核反應堆安全措施怎樣?
核反應“心臟”部位三重金鐘罩、鐵布衫,360度無死角
作為最核心的反應堆,它擁有著三道安全屏障———分別是燃料包殼、一回路壓力邊界、安全殼。
在核反應堆的“心臟”部位,放置了157組核燃料組建,它由17 17根核燃料棒排列組成,核燃料棒內(nèi)則放置了U 235的燃料。
第一道屏障是核燃料芯塊和包殼。157組核燃料組的燃料包殼由二氧化鈾陶瓷構(gòu)成,一旦核反應堆里的燃料組件超過安全邊界,燃料包殼就能保存98%以上的放射性裂變物質(zhì)不逸出,燃料芯塊密封在鋯合金包殼內(nèi)。“能耐高溫高壓,300多攝氏度高溫對它沒有影響。”袁昌紅說。
如果第一道燃料包殼被損壞,還有第二道安全屏障——— 一回路壓力邊界。20厘米厚的鋼質(zhì)壓力殼將一回路系統(tǒng)密封,將核反應堆中與輻射相關的壓力容器、燃料組件、穩(wěn)壓器等設備均包含在其中,確保放射性物質(zhì)不泄漏。
“這個管道回路系統(tǒng)會包裹它,確保放射性的物質(zhì)還在一回路的回路里,不會跑到這個系統(tǒng)外面來。”中廣核研究院有限公司綜合熱工水力與安全實驗室主任助理黃海飛解釋。
如果第二道防線還未終止意外,還有第三關———安全殼,即核反應堆廠房外墻。安全殼由厚度約一米的特種水泥(預應力鋼筋混凝土)澆筑而成,完全密封,內(nèi)部加6毫米厚的鋼板做內(nèi)壁,當前兩道屏障都失去作用時,它能阻止裂變產(chǎn)物泄漏到環(huán)境中去。“安全殼能抵御一架波音747的沖撞破壞力,有效防止放射系裂變物質(zhì)外泄”。袁昌紅形象地描述。
這三道屏障針對的是事故發(fā)生前的意外情況。如果三道屏障都未能完全阻止放射性物質(zhì)外泄,造成事故發(fā)生,還有防患于未然的第四道關卡。
趙福明介紹,在安全倉內(nèi)增加了氫氣復合器。“假設在事故情況下有氫氣溢出來,我們這個氫氣復合器能夠把氫氣吸收掉,這樣就能控制氫爆發(fā)生的風險。”
總之,從燃料包殼到一回路邊界保護,到安全殼,到安全倉內(nèi)的氫氣復合器等一系列的屏障,如同俄羅斯套娃一般,層層設防,確保核電站不會對環(huán)境造成影響。
中國核電站安全嗎?
中廣核在國際同類型機組安全業(yè)績挑戰(zhàn)中累計獲3 4項次第一
2011年日本福島核事故后,一些公眾仍然談“核”色變。核電站會不會像原子彈一樣爆炸?記者得到的答案是不會。
雖然核彈和核反應堆都是以鈾為原料,但兩者對純度的要求完全不同。核彈中鈾235的純度在90 %以上,而核電站所用的核燃料中鈾235的純度一般只需要5%以下。
“正如白酒可以點燃,啤酒卻不能點燃的道理一樣,反應堆即使失控,也不會像原子彈那樣爆炸。”趙福明打比方。據(jù)了解,蘇聯(lián)時期切爾諾貝利核事故是蒸汽爆炸,日本福島第一核電站是氫氣爆炸,都不是核爆炸。
為防止氫氣爆炸和堆芯熔化等風險,大亞灣核電基地從設計、建造、運行等各個角度都進行了有針對性的預防和應對。針對可能出現(xiàn)的事故,大亞灣核電基地設置了多個專門的安全系統(tǒng),并采用冗余設計。
如在失去外電源的情況下,由應急柴油機供電;在每臺核電機組分別配備應急柴油機的前提下,還專門增加了一臺備用的移動柴油機。針對可能出現(xiàn)的氫氣爆炸情況,大亞灣核電基地不僅設置了多種可靠的監(jiān)測方式監(jiān)測主系統(tǒng)中的氫氣濃度,并通過氫氣復合器和氫氣點火器等專設安全設施,可以控制事故情況下的氫氣水平,避免其濃度上升出現(xiàn)氫氣爆炸。
中廣核針對在運電站制定了日本福島核事故后的安全改進行動計劃,包括補水改進、防水封堵、配置移動電源、移動泵、升級版應急響應規(guī)程等短期安全改進項目,以及嚴重事故的預防和緩解、外部事件概率安全分析、提高核電廠應急響應能力等中長期改進項目。目前,已經(jīng)按計劃完成47項改進行動。
值得一提的是,作為日本福島核事故后安全改進項的行動之一,中廣核承擔的核電站非能動應急高位冷卻水源系統(tǒng)已于2014年12月通過驗收。該系統(tǒng)在核電站發(fā)生超設計基準事故工況下,可將高位水源的儲水以自然重力方式引入輔助給水系統(tǒng)或乏燃料冷卻系統(tǒng),對其進行非能動補水。該系統(tǒng)的成功研發(fā),使我國核電站安全水平邁上了一個新臺階。
截至目前,中廣核在國際同類型機組安全業(yè)績挑戰(zhàn)中,已累計獲得34項次第一名,核電安全保持世界先進水平;嶺澳核電站1號機組已實現(xiàn)連續(xù)安全運行超過3900天,在全球同類型64臺機組中排名第一;中廣核所有在運核機組從未發(fā)生過國際核事件分級表2級及以上的運行事件。