“千人计划”专家解读核电厂严重事故预防与缓解

今年4月，中核集团龙腾2020科技创新计划严重事故特性、防治、减轻及管理技术研究专项月启动。该专项由中核集团投放上亿元，目的更进一步提高三代自律核电技术（如华龙一号）的安全性，并应用于现役核电厂的技术改造和安全性提高。项目首席科学家、国家千人计划专家马卫民博士指出：核电厂严重事故的研究将为从设计上实际避免大规模放射性获释获取科学确保。

在专访中，马卫民也对记者科普了核电厂严重事故的有关科学知识。严重事故研究提高安全性记者：核电厂严重事故是什么？马卫民：众所周知，安全性是核电发展的生命。核电厂的事故一般可以分成设计基准事故和严重事故（超强设计基准事故）。具体来说，严重事故所指的就是由于堆芯大面积熔毁而造成放射性物质从核燃料组件中逸出的事故。

严重事故的特点是再次发生概率极低，但后果极为相当严重，可能会对公众和环境产生根本性影响。从人类开始和平利用核能至今，全世界的核电厂一共再次发生过三起严重事故，分别是：1979年的美国三哩岛核事故、1986年的苏联切尔诺贝利核事故以及2011年的日本福岛核事故。我们对严重事故积极开展研究，主要有两个目的：第一是掌控严重事故的科学规律，理解事故的再次发生、演进过程，为反应堆安全性评价获取科学知识和工具；第二是研发严重事故防治与减轻的技术措施，为从设计上实际避免大规模放射性获释获取工程技术确保。

记者：对严重事故的研究明确是如何提高核电安全性的？马卫民：严重事故的过程一般来说是：反应堆堆芯温度过低，核燃料组件几何形态遭毁坏，堆芯大面积融毁，放射性物质从损毁的组件包壳中逸出这个过程中，有三层物理屏障维护，分别是核燃料组件包壳、压力容器和安全壳。即使再次发生核事故，如果三层维护陆续起着起到，核电厂依然是安全性的。从历史上三次严重事故的对比也可以显现出端倪。

最先再次发生的三哩岛核事故，虽然堆芯早已熔毁，但是近20吨的熔融物都回到了安全壳内的下封头部位，安全壳依然原始有效地，虽然造成了经济损失，但没对公众和环境产生根本性影响。而切尔诺贝利核电站显然没安全壳，发生爆炸后，放射性物质四处布满；福岛事故中虽然采行了一些措施，但最后一道屏障安全壳的完整性早已损毁，也导致严重后果。对严重事故积极开展研究，终极目的就是在再次发生核事故甚至演进为严重事故时，保证三层维护的最后一层安全壳的完整性，从而在这里卡住事故的工程进度，不想事故之后演进。

这样核电厂会再次发生大规模放射性获释，也会影响公众和环境，从而构建事故后果最小化。这也就是所谓的从设计上实际避免大规模放射性获释。

目前来看，这个目标是可以构建的，因为严重事故的研究很大地推展了核电的安全性。实践证明，我们不但可以掌控严重事故的主要过程和现象，而且也告诉怎么将研究成果对系统到现有安全性技术的改良和增进新的安全性技术的研发上。防治+减轻贯彻避免风险记者：当前的核电技术在抵挡严重事故方面情况如何？马卫民：每次核电严重事故都推展了研究工作的积极开展。比如，在福岛核事故后，业内就积极开展了一系列工作，还包括对在运机组展开压力测试，审查开建机组的安全措施，对旧有堆型展开安全性评价和改良，还积极开展了乏燃料水池严重事故的研究、严重事故管理导则检验等。

目前，新建机组基本使用的都是二代加或三代核电技术，并早已针对福岛核事故的教训展开了适当改良。当前核电技术在抵挡严重事故方面的安全性，应当从防治事故和减轻事故两个方面来说：防治方面，现在的三代核电技术广泛不具备非能动安全性系统，再次发生堆芯熔毁的概率大幅度减少（由原本的10-5减少到10-6）。对在运核电机组改良的研究也很多，比如，瑞典的核安全当局就拒绝本国核电站安装独立国家的受外部事件影响的应急进水系统。

减轻方面，在现在使用的三代核电技术中，万一再次发生严重事故，也有专门措施来确保安全壳完整性，比如，AP1000和华龙一号的填内熔融物逗留（IVR）技术，俄罗斯的VVER、法国的EPR和美国通用电气的ESBWR（沸水填）的堆外熔融物逗留（EVR）技术。同时，各国也在研究对在运机组展开改建，比如，欧盟一些国家要求给部分反应堆安装IVR措施，日本为了重新启动核电也正在抓住研究各种各样的安全性改良方案。由于我国核电机组都较为新的，使用压水堆技术的安全壳更大更加薄，新建的三代机组也不具备非能动安全性系统，再次发生严重事故的概率早已极低，适当的减轻措施也较为做到。

应当说道，现有的核电安全性技术水平应当早已具备了应付类似于福岛核事故挑战的能力。记者：我国在这一领域的研究情况如何？马卫民：目前，国内对严重事故的研究较为推崇，也获得了很多成绩。但是，也应当看见，国内研究的规模和深度与国际先进设备水平还有不少的距离。

当年美国是核电发展的先驱，它在严重事故研究方面的投放也是世界第一的，还包括我们今天所用的核安全标准以及严重事故安全性分析软件，完全全部源自美国。欧洲、日本和韩国曾多次大规模发展核电，这些地区人口密度低，公众对核电的关注度低，对核电安全性的拒绝也很高，所以在严重事故研究方面也积极开展了很多工作，俨然有后来居上之势。中国要构建由核大国向核强国迈向，核电技术要构建从跟跑、并跑到排在的改变，目前的严重事故研究水平与我们的目标还有不少距离。

中国想要领导新的核电发展浪潮，严重事故防治与减轻技术的自律研究能力的提高是避不开的门槛。之后积极开展研究未来将会解决问题风险记者：目前核电厂严重事故研究的难题有哪些？马卫民：第一，严重事故是一个简单的过程。严重事故过程还包括堆芯熔毁、材料毁坏、放射性物质获释等，牵涉到到材料学、材料力学、热工水力学等多个物理化学领域，还要考虑到高温、高压等十分极端的条件，所以对它的研究也是一项简单的工作，十分艰难。

现在的研究方法往往是把它分解成各个部分来考虑到，很难把所有过程和现象放到一起研究。第二，严重事故的特点堆芯熔毁，要求了我们没有办法用反应堆展开确实的实验。所以这项研究就是指科学假说开始，再行设想各种有可能的事故进程，然后把事故分解成在各个尺度和过程上我们可以做到的问题，逐一研究后再行展开综合分析。

我们不但必须确认论研究，还必须概率论方法。由于不确定性低，再次发生概率较低，我们往往把严重事故当作超强设计基准来对待。

第三，严重事故的复杂性和特点要求了它是一项便宜的研究课题。从台架基地的搭起，到各项研究科研成果到工程实际的应用于，都必须持续大大的投放和改版。应当说道，目前我们对严重事故的了解和预测依然受限，所以我们应付的安全策略，往往是采行一种正弦的方式，并增大安全性裕量。

正弦的顺利与否各不相同我们的理解水平，只有通过大大的科学研究与创意才能获得解决问题。严重事故及其研究的特点拒绝我们长年坚决积极开展研究。

只有维持居安思危、精益求精的精神，才能使得核电站的安全性水平大大提高，同时降低成本。我们必须之后加剧对严重事故现象的了解，提升分析方法和工具的可信度，增加对严重事故减轻措施评价的不确定性。

记者：我国应当如何推展严重事故研究工作？马卫民：想独立自主地积极开展严重事故研究，必不可少自律安全性技术研发基地、自律试验检验和机理研究平台、自律安全性分析软件以及一批善于严重事故研究和在最重要学科方向独当一面的专家。从这个意义来说，我们还有很长的路要回头。中国的严重事故研究从自学西方跟上，原本是以拷贝和检验居多，随着我国核电的发展，我们应当创建起与核大国身份相适应的严重事故研发能力。我们应当在之后消化吸收当前的经验成果的基础上，之后投放，增大研发的力度。

严重事故研究的特点还拒绝我们要侧重牵头研发。建议国内各企业集团、科研院所应当强化沟通交流，牵头申报项目，搭起平台，共享资源、人才和经验成果。目前中核集团早已启动了严重事故特性、防治、减轻及管理技术研究专项。

项目对于提高国内三代自律核电技术的安全性及经济性，以及提高我国严重事故的安全性研究水平，具备里程碑式的意义。另外，生态环境部（核安全局）、国家国防科工局（国家原子能机构）、国家能源局也有适当的专项希望企业集团合作，其他的核企业也从各个领域积极开展了工作。

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