走进核能的世界 了解中国的核电

文/影翼 图/沈海滨

走进核能的世界 了解中国的核电

Walking into the nuclear energy world to understand nuclear power in China

文/影翼 图/沈海滨

核能的威力

人类从钻木取火到工业革命再到信息时代，能源的使用从木材到煤炭与石油再到电磁能与核能，每次能源应用的变革都推动了人类社会加速发展，同时能源问题也成为关系到国计民生乃至国家安全的重大课题。传统的煤炭和石油在我国的能源结构中占据了绝对主导的位置，但随着我国居民生活水平的提高使这些传统能源的消耗不断增加，进而更加凸显出我国能源结构不合理的基本国情和“软肋”。走一条清洁、高效、安全、可持续的能源发展之路，是向污染宣战、加强生态环保的节能减排措施，促进大气质量改善的必然选择。

自上世纪九十年代初开始，我国大陆的秦山、大亚湾等核电站陆续投入运营，核能发电在我国的电力能源结构中有了一席之地。随着当前传统电力能源的环保压力日趋紧迫，核电作为一种清洁、高效、安全的能源选项而日益受到关注和重视。

对于核能的认知，公众往往是从核武器以及核事故（三里岛、切尔诺贝利和福岛）开始的，而核能行业由于其特殊性在历史上又常常对公众宣传较少，故大家因不了解等原因而很容易产生恐惧和抵触心理。汽油的应用从一开始大家认为它是危险的易燃易爆品而担心在车辆上使用，到大家都以平常心去对待汽车加油是经历了一个过程的，同理核能应用要为公众所接受和科学认知，也必然要经历类似的过程。

实际上核能与汽油这种传统能源的最大区别就是二者能量产生的机理不同。核能又称原子能，是物质的原子核结构发生变化而释放出能量；汽油燃烧则是汽油与氧气结合导致物质的分子结构发生变化而释放化学能的过程。1千克的核材料可释放出的核能至少相当于上百吨煤炭燃烧所释放的化学能，而几千克到十几千克的核材料制作的原子弹则有相当于数千到几万吨TNT炸药的威力，因此核能是一种高效密集的能源。核能武器的首次也是到目前为止的唯一一次实战应用发生在第二次世界大战末期，美国在日本的广岛和长崎分别空投了一颗原子弹，加速了日本帝国主义的衰败，同时世界其他反法西斯力量共同作用最终促使日本无条件投降。二战以后，上世纪五十年代前苏联和美国等国家率先将核能应用于发电，至本世纪一零年代全球约有四百座以上反应堆在进行核能发电生产，年发电量合计约为26000多亿千瓦时，约占世界发电总量的16%，在满足人类部分用电需求的同时大量减少了温室气体排放和烟尘等环境污染源。

核能发电厂与常规燃煤火力发电厂的主要差异就是用核反应堆代替了火力发电的锅炉用来加热出高温蒸汽推动汽轮机进而带动发电机发电。我国大陆地区目前运行核电厂都是压水堆型核电厂，而世界在运营核电厂中六成以上都是这种类型，是核电厂的主流类型。大家对核电厂最为担心的一般就是核能生产过程中产生的人工放射性物质的影响，而压水堆型核电厂的特点就是将有人工放射性的部分包容在压力容器/压力管和主管道等设备以内（常称为一回路）并用安全壳将这些一回路设备与外界隔离起来通过多道屏障和防线来防止发生泄漏；至于用来冲转汽轮机带动发电机发电部分（常称为二回路）和常规的火力发电厂同类设备基本相同而不带有人工放射性。

由于我国大陆地区从上世纪八十年代才开始拉开核电建设的大幕，因此我国大陆在运营和建设中的核电站都是技术相对比较成熟的第二代、先进的第三代乃至第四代反应堆。这些电厂近二十年来的运行情况表明核电厂生产大量电力满足了社会用电需求，在产生巨大经济效益的同时，也产生了良好的环境效益。以国内本世纪建成投产的某核电厂为例，其2台机组对环境的辐射影响仅为自然辐射的万分之一以内（远远低于燃煤电厂排出粉尘与烟气中所含天然放射性核素对周围环境的影响）；而核电厂所有从事放射性工作的人员的平均年剂量仅为年度天然照射所致剂量（约2～3m Sv/年）的百分之十左右（低于一次X射线胸部摄片的剂量），其中年度最大个人剂量也与年度天然照射所致剂量相近（与一次X射线门诊胸透的剂量相当）。

2011年，日本大地震期间发生的日本福岛核事故，继1979年美国三哩岛核事故和1986年前苏联切尔诺贝利核事故之后再次沉重打击了公众对核电的信心，质疑声频频。然而我国大陆地区核电机组采用的主要是压水堆技术，充分吸收了世界上世纪六十年代至九十年代的压水堆建造运行经验，在设计上做了较大改进，并考虑了严重事故的缓解措施；且我国大陆地区核电厂选址严格，相应的地质条件优良，抗震设计等级高，不具备产生破坏性海啸的条件。

我国核电建设和运营，对促进地方环保和繁荣经济的作用巨大。以一座单台发电容量百万千瓦级的双机组核电厂为例每年需要50余吨核燃料，而同等发电能力的火电厂每年需要600万吨煤；相对可减少二氧化碳排放1600万吨，减少40万吨灰渣以及大量二氧化硫和二氧化氮；既缓解了燃料的运输压力，又有效促进环境保护，进而提高城市的活力和吸引力。核电厂作为国家重大能源基本建设项目，推动了国内设计施工、设备材料建设、运输、保险、商业、服务、旅游等行业的发展；同时还能提高城市的知名度、创造更多的就业机会、活跃市场经济，促进旅游和经济发展，增加国家和地方财政收入，对拉动和支持地方经济建设将发挥重大作用。根据国家适时在东部沿海启动新核电项目建设的方针，相信在采用国际最高安全标准、确保安全的前提下，我国的核能发电必将为国民经济建设作出更大的贡献。

作者单位：中国核电江苏核电有限公司

核电站建设现场