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引见

主持人:
        现在大多数人都认识到,核电在提供长期、稳定的能源供应的同时,极少排放温室气体,不产生二氧化硫和氮氧化物等有害气体以及粉尘,故而成为目前的保障能源供应安全、保护生态环境的努力中,最具现实意义的替代能源,而且必将对人类社会发挥越来越大的作用。我国政府已经颁布了2005-2020年的核电发展中长期规划,届时全国投运核电机组容量将达到4000万千瓦,另外还有1800万千瓦在建。最近国家能源局官员多次表示,这个规模还要较大提高。许多网民都很关心核电规模发展的整体安全性问题。我们今天很高兴能够请到两位资深核专家参与讨论。现在我来介绍一下两位嘉宾。这位是林诚格先生。

林诚格:
        主持人好!

主持人:
        林先生是我国国家核安全局首批副局长之一,长期从事核安全研究。林先生现在是国家核电技术公司专家委成员。另一位是张禄庆先生。

张禄庆:
        主持人好!林先生好!大家好!

主持人:
        张先生长期从事反应堆运行和核电厂运行技术支持工作。曾担任中核集团公司核电部副主任,退休后返聘,现在是中核集团科技委常委。

张禄庆:
        不过今天完全是发表个人意见。

概率论科普

主持人:
        OK!我们知道,核电厂稳定运行时是安全的,但由于这样或那样的原因也可能发生事故。听说可以用概率论知识来定量描述。概率论大家平时接触得比较少。张先生,能不能请您首先给大家科普科普。

张禄庆:
        好的。概率论其实并不那么玄乎,我们在日常生活中经常遇到“概率”这个词。比如,天气预报说,今天下午有雷阵雨,降水概率为80%。这就是说,今天下午有八成的把握会下雷阵雨,但是还有20%的可能不下雨。
        概率是对未来的可能发生,但也可能不发生的某事件发生可能性的量化描述。发生可能性越大,概率值越高。再举一个例子就是掷硬币,猜正面赌输赢。对于这种彼此独立的投币,数学上称为样本,出现正面的事件要么发生,要么不发生,两者必居其一。经过非常多次的试验,得出硬币出现正面的概率为50%。但是对于某次投币而言,出现正反面则不可预料。所以说,概率具有先验性质,需要大的事件样本的大量重复,才有规律性可言。

核电厂严重事故

主持人:
         那么,核电厂发生严重事故的概率又是怎么回事呢?

张禄庆:
        核电厂发生严重事故,是指反应堆堆芯发生严重损坏,甚至发生大量放射性物质释放到外界环境的事故。核电厂严重事故的危害很大,但发生概率极低。

林诚格:
        国际核电发展历史上共发生了两起严重事故。一次是1979年3月28日,美国三哩岛核电厂2号机组(TMI-2)蒸汽发生器主给水丧失。按照设计,辅助给水系统自动启动。由于辅助给水管线上的2个阀门在维修时关闭,维修后未复位,水无法进入蒸汽发生器,以致一次侧失去冷却,堆内温度和压力上升,稳压器泄压阀自动开启泄压。由于设备故障,泄压阀在泄压后没能回座,从而导致堆内冷却剂流失。这时安全注入系统自动投入。运行人员根据“稳压器水位高”信号做出错误判断,切除了安全注入系统,结果堆内燃料元件得不到冷却,导致堆芯部分熔化。三哩岛核事故的经验教训主要是:(1)安全壳有效地防止了放射性逸出;(2)堆芯熔化时产生的大量氢气是一个巨大的威胁;(3)人员失误是一个重要原因;(4)人机接口设计有缺陷;(5) 忽视了小破口失水事故;(6)事故应急和响应还应改进;(7)严重事故是会发生的。
        第二起严重事故发生在1986年4月26日,原苏联乌克兰共和国的切尔诺贝利核电厂4号机组发生了强烈爆炸,大量放射性物质从核电厂泄漏出来,通过烟雾弥漫到原苏联及欧洲部分地区,造成环境严重污染,大量人员撤离,造成巨大的经济损失。由此引起的社会恐慌以及严重的心理伤害,在一个时期内影响了世界核电的发展。这起严重事故的根本原因是,这种类型的核反应堆存在严重的设计缺陷(正空泡效应、局部的正停堆效应以及缺乏事故分析,缺乏培训,操作规程不完善);运行人员执行的实验程序考虑不周和操作违反规程,锁定了紧急停堆信号,拔出了过多的控制棒,造成堆功率失控;原苏联核电主管部门缺乏安全文化,上述设计缺陷早在别的同类型核电厂调试中已发现,但未引起主管部门和有关方面的重视。

张禄庆:
        刚才林先生分析了发生切尔诺贝利事故的大部分技术与管理上的原因,我这里要强调不能忽视这种石墨沸水堆没有安全壳这道防止放射性物质大量释放的最后一道屏障的重大设计缺陷。美国三里岛事故导致2/3堆芯熔化或严重损坏,有50%的气态裂变产物从燃料中释放出来进入安全壳。但由于安全壳的良好屏障作用,事故中没有人员伤亡,对公众未造成任何辐射伤害,对环境的影响微不足道。切尔诺贝利事故发生时,我正在西德学习,亲身体验了当时公众的恐惧心理。从那时起,西方各国(也包括我国在内)的核电界在做科普宣传中都特别强调压水堆与石墨沸水堆堆型不同,只要能确保安全壳的完整性,压水堆机组就不会出类似事故,不会对环境造成巨大影响。而由于缺少安全壳,今后石墨沸水堆全世界不会再建。

我国核电安全性现状

主持人:
         那么我国现在运行的核电机组发生严重事故的可能性,对了,应该叫概率有多大呢?

张禄庆:
        我国核电起步较晚,我们已经充分吸收了三里岛事故后国际核电界在设备和系统设计、材料改进与选用、安全要求以及运音管理等安全文化建设方面的改进,运行业绩良好。根据概率安全评价的结果,我国投运核电机组以及正在建设的二代改进型机组发生堆芯熔化的概率为10-4/堆年。这就是说,这种机组在未来一年的运行过程中,发生堆芯熔化严重事故的概率仅为万分之一。而发生大量放射性物质释放的概率还要再低一个数量级,为10-5/堆年,即为十万分之一。

PK核电规模发展的整体概率安全性

主持人:
        现在我们清楚了,一台机组的严重事故发生概率很小,当核电规模发展以后,从整体上应当如何评价其安全性,请两位发表自己的意见。

林诚格:
        两年前我就写文章指出:规模化利用核能的前提是核电的安全性必须得到保证。随着核电机组数量的不断增加,核事故的风险也随之增加。如果运行核电厂发生重大事故,不但使核电规划受到挫折,还会影响电力供应、影响经济,对环境、社会和人们的心理带来重大损害,也影响国家声誉和形象。第二代核电厂的堆芯熔化几率在10ˉ4/堆年左右,如果发展到100个核电反应堆,每年发生堆芯熔化严重事故的几率将达到1%,这是“百有一失”,而不是“万无一失”,是不能接受的。所以,在规模化使用核电时,进一步提高核电机组的安全性能势在必行。

张禄庆:
        概率论知识告诉我们,只有当核电机组数目与每台机组发生堆芯损坏严重事故的概率之乘积远小于1时,才可以预测整体上每年发生堆芯损坏事故的概率近似等于这个乘积。林先生这里讲的100个二代机组,可以算作这种算例。用“万无一失”来描写单堆10ˉ4的概率很确切,表示不发生堆芯熔化事故的可能性极大。但是我不同意林先生用 “百有一失”来描述100座堆每年发生堆芯熔化事故1%这样仍然很小的概率。因为“百有一失”使人望文生义,诱导人犯错误:林先生说了,当核电发展到有100座机组运行时,每年就有一起严重事故发生。林先生精心挑选出“百有一失”,巧妙地将一个99%把握不会发生的事件变成了一件肯定会发生的事件。
         让我们再来看看美国。美国现在运行的核电机组全部采用二代技术,100出头的数目正符合上例。经过20多年的改进,美国核电界对其核电运行业绩的评价非常正面。美国能源研究院(EPRI)指出,“核电厂现有设备的安全性和经济性能全面优秀”,“具有高度的安全性能和破纪录的可靠性。最近的美国民意调查数据显示,过半数的受访者认为现在的核电是可以接受的。这与全世界三十多个国家与地区的核安全监管机构以及广大核电界人士关于二代核电技术的安全性能是可以接受的的观点完全一致。所以从理论和现实两方面来看,林先生的观点才是真正不能接受的。

林诚格:
         最近我和我的一位同事计算了二代堆和采用AP1000机组的群堆概率安全,并且发表了一篇文章。计算结果表明:当二代反应堆数量增加到=1000时,群堆每年发生堆芯熔化事故的概率近似等于0.1/年。计算出1万堆年左右发生该事故的概率达到0.6321。当累计运行2万堆年时,对AP1000而言,发生事故的概率(0.01)仍然可以视为小概率事件;而二代机组发生事故的可能性(0.8647) 已经比较大了。这就是为什么核电规模发展要提高单堆机组安全水平的原因。

张禄庆:
        即使发展到1000座反应堆时,10%的概率仍是一个小概率,从正面说,有九成的把握不会发生这种事故。举一个常识性事例可以帮助理解:天气预报有10%的概率下雨,有谁会带上雨具出门呢?
        再说这1000座反应堆的假设。不用说中国现在才有11台核电机组在运行,总容量不到1千万千瓦,就是目前全世界总共才有439座运行核电机组、3.72亿千瓦的装机容量,与那1000个堆、10亿千瓦左右的容量相距甚远。对于这个联合国秘书长都还不关心的问题,我们何必要忧天呢?林先生确实是多虑了。
         至于预测10000堆年的堆芯熔化时故概率的计算,早在两年前中国核学会的刘长新就在刊物上发表过文章,计算结果一致。但刘先生指出:这个结果至少说明两个问题。第一,此时的堆芯熔化概率是0.63,而不是1或100%。第二,此概率具有鲜艳性质,需要大量重复,或者说要出现n个一万堆年时,才有规律性。换言之,该值仍是可能性,而不是确定性问题。
        问题的关键是针对哪一种1万个堆年。刚才已讲过,1000个堆已属多虑,那么预测10000个堆岂不更是无稽之谈了。另一种凑足10000堆年的办法是预测100个堆在未来100年内发生事故的概率。可是,漫漫一百年,世事多变迁,这样的预测又有什么现实意义呢?
        林先生刚才讲,他们是用已累积的堆年数来预测未来的事故发生概率。这不能不说是犯了一个低级错误。因为概率本是预测未来事件的发生可能。对于已经历过的累积堆年,发没发生事故已是既成事实,何须预测。事实是:二代核电机组累计的运行堆年数已对其堆芯熔化概率进行了验证,而三代核电技术的相应数值在相当长时间内将总是个计算值。  

关于“全国核严重事故概率总量”(NTNSAF)的新概念

主持人:
        我国现实情况将是二代改进型机组和三代机组同时建设,沿海和内陆厂址同时开工。请问您们有什麽好建议可以让普通老百姓一个有关我国核电整体安全性比较直观的理解呢?

张禄庆:
        随着核电规模的发展,以及不同机型的同时并存,这样就出现了如何从整体上正确评估一个国家核电反应堆发生对芯损坏等严重事故的概率,亦即整体概率安全的问题。
显然,再用上面林先生仅从数学推演,而不具任何现实意义的结论来吓唬公众,可能只会对公众的核电接受心理起到负面影响,完全达不到林先生的目的。因此,今后不应当再搞这种数学游戏了。
        我提议:为了帮助公众建立对于核电的整体概率安全形象,增强核电可接受心理,同时又便于公众理解概念,不妨提出一个“全国核严重事故概率总量”(National Total Nuclear Servere Accident Frequency,NTNSA F)的新概念。在合理现实的前提下,一个国家拥有的核电反应堆数量一般不会超过三、四百台,该数量与单堆堆芯损坏概率之乘积,满足远小于1的条件。所以,“全国核严重事故概率总量”可定义为:一个国家主权范围内,各核电反应堆与其相应单堆堆芯损坏概率乘积之总和。国家可以根据其核电发展规划、采用的机型,以及国家应对严重突发事件的能力等方面的考虑,制定出一个合理的限值,用以衡量本国核电的整体概率安全水平,同时也便于公众理解。我认为,针对我国的具体国情,NTNSAF可取例如0.02/年。这种情况下,发生一起严重事故的概率仍然很小,整体概率安全性是完全可以接受的,而且在一段相当长的时期内,实际值与该限值都会有较大的裕量。可以说是一个既合理可行,又有前瞻性和足够裕量的限值,有助于改善公众的核电接受心理。

林诚格:
        如果我们不是采用当前可用的最新的成熟技术作为主流堆型,在长寿期内的安全经济性就会成为主要问题。那时,其他国家都是先进堆型,我们一旦有什么事故,就会成为关注的重点,就会承受要求改进甚至关停的压力。切尔诺贝利核电站使用的石墨压力管沸水堆从1954年起,单机从5MW发展到1500MW,可称是一路辉煌,是前苏联核电的骄傲。到1986年发生事故,也就是说过了32年,才发现安全上存在严重缺陷,最后要被逐步关闭。

张禄庆:
        我看林先生有点含沙射影。但是我坚信,“其他国家都是先进堆型”,全世界的400多台二代机组因为安全问题而被迫关停的预言,绝不可能成为现实。

主持人:
        由于时间关系,今天的讨论到此结束。谢谢两位专家!期望我们下次再见。同时欢迎网友们踊跃发表自己的意见。

 
 
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