【文/ 觀察者網(wǎng)特約作者 張欣】

不久前，法國(guó)弗拉芒維爾核電站發(fā)生爆炸，法國(guó)官方稱，目前沒有核泄漏風(fēng)險(xiǎn)，已經(jīng)排除人為破壞的可能。據(jù)英國(guó)《獨(dú)立報(bào)》報(bào)道，有5人在爆炸中受傷，多是吸入爆炸煙塵所致。為何法國(guó)核電站發(fā)生爆炸，卻沒有像日本福島核電站那樣產(chǎn)生核泄漏的風(fēng)險(xiǎn)呢？

為何法國(guó)核電站爆炸沒發(fā)生日本福島那樣的核泄漏

反應(yīng)堆停堆后，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)雖然停止，但產(chǎn)熱不會(huì)立即降低到零。在相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，剩余裂變和裂變產(chǎn)物衰變會(huì)持續(xù)產(chǎn)生剩余功率，停堆后兩個(gè)小時(shí)仍可達(dá)額定熱功率的1%。這對(duì)于百萬千瓦核電站來說仍是極其巨大的熱量，可能導(dǎo)致堆芯熔化、壓力邊界和安全殼破損等事故，引起放射性物質(zhì)大規(guī)模釋放的嚴(yán)重后果。所以核電站均設(shè)置余熱排出系統(tǒng)，用以停堆后將余熱導(dǎo)出，確保反應(yīng)堆安全。

余熱排出系統(tǒng)分為能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)和非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)兩大類。二者的區(qū)別是能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)必須依靠外部電源，而非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)不需要電源。在全廠斷電等事故中，正常電源和可靠電源供電同時(shí)喪失，常規(guī)能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)因電源喪失而失去外部驅(qū)動(dòng)力，余熱排出功能失效。非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)的作用是在反應(yīng)堆事故停堆后，不依靠外界驅(qū)動(dòng)力，通過回路工質(zhì)的自然循環(huán)可靠地導(dǎo)出堆芯余熱，將反應(yīng)堆停堆后的余熱輸送到最終熱阱，以防止燃料包殼燒毀和堆芯熔化，確保斷電事故下系統(tǒng)的安全。非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)的工作過程只依靠重力、冷熱工質(zhì)的密度差以及回路壓差，提高了反應(yīng)堆的固有安全性。

法國(guó)弗拉芒維爾核電站一號(hào)反應(yīng)堆

除少數(shù)三代非能動(dòng)先進(jìn)輕水堆外，目前大多數(shù)水冷堆，在緊急停堆后，如果沒有能動(dòng)降溫措施，難以通過被動(dòng)安全措施充分釋放殘余的衰變熱，美國(guó)三里島核事故就說明了這個(gè)問題。從三里島事故的原因和過程看，其主要教訓(xùn)是能動(dòng)安全系統(tǒng)需要大量人工操作，而人性不可靠可能因操作失誤造成嚴(yán)重后果。

日本福島核事故發(fā)生時(shí)，雖然由于地震引發(fā)的海嘯導(dǎo)致福島核電站斷電(核電專業(yè)術(shù)語即SBO，“全廠斷電”)，而主動(dòng)降溫冷卻系統(tǒng)需要電力來驅(qū)動(dòng)，斷電直接導(dǎo)致主動(dòng)降溫措施失效，堆芯溫度不斷上升。而在海嘯退去后，如果日本東電及時(shí)用海水去冷卻反應(yīng)堆，也能一定程度上取得降溫的效果，雖然這種做法會(huì)對(duì)機(jī)組造成永久性損害進(jìn)而報(bào)廢，帶來較大經(jīng)濟(jì)損失。

正是處于經(jīng)濟(jì)利益的考量，導(dǎo)致日本東電在核事故處理中猶豫不決，加上福島核電廠長(zhǎng)期缺乏核應(yīng)急演習(xí)，沒有準(zhǔn)備應(yīng)急發(fā)電裝置，反應(yīng)堆內(nèi)沒有消氫系統(tǒng)，這些管理和設(shè)備上的缺陷疊加在一起，讓東電失去了避免反應(yīng)堆堆芯熔毀的機(jī)會(huì)，最終導(dǎo)致1、2、3、4號(hào)機(jī)組相繼發(fā)生氫氣爆炸，釀成了堪比切爾諾貝利核事故的7級(jí)核事故，根據(jù)IAEA的報(bào)告，放射性物質(zhì)總泄漏量已經(jīng)超過了切爾諾貝利。

法國(guó)核電站爆炸之所以沒有核泄漏的風(fēng)險(xiǎn)，主要原因在于爆炸發(fā)生點(diǎn)遠(yuǎn)離核反應(yīng)堆——發(fā)生爆炸的是法國(guó)弗拉芒維爾核電站的輪機(jī)房，該廠房屬于常規(guī)島，與反應(yīng)堆有物理隔絕，僅有間接熱力傳遞，因此這次事故與核安全系統(tǒng)無關(guān)，并不會(huì)帶來核泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。

核反應(yīng)堆的安全性隨著技術(shù)進(jìn)步而提升

要說明的是，即便將來發(fā)生了類似于日本福島核電站的情況，目前的第三代反應(yīng)堆都可以避免發(fā)生類似于日本福島那樣的災(zāi)難。原因就在于核電技術(shù)的進(jìn)步。

正如在諸多領(lǐng)域，科學(xué)技術(shù)在實(shí)踐中不斷完善改進(jìn)，核電技術(shù)也是不斷發(fā)展進(jìn)步的，從第一代核電反應(yīng)堆的發(fā)電功率僅僅相當(dāng)于同期火力發(fā)電機(jī)組的零頭，到第二代核反應(yīng)堆的可以實(shí)現(xiàn)商業(yè)化發(fā)電，都顯示出核電技術(shù)在不斷發(fā)展。

第二代核反應(yīng)堆單一核電機(jī)組的發(fā)電能力大幅提升達(dá)到千兆瓦級(jí)，是第一代核電機(jī)組的上百倍，是核能發(fā)電商用的絕對(duì)主力，全球現(xiàn)役核電機(jī)組中，絕大多數(shù)仍然來自第二代核反應(yīng)堆。

但第二代核反應(yīng)堆也存在一定安全缺陷，發(fā)生堆芯熔化事故和大量放射性物質(zhì)釋放的概率相對(duì)偏高，前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站、日本福島核電站都采用第二代核反應(yīng)堆（日本福島核電站因超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的全廠斷電引發(fā)嚴(yán)重事故）。

由于美國(guó)三里島核電廠因?yàn)橐恍┝械恼`操作引發(fā)堆芯融毀事故，切爾諾貝利核電站因設(shè)計(jì)缺陷和違規(guī)操作引發(fā)嚴(yán)重事故的現(xiàn)實(shí)，使核電界從實(shí)踐和理論的角度開始認(rèn)識(shí)到，二代核電反應(yīng)堆發(fā)生堆芯熔化事故和大量放射性物質(zhì)釋放的概率相對(duì)偏高，并汲取了第二代反應(yīng)堆運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和事故教訓(xùn)發(fā)展出第三代反應(yīng)堆。