福岛核事故过程中有一定数量的高放射性污水泄漏入海,因此,在对内陆核电厂的质疑声中,较多的关注点集中在内陆核电厂运行是否能确保水资源安全。在中国核能行业协会组织开展《内陆核电厂环境影响的评估》的软课题研究中,包括了内陆核电厂严重事故环境风险的评估以及确保水资源安全的应急预案研究,目的是科学回答社会公众以及政府有关决策部门的高度关切。本文是该课题相关研究内容的概述。
内陆核电厂严重事故环境风险评估
核电厂严重事故定义为反应堆堆芯严重损伤和安全壳系统性能恶化导致大量放射性物质释放的事故,但严重事故的发生概率很低,因此,核电厂严重事故环境风险的量度应是概率和辐射后果的乘积。自上世纪80年代以来,美国核管理委员会(NRC)就要求开展核电厂严重事故环境风险的评估。目前,无论是延寿运行核电厂,还是拟建核电项目,NRC均将基于PRA(概率安全分析)的严重事故环境风险评估作为核电厂执照许可的一项重要审查内容。
在美国拟建核电项目严重事故环境风险评估中,美国核管会(NRC)提出了“两个千分之一”的安全目标:核电厂附近(1英里范围)平均的个人因反应堆事故造成即时死亡的风险,不应超过美国公众成员通常因其他事故造成“即时死亡风险之和”的0.1%;核电厂附近(10英里范围)公众群体因核电厂运行可能导致的癌症死亡风险不应超过所有其它起因癌症死亡风险的0.1%。
根据上述“两个千分之一”的目标,美国核电厂严重事故所致公众的早期死亡率和晚期癌症死亡率应分别小于4×10-7/年和2×10-6/年。
我国内陆核电厂有良好选址条件
日本位于著名的环太平洋地震带,同时也是太平洋板块和欧亚板块碰撞边界,属于典型的板块俯冲带。2011年3月11日,日本东部大地震是世界上有记录历史以来的第5大地震。这样的地震正是发生在“俯冲带”断层上,在那里,一个构造板块受到另一个构造板块的挤压,俯冲带大地震也必然会产生像在日本看到的那样巨大的海啸。
我国内陆地区远离“俯冲带”断层,而且内陆核电建设单位均注意将内陆核电厂厂址选择在地震活动水平较低的地区。根据30个通过初步可行性研究确定的内陆核电优先候选厂址的相关资料,可以从中看到,这些厂址均位于区域地壳稳定地区或区域地壳相对稳定地区,即均处于地震活动水平很低的地区。
在防洪设计方面,我国内陆核电厂均实现“干厂址”设计,并留有很大的安全裕度。以湖北咸宁、湖南桃花江核电以及江西彭泽核电为例,这三个厂址按照当地暴雨和上游水库溃坝洪水确定的设计基准洪水位分别为65.93米、73.67米和22.93米,但它们的厂坪标高分别确定为88.00米、85.00米和31.30米。
综上所述,我国内陆核电厂有良好的选址条件,极不可能发生类似福岛核事故那样的由外部自然事件引发的灾难性事件。
确保水资源安全的应急预案
我国内陆核电厂采用三代压水堆核电技术,能很好地满足《核安全规划》提出的概率安全目标,并且将实现“从设计上实际消除大量放射性物质释放的可能性”。通过全面、平衡地贯彻纵深防御原则,可以确保内陆核电厂安全性持续提高,但为了消除公众对于内陆核电厂的疑虑,增强社会信心,需要制定内陆核电厂严重事故工况下确保水资源安全的应急预案(简称《应急预案》)。
《应急预案》中可采取的措施包括:
放射性污水的贮存:严重事故产生的放射性污水可以贮存在抗震类安全相关厂房内,或者可在厂区内设置具有抗震能力的废液滞留池,或按需要临时增设贮罐。
放射性污水的封堵: 日本福岛核事故的经验反馈表明,水玻璃(硅酸钠溶液)是有效的阻水剂。因此,可以在内陆核电厂准备一定数量的阻水剂。
放射性污水的处理:目前,清华大学核能与新能源技术研究院正在开展国家能源局安排的《核事故放射性废水应急处理技术及工艺研究》,计划3年内完成样机试制。未来,内陆核电厂《应急预案》中的放射性污水处理装置可以在该项研究基础上考虑配置方案,例如,全国配置一套核电厂事故放射性污水处理装置。此外,在内陆核电厂现场可以配备一定数量的沸石,以在紧急情况下制成简易的沸石砂袋或沸石过滤装置及时处理受到放射性污染的水体。
放射性污水与地表水体的实体隔离:根据福岛核事故善后处理的经验反馈,在内陆核电厂现场可以配备一定数量的放射性污染物抑制剂(水溶性合成树脂,浓缩液体稀释到15%浓度的溶液),以备在紧急情况下使用。同时,在电厂取水口和排水口设置过渡段,以在紧急情况下利用拦污栅、挡板或沸石砂袋与地表水体进行隔离。
在《内陆核电厂环境影响的评估》课题研究中,已经提出了内陆核电厂严重事故工况下确保水资源安全的应急预案,包括严重事故工况下放射性污水的“可贮存”、“可封堵”、“可处理”和“可(与地表水体)实体隔离”,可以作为“兜底方案”确保内陆核电厂的水资源安全。(《内陆核电厂环境影响的评估》课题组)