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專訪ROSATOM獨立學者:核電站安全的基礎(chǔ)在于設(shè)計

作者: 2015年05月18日 來源:中國核工業(yè)雜志 瀏覽量:
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TASHLYKOVOleg,副教授,工程學博士。1956年出生于俄羅斯克麥羅沃地區(qū)的安熱羅蘇真斯克市。1978年以優(yōu)異成績畢業(yè)于托木斯克理工大學,并獲得核電站與設(shè)施維護專業(yè)學士學位,畢業(yè)后任職于蘇聯(lián)原子能部(俄羅斯聯(lián)邦)

 

  TASHLYKOV Oleg,副教授,工程學博士。1956年出生于俄羅斯克麥羅沃地區(qū)的安熱羅蘇真斯克市。1978年以優(yōu)異成績畢業(yè)于托木斯克理工大學,并獲得核電站與設(shè)施維護專業(yè)學士學位,畢業(yè)后任職于蘇聯(lián)原子能部(俄羅斯聯(lián)邦)。

  Tashlykov因在核電行業(yè)專業(yè)培訓(xùn)方面的卓越貢獻獲得了多項俄羅斯國家和行業(yè)大獎:1996年被授予“俄羅斯核電行業(yè)專家”榮譽稱號,表彰他對國家和核工業(yè)發(fā)展所做出的巨大貢獻;他先后獲得由蘇聯(lián)和俄羅斯原子能部頒發(fā)的專家證書;2006年,獲得由俄羅斯核電集團頒發(fā)的銀質(zhì)獎?wù)拢员碚盟谔嵘穗娬景踩I(lǐng)域的重大貢獻。

  距2011年福島核電站事故已經(jīng)四年之久,發(fā)展核能仍是世界的主流趨勢,也將是中國的必然選擇。全球核電占總發(fā)電量比重為16%,我國僅約2%。全球核能占比全部一次能耗的6%,我國僅有1.4%。作為發(fā)展中國家,我國的經(jīng)濟社會發(fā)展對能源的需求仍將較快增長,同時還要面對溫室氣體減排目標特別是霧霾治理的壓力,安全有序發(fā)展核能仍是必然選擇。在福島核電站事故后,我國核電一度低迷,隨著紅沿河二期項目獲批、“華龍一號”在福清落地獲核準成為示范機組,中國的核電新時代再次來臨。

  新時代全球核電發(fā)展趨勢是怎樣的?我國發(fā)展應(yīng)該有哪些注意事項?核安全該如何解讀?就此,記者在日前專訪了來自俄羅斯烏拉爾聯(lián)邦大學(Ural Federal University)的副教授、俄羅斯原子能公司獨立學者 TASHLYKOV Oleg。

  “全球核電的短期、長期挑戰(zhàn)仍然存在”

  記者(以下簡稱記):俄羅斯一直以來都是核能發(fā)展的大國,相關(guān)技術(shù)也一直處于國際領(lǐng)先水平。據(jù)悉,在海外由俄羅斯承建的核電站已達38座,占全球核電站總數(shù)的14%。那么您認為全球發(fā)展核能的必要性在哪里?

  TASHLYKOV Oleg(以下簡稱Oleg):現(xiàn)階段,全球都面臨著因為人口增多和生活標準提高而帶來的能源消耗增長的壓力。不僅僅在發(fā)達國家,發(fā)展中國家的能源需求也呈現(xiàn)出上升趨勢。另一方面,因為化石燃料的緊缺,其價格也在上漲,而環(huán)境中有害的碳基氣體的排放也在增加。因此,我認為全球都應(yīng)該加強對可再生能源與核能的發(fā)展與使用。現(xiàn)在,全球核電總共有4億千瓦的裝機容量,共438個核電機組。據(jù)預(yù)測,2030年前,全球?qū)⒂?00個運行中的核電機組。

  但是,現(xiàn)在核能也存在一些問題,短期的挑戰(zhàn)就在于核廢料堆積問題能否解決,而長期的挑戰(zhàn)則在于核燃料利用的局限性,例如目前世界在役核電站對于天然開采的鈾資源的有效利用率還不到1%。

  記:根據(jù)您提到的核能發(fā)展問題,您如何看待或預(yù)測未來核電技術(shù)的發(fā)展方向?

  Oleg:在Rosatom(俄羅斯原子能公司)的核電部,為了保證核能有競爭力的發(fā)展,我們制定了一個戰(zhàn)略發(fā)展目標——就是為使用VVER和BN的反應(yīng)堆能實現(xiàn)完整封閉的核燃料循環(huán)而創(chuàng)建一個新的技術(shù)平臺。事實上,近幾年為了第四代核電的發(fā)展,全球性的研究合作都被推到了最高點,其中的設(shè)想就是一個完整的核能系統(tǒng)應(yīng)該包括一個反應(yīng)堆以及核燃料的回收和再利用。

  與前幾代相比,新核能系統(tǒng)在可持續(xù)發(fā)展、競爭性、安全可靠性上應(yīng)該有更好的表現(xiàn),例如應(yīng)該可以抵擋核武器的破壞。總的來說,無論是前面的三代核電還是說第四代核電的突破,全球核工業(yè)都應(yīng)該關(guān)注四點個問題:一是對安全的保證;二是經(jīng)濟效益與參與市場的競爭度;三是對天然鈾更高效的利用;四是乏燃料的管理,也就是堆積速率的控制、乏燃料后處理、钚元素的回收等。

  記:您剛才說到了一大突破性的技術(shù)在于核燃料的循環(huán)系統(tǒng)。能為我們詳細介紹一下有關(guān)技術(shù)的情況或者是未來發(fā)展的設(shè)想嗎?

  Oleg:核燃料循環(huán)是基于快堆的技術(shù),目的是最小化核廢料的體積并且把自然資源最優(yōu)化利用。快堆中最有效率的就是超鈾元素的演化——大多數(shù)超鈾元素在快中子的作用下都會分裂并且釋放能量。在短期和中期內(nèi),暫時還沒有比快中子堆更有效并適合發(fā)展核燃料閉式循環(huán)的堆型。

  “核安全就是核電站有‘自保性能’”

  記:在您剛剛說到的四點關(guān)注中,第一點就是關(guān)于核安全的保證。在福島核事故已經(jīng)過去四年后,全球核電的發(fā)展趨勢都在回暖。您是如何看待核安全發(fā)展的呢?

  Oleg:任何工業(yè)活動都根據(jù)產(chǎn)生嚴重后果的事故發(fā)生的危險系數(shù)來分類,每一項活動都有特定的危險以及相應(yīng)的減少危險的措施。核電站的危險則存在于運行時釋放的放射性物質(zhì)中,也就是如果一旦放射性物質(zhì)泄漏將對公眾和環(huán)境帶來危險。實際上,一般情況下,核電站對環(huán)境是沒有影響的,因為核電站不消耗氧氣,不排放粉塵以及碳、硫、氮的氧化物氣體。甚至包括輻射性物質(zhì)的釋放,實際都比相同裝機容量的火電廠要小10倍,因為火電廠的廢料中包括很多天然放射性核素。

  這樣看來,在任何層面上對于核電站采取的安全措施,都是為了防止嚴重事故的發(fā)生,在放射性物質(zhì)泄露的時候來保護核電廠員工以及公眾不受影響。因此可以總結(jié)為,在正常運行時員工、公眾以及環(huán)境所受的輻射效應(yīng)都低于設(shè)定值;在事故發(fā)生時,核泄漏物在設(shè)計的可接受值之內(nèi),保證了這兩項就能稱之為“核安全”。

  記:那么在設(shè)計階段的核安全理念又是怎樣的呢?能否介紹一下其他階段俄羅斯的相關(guān)經(jīng)驗?

  Oleg:在我看來,核電站安全運行的基礎(chǔ)就在于設(shè)計階段,所以設(shè)計階段最主要的任務(wù)就在于綜合核算,以滿足核安全要求的原則,并且保證每個核電站都能有自己的“自保性能”。在設(shè)計階段的理念就是,核電站不僅僅應(yīng)該在平時正常運行時處于安全狀態(tài),并且在一些例如地震、海嘯以及其他可能引發(fā)核電站失火、泄漏等其他狀況的自然災(zāi)害發(fā)生時,也可以保證核電站的安全。

  此外,在土建階段、設(shè)備制造階段,安全問題就在于使用成熟的技術(shù)、遵照設(shè)計要求和特殊要求的文件,并且要保證高質(zhì)量作業(yè)。在運行階段,分為兩種情況,一種是正常運行,在這種情況下最小化核泄漏就在于確保系統(tǒng)以及設(shè)備的正常運轉(zhuǎn);另一種就是在出現(xiàn)緊急狀況的情況下,要確保事故不會發(fā)展到超出設(shè)計的安全值,這時就要靠操縱員遵守相關(guān)的指示進行操作。

  “設(shè)計和人因是事故的關(guān)鍵”

  記:俄羅斯是如何看福島核事故發(fā)生的呢?作為核能發(fā)展領(lǐng)先的大國,俄羅斯又是如何分析并預(yù)防類似事情發(fā)生的?

  Oleg:實際上核電站在設(shè)計的時候,都有留出相應(yīng)的裕量,對于大多超出這些設(shè)計裕量的事故,在學術(shù)界以及國外的一些研究,都慢慢發(fā)現(xiàn)需要給予操縱員足夠的時間來應(yīng)對這些事故。在眾多與安全相關(guān)的基本原則中,有一項特別重要,叫做“單一事故”。為了保證核安全,其要求就是如果有單一事故發(fā)生,系統(tǒng)還是可以按照設(shè)計正常運行的。而“單一事故”的定義就是某一個主動(人為操作失誤)或被動(機械故障)元素出了問題。

  而從福島核事故,我們總結(jié)了以下幾點教訓(xùn):

  1. 行政當局、國際組織以及公眾應(yīng)該被及時告知電站情況,這樣也有助于請求外援;

  2. 每一個機組都應(yīng)該能夠抵御自然災(zāi)害并自主供能、供水來冷卻反應(yīng)堆與燃料;

  3. 員工、管理以及運行組織都應(yīng)該重點著眼于事故減輕、防范的及時反應(yīng)措施;

  4. 在事故發(fā)生時,供電與供水來冷卻核燃料是第一時間控制住事故蔓延的關(guān)鍵。

  因此在我們看來,設(shè)計和人因,都是關(guān)鍵。

  記:說到設(shè)計,現(xiàn)在研究核能的國家越來越多,很多科技強國也都推出了自己國家的機型,例如俄羅斯的VVER、美國的AP1000還有韓國的APR1400,那您如何看這些不同國家的機型呢?

  Oleg:對于不同的國家,當我們說自主創(chuàng)新、自主科技的時候,尤其在核能方面,其實并不是完全獨立的“自主”科技。因為同一類的科技,其實都是類似的,都是建立在同樣的科學基礎(chǔ)上的。例如,現(xiàn)在的反應(yīng)堆都是利用核裂變來獲取能量并進行利用。這個原理對于任何一種機型都是一樣的。所以我個人認為:并不存在真正意義上的“自主創(chuàng)新”。

  記:最后回到教育方面,俄羅斯針對核能領(lǐng)域的教育系統(tǒng)是什么樣的?您對中國相關(guān)的教育是否了解?兩國之間有什么差異?

  Oleg:俄羅斯的核能人才教育是直線供應(yīng)式的。例如有超過52年為核電站輸送專業(yè)人才經(jīng)驗的烏拉爾聯(lián)邦大學的核能學院,它的培養(yǎng)目標就是學生在經(jīng)過5年半的學習,取得碩士學位畢業(yè)后能直接進入工作領(lǐng)域。我們的學院會提供高級知識與技能的教學,不僅僅是理論方面,還包括職業(yè)培訓(xùn)、進入核電廠實習以及在模擬機上練習操作。在整個俄羅斯,有至少三所以上的大學有類似的專業(yè)核能學院。但是在中國,大多數(shù)院校的核能專業(yè)都依托在相關(guān)領(lǐng)域的學院或者僅僅是自成一個系,并沒有組成專業(yè)涵蓋面廣泛的學院。此外,中國的大學教育僅有理論方面的教學,對于職業(yè)技能,都是在工作之后再進行培訓(xùn)學習的。(吳佳蔚)

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