忠幎ê穗娬驹谶\行之前，必須向環?？偩稚暾埮欧帕靠刂圃趪乙幎ㄖ狄詢?，因此絕大部分核電廠采用大量的冷卻水對核廢料進行稀釋，如果這一處理方式用的是海水冷卻，那么將放射性劑量控制在規定值，對環境影響較少；但是如果是利用內陸湖泊或者江河淡水進行冷卻稀釋，這將導致這些淡水受到一定放射性污染。前蘇聯曾經因為考慮核廢料處理的經濟成本，將核廢料直接排入江河湖泊中，導致嚴重的生態災難，這些生態環境十幾萬年都無法自我修復。如果將核廢料深埋地下，這些核廢料中放射性元素將在衰變中釋放衰變熱，衰變熱將會改變地下介質溫度分布，從而可能導致地下一些物質因為放射性輻射發生變化，影響地表結構。

國內的核廢料處理技術相對落后，對于一些難度較大的處理技術方面，如高放射廢液儲存、乏燃料后處理及固化技術，都存在不足。再加之，國內關于核廢料處理培養的院校或科研機構相對較少，導致人才欠缺，更談不上技術提高。我國內陸核電廠又大部分處于河流及江湖附近，這些水資源跟群眾生活密切相關，因此必須處理好核廢料的問題。如果這些核廢料未能及時處理，將嚴重影響內陸核電站附近的生態環境，并給周圍的公眾帶來嚴重的心理陰影。

三、內陸核電站輻射劑量問題

核電廠廠址選擇對周圍受照射影響的群眾輻射劑量，在正常運行工況下，以0.25mSv作為劑量限定值進行評價。國內內陸核電廠多數是采用AP1000，AP1000機組從投入商業化生產至今，其一回路冷卻水碘的當量濃度為4.4GBq/t I131當量。為解決AP1000個別機組核輻射劑量超標，核島設計單位與西屋公司合作，設計了優化三廢處理系統，以此來降低核廢料放射性劑量。根據2011年環境保護部《核動力廠環境輻射防護規定》：內陸核電廠放射性液態應采用槽式排放，且排放口處(除3H、14C外)其他放射性核素的總排放量最大值為100Bq/L，總排放口下游1公里江河內的總β放射性濃度<1Bq/L和3H<100Bq/L。對于內陸核電廠工作所受輻射劑量標準如下表2。

表2工作人員受輻射劑量限值表

照射條件限值(mSv)年有效劑量505年連續平均輻射劑量20眼晶體/年150皮膚及四肢/年500

但核電廠正常運行可能產生的輻射劑量[9]在幾個或10幾個μSv，跟我國濱海核電廠公眾所受輻射劑量同一個數量級。內陸核電廠正常運行情況下，給附近公眾的放射性影響低于X光透射所受的劑量。前蘇聯發生的切爾若貝利核電站事故，導致核電站30Km半徑范圍受到輻射，這些范圍內的公眾受到的異常電離輻射。輻射危害具有遠期效應，長期的累積會導致受輻射的人員致癌和遺傳。

而對于核輻射事故處理又是一項技術性很高的工作，需要深入了解事故原因、危害特性及處理方式，一旦沒及時有效處理好核事故輻射，將會引起公眾的恐慌，導致社會秩序混亂。

四、內陸核電站安全監管問題

國內核電站輻射環境監測管理，主要依據HAF001《中華人民共和國用核設施安全監督管理條例》和環境保護部通過并修訂《核電廠放射性液態流出排放技術要求》，來加強核電站輻射安全監管，并對核電廠選址及質量問題進行監管，以確保核電站安全運行。對于內陸核電站安全監管問題，需要監測放射性液體排放量、放射性氣體擴散與非居民住區的控制、人口分布與核事故應急計劃及水資源用水安全問題等。國家核安全和質量監管部門，應該加強內陸核電站設備質量，防止不合格的設備被安裝在內陸核電廠。一方面通過監管核電廠設備質量問題，確保核電站安裝合格，另一方面要監測內陸核電廠正常運行時候的環境，確保核輻射不外泄。

然而在核安全監管方面，與國際水平相比，國內核安全監管能力還存在一些缺陷，監管工作人員數量不足并且缺乏相關的實戰經驗。國家對安全監管投入經費不高，并且大部分監管人員跟涉及核利益相關的公司人員聯系。同時，據環保部核與輻射安全中心數據表示2009年，國內每個核電機組監管工作人員平均為3.8人，只是國際水平的1/10。國內每臺核電機組的監管費用36.44萬美元，而美國是788萬美元，存在嚴重不足的經費問題。

五、內陸核電站正常服役周期問題

目前，全球大部分運行的核電站設計服役周期為30-40年，而國內第一座核電站秦山核電站設計服役周期為30年，目前已經商運24年。中核運行公司為了可能延長秦山核電站服役周期，專門成立了相關的組織機構來開展秦山核電站延壽項目工作。然而，福島事故卻給國內核電站延壽敲了一次警鐘。東京電力本應在2010年就應該廢除福島核電站相關的6個反應堆，但是向國家申請延長福島核電站服役周期20年。當核電站服役周期到期后，如何處理停止核電站，這將是內陸核電站建設后面臨重大問題。核電站拆除工作在停堆后30-50年后進行，這段時間將耗費大量財力在反應堆放射性材料外泄的維護上。當核電站拆除后，舊有廠址如何再一次利用，必須經過國家環保部門嚴格的監測后處理或凈化，這又將是一段漫長的時間等待。

內陸核電站服役周期結束后，其拆除的費用和后期維護費用將直接影響它之前運行的經濟成本。德國準備拆除的維爾加森核電站費用高達7億元歐元，這個費用是該核電站建設成本的3.5倍。如果還考慮到對核電站附近環境的影響，那么這個費用將無法估計。

六、結論

通過對內陸核電站面臨的5個問題進行研究分析，當前中國不適宜快速發展內陸核電，雖然內陸面臨著能源緊缺問題，但內陸核電站運行將對環境造成一定的影響，特別是核電站建造周期較長而且服役周期結束后，核電站的拆除工作及維護費用巨大。若要實現內陸核電穩步發展，要充分調研國內外發達國家在內陸核電建設的經驗，切不可照抄照搬。然后，結合我國實際的環境和人口分布情況，來制定我國內陸核電發展的方案。

參考文獻：

[1]趙小輝，等．內陸核電發展形勢分析[J]．南華大學學報(社會科學版)，2012(3).

[2]張曉魯．我國內陸核電站選址問題的研究[J]．中國電力,2005(9).

[3]薛靜．對核電站的安全、選址問題的研究[D]．廣州：華南理工大學，2012．

[4]趙成昆，徐玉明，等.內陸核電廠需關注的問題及不同類型核電機組的適宜性分析[C]．全國內陸核電站與輻射安全學術討論會，2009．

[5]王亦楠．內陸核電能否重啟 十個關鍵問題不容回避[N]．中國經濟周刊，2015-10-13．

[6]馬駿彪，韓買良．核電站廢料處理技術[J]．華電技術，2009(12).

[7]張麗華．我國核廢料管理的困境與對策研究[D]．南昌：東華理工大學，2013：6.

[8]王文敬，洪曉楠．核電站超時服役與日本福島核電危機的反思[J]．文化學刊,2012(4).

[9]李建華，黃鄭華．核輻射事故及其應急救援的特點[J]．輻射防護通訊,2005(5).

[10]胡國輝．輻射防護體系中的個人劑量限值問題[J]．暨南大學學報(自然科學版),2000(5).

[11]楊澤泉．論核電站的建設質量與安全監管[J]．經營管理,2011(18)．

[12]朱立新，劉宇,等．內陸核電廠發展狀況與安全監管探討[J]．核安全,2011(3)．

[13]宋明強，周濤,等．中國內陸核電站發展可行性及時時機研究[J]．華電技術,2013 (12).

[14]周濤，宋明強．新常態下中國能源安全觀芻議[J]．華北電力大學學報(社會科學版),2015(2).

[15]陳杰．內陸核電，我們應知道的那些事[N]．核電縱橫,2015-10-19.

(責任編輯：李瀟雨)

Research on China′s Inland Nuclear Power Plant Five Questions

CHEN Jie1，ZHOU Tao1，ZHOU Lan-yu2

(1．School of Nuclear science and Engineering，North China Electric Power University，Beijing 102206，China；2．College of nuclear science and technology，University of South China,Hengyang 421001，China)

Abstract:Combined with some of the reasons of the accident abroad，the research is on the main problems facing China′s inland nuclear power plant．According to inland nuclear power plant siting，spent nuclear fuel processing，radiation dose，safety supervision and nuclear power plant service period，inland nuclear power plant construction is the tendency to solve the energy shortage in inland.Through the actual environmental，technical personnel and our population distribution，China should develop inland nuclear power development．We have to developed our inland nuclear power development plan．

Key words:inland;nuclear power plant;radiation dose;service period;nuclear waste

收稿日期:2015-12-20

基金項目：中央高?；究蒲袠I務專項資金項目(項目編號：2014BJ0086)；國家重點實驗室開發課題(項目編號：2014BJ0041)。

作者簡介：陳杰，男，華北電力大學核科學與工程學院碩士研究生；周濤，男，華北電力大學核科學與工程學院教授，博士生導師。

中圖分類號：F407.2

文獻標識碼：A

文章編號：1008-2603(2016)02-0001-04

● 能源與環境問題研究