实际上,“内陆厂址”是我国在核电厂厂址选择过程中根据受纳水体或者地理位置的不同,在当前阶段所给出的特定说法,国际上并无“内陆厂址”的明确定义。从全球已运行商用核电厂的分布来看,内陆和滨海厂址基本各占一半,以世界上拥有核电机组最多的两个国家美国和法国为例,美国内陆核电的比重为61.5%,法国内陆核电的比重达到69%,两个国家内陆核电的运行经验累计有3000多堆年。
美国内陆核电综览
目前,美国核电核电厂主要集中在美国的中东部地区,西南地区有少量的核电厂分布,总计104台机组,其中64台机组(38个核电厂)位于内陆。美国核电的分布形式与美国能源需求密切相关,中东部地区是美国人口密集、工业和经济发达的地区,此外美国最大的河流密西西比河流域也位于美国的中东部地区。密西西比河是世界第4大河,占全美国领土面积的41%。密西西比河流域的5个子流域均有核电厂分布(包括密西西比河上游流域、密西西比河下游流域、阿肯色-红白河流域、俄亥俄河-田纳西河流域和密苏里河流域),共建有20个核电厂、32台机组,总装机容量达到3093万千瓦,目前在该流域还有约1000万千瓦的扩建、新建核电机组计划。
38个内陆核电厂2005年~2011年度环境辐射监测报告表明,美国内陆核电厂的受纳水体中监测到人工放射性核素137Cs,但根据其衰减曲线证明,是来自早期的核武器试验以及切尔诺贝利核电厂事故大气释放物沉降,并非核电厂运行排放导致。在少数几个核电厂的受纳水体沉积物中,监测到人工放射性核素,也仅局限在厂址排放口附近的局域范围内,即排放渠、排放池或排放口1公里范围内,个别小湖和小河的核电厂干旱年份在排放口下游几公里的岸边沉积物或底泥样品中监测到微量的人工γ放射性核素,均未见有累积增加趋势。按照岸边沉积物样品中最高的人工放射性核素保守地估算公众个人所受最大辐射剂量,其结果小到可以忽略。此外,核电厂的运行未导致观测期间气载粒子和气载放射性碘的任何可测量的增加,也没有导致厂址附近奶类和叶类植物或蔬菜中放射性可测量的增加。
法国内陆核电一瞥
法国在其8条主要河流上都有核电厂的分布,法国最大的河流是流入地中海的罗纳河(Rhone),沿岸建有4座核电厂、共14台机组,总装机容量为1340万千瓦。流入大西洋的卢瓦尔河(Loire)是法国境内最长的河流,沿岸建有4座运行核电厂、共12台压水堆机组,总装机容量为1160万千瓦。
法国内陆机组放射性流出物排放控制在良好的状态,均低于规定的排放控制值。电厂周围公众所受最大个人剂量远小于法国平均的天然本底辐射水平2.4mSv/年。以巴黎市上游塞纳河沿岸的Nogent核电厂(2台1300MW压水堆机组)为例,由实际的放射性流出物排放量计算得到的电厂周围公众最大个人剂量为0.9μSv/年,即使Nogent核电厂的放射性流出物排放量达到电厂的排放控制值,计算得到的电厂周围公众最大个人剂量也仅为2μSv/年。
我国内陆核电选址概览
目前我国除沿海各省市外,内陆地区也已经开展了部分选址工作,课题组对我国内陆地区进入初步可行性研究阶段的30个优先候选厂址的水资源情况进行了整理。这些厂址中有26个滨河厂址、4个滨水库厂址,均选择在水资源丰富的长江、珠江和松花江流域,与美国和法国内陆核电厂的受纳水体平均流量和水弥散条件总体相当,甚至较优。其中,5个厂址排放口下游80公里范围内没有公共饮用水源取水口,只有5个电厂排放口下游最近的公共饮用水源取水点在电厂排放口下游7~10公里的范围,其余的厂址排放口下游最近的公共饮用水源取水点至排放口的距离均大于10公里。
核电的建设投资大、周期长,核电厂址资源是非常宝贵的资源,第一批开展工作的两湖一江的湖南桃花江、湖北咸宁和江西彭泽三个厂址是各核电集团经过优选,优中选优的厂址。
对于内陆核电的具体耗水情况,以一个建设有4台AP1000机组的内陆核电厂为例,年取水量约为1.2亿~1.6亿立方米左右。其中,由于冷却塔蒸发、漂滴损失造成耗水量在0.9亿~1.3亿立方米左右。桃花江、咸宁和彭泽核电厂设计考虑的单台百万千瓦级机组冷却塔耗水量约为1m3/s左右,在水资源相对丰富的地区,通过水资源论证工作以及实行取水许可制度,内陆核电厂取水可以得到保证,与周围其他用水户的用水矛盾是可以避免的。
上述三个内陆核电厂正常运行期间,对核电厂周围公众个人最大年有效剂量的预期剂量评价结果小于或接近10μSv/年,10μSv/年是国际原子能机构(IAEA)给出的豁免水平。这三个核电厂环评的总体结论是:从厂址自然环境和社会环境特征、电厂正常运行期间对厂址周围公众的辐射影响、电厂冷却塔和其它非放射性物质排放对周围环境的影响、厂址比选等方面分析,拟建厂址交通便捷、与当地发展相协调、厂址周围人口相对较少、设置非居住区可行、放射性流出物的辐射途径相对简单,剂量后果远低于国家标准规定的剂量约束值,核电厂对周围环境的影响较小。
应当看到,内陆核电厂在正常运行的环境影响方面同沿海核电厂没有根本的区别,考虑到内陆核电厂厂址的特点,在液态流出物排放控制和水资源论证等方面需要认真做好分析论证工作;我国滨海核电厂和国外运行核电厂运行经验均表明,核电厂正常运行期间放射性气、液流出物排放所造成的辐射影响均在环境本底涨落范围内,远低于国家标准相关要求,不会造成放射性核素在环境介质中的长期累积,其影响是非常小的;我国内陆核电厂将采用成熟先进的堆型以及最优化的工艺设计方案,通过科学的选址、合理的布局、严格的管理与监督,保障正常运行的环境影响满足最先进的法规标准要求,保证厂址周围公众和环境的安全。
(毛亚蔚 王晓亮 作者系中国核电工程有限公司员工、《内陆核电厂环境影响的评估》课题组成员)