核能发电须要再改造吗?(上) 江铭辉 五梦网
上篇:从日本大地震,谈核能发电须要再改造吗?
图:就像三哩岛事件及车诺比事件一样,今日核能也须再改造
许多事故很快被忘掉
许多工业界事故,事后证明是造成该工业兴衰的转折点。但可悲的是这样的事故往往已经造成严重伤亡或环境破坏。
一些此类的事故,在公众的印象中,长期生动清晰。例如1984年12月3日,发生在印度波帕市(Bhopal)的大灾难,由40吨剧毒的异氰酸甲酯泄漏进入波帕市。数千人当场死亡,估计超过50万人受伤,其中有数千人后来死亡。
但是很许多事故很快从人们记忆中消失。1998年,英国北海阿尔法(Piper AlPha)钻井平台大爆炸,平台上226人中有167人死亡,但此事件世人早已忘光,只有英国人记忆犹新。较少被人提起的是位于意大利威尼斯北部100公里的维昂特坝(Vaioint)水坝,1960年启用,不久后发现水坝后方的山坡出现移动,因监测结果移动幅度不大,并合理认定都在安全掌控范围内,一直不以为意。1963年发生大豪雨崩溃,水从水坝溢出,摧毁5座村庄,2500人死亡。此外,中国以外很少人知道,它是发生于2005年2月的辽宁省阜新孙家湾煤矿气爆事故,有209人不幸遇难,29受伤人,失踪6人。
地震的灾难
地震是人类的主要天然灾害,当地面振动剧烈时,它可破坏房屋及其他建筑物,并常使人类生命财产蒙受严重损失。有时在一瞬间使繁荣的都市变成废墟。30几年前(1976)大陆发生芮氏规模8.2的唐山地震,震惊全世界,死亡人数据大陆当局报导为24万人,但外国专家估计达80万人。最近几年地震更加频繁, 1995年由日本阪神首先揭开序幕,接着1999年8月土耳其发生大地震,1个月后(9月21日)发生震惊台湾人民的921集集大地震。921集集大地震后世界又发生多起大地震,著名的有二,即:2004年12月26日的印度洋大地震(又称南亚海啸);2008年5月12日的汶川大地震(大陆四川),2007年7月16日,在日本中越冲(即柏崎刈羽核电厂附近)发生芮氏规模6.8大地震,该次地震对日本核能电厂的设计与运转冲击极大。但日本是否有记取这次的教训,只有等待事后专家学者的检讨。
核能的宿命是:「一旦发生事故,永远不会被人遗忘」
姑且不谈地震对核能安全的重要性,我们先谈核能事故的宿命,核能发生灾难永远不会被人遗忘,容易成为公众谈论的事件,例如美国1979年的三哩岛事件(Three Mile Island)和乌克兰1986年的车诺比(Chernobyl)事件,在民众讨论核能电厂的安全时,仍然留下不可磨灭的印象。
规模9.0是历史上罕见的大地震
这次日本大地震是千年罕见,笔者在核能电厂与地震漫谈一文指出:「自芮氏地震规模被采用以后,9.5以上的地震从未发生过,其实连世界上是否曾经发生过9.0以上的地震,目前仍在争论中。因为历史上公认最大的地震,它发生在1960年智利,其规模最高有人测到9.5,但也有人认为只是8.9,该次地震无疑极为强烈,因为在短短一天半内规模8以上的地震至少发生3次以上,地面形状的扭曲和海啸的巨大,也是世界上罕见的。纵使如此,从1935年芮氏规模被采用后也只有1960年智利的9.5,1964年阿拉斯加的9.2,以及1952莫斯科的9.0被测到超过规模9以上的地震。」
因此可见芮氏规模9.0的地震,在世界上实在罕见,这个突然发生在日本的大地震,出乎许多核能专家意料之外,真的应验中国的一句成语,某事在人,成事在天,千算万算,不如老天爷的一算。
难怪2011年3月11日大地震,处于震央附近的核能电厂,事故频传,受影响的核电电厂有:
福岛第一核能电厂、福岛第二核能电厂、女川核能电厂、东海第二核能电厂。
损害情况如下:
1、 福岛第一核能电厂受影响最为严重,6个机组中的4个受到影响。
(1)1号机组:12日,确认反应器炉心开始熔毁,工作人员采取释放反应 器内蒸汽并灌入海水的方法以减压降温,当日下午发生氢气爆炸,但安置反应器本身并未在爆炸中损坏,当晚,燃料棒熔毁初步得到遏制。
(2)2号机组:12日,工作人员开始释放反应炉容器内的蒸汽;14日,反应器失去冷却能力,工作人员开始向炉心灌入海水降压,但燃料棒仍在一段时间内完全露出水面,周边放射线剂量上升,炉心可能已经出现部分熔毁;15日上午传出爆炸声,初步分析认为,核反应堆中的压力容器可能出现损坏。
(3)3号机组:13日,反应器冷却系统失灵,开始排气注水;14日发生与1号机组情况类似的氢气爆炸,反应器所在建筑遭到损坏,反应器炉心部分熔毁,但放置反应燃料的容器损坏的可能性很小;15日,反应堆建筑上方出现白色蒸汽,机组附近辐射量最高达每小时400毫西弗。
(4)4号机组:12日,丧失冷却功能;15日,日本内阁官房长官枝野幸男说,4号机组可能发生小规模氢气爆炸,有起火现象,但不会是核燃料起火。
2、 福岛第二核能电厂共4个机组。
12日,1号、2号和4号机组丧失冷却功能,处于紧急状态,开始释放反应器容器内的蒸汽;15日,1号、2号和4号机组已进入稳定状态,3号机组已成功得到冷却,福岛第二核电站彻底摆脱紧急状态。
3、女川核能电厂共有3部机组,其中只有1号机组的汽涡轮机房地下一层在11日发生火灾,但没有对泄漏到外面,造成放射性污染,其余机组未出现事故。13日,女川核电电厂周边地区的辐射量为正常标准。此前,曾在其周边检测到的放射性物质超标,事后有报告说上述超标可能与曾发生爆炸的福岛第一核电站有关。
4、东海第二核能电厂只有一个机组,11日,反应器停止运转,水泵持续开动;13日,两套冷却系统中一套系统的冷却泵失灵;14日,重新获得长厂外电力供应,代替应急柴油发电机来冷却其反应器温度,预计近期将进入稳定的低温状态
三哩岛事件后,美国对该事件的教训
1979年三哩岛2号机事件后,美国本土为记取该事件的教训,组合全国的核能电力公司,及核能机组的建造厂商,在该(1979年)合组一个核能组织,叫美国核能运转协会(INPO:Institute of Nuclear Power Operations),总部设在乔治亚州的亚特兰大市。
车诺比事件带来改变
1986年4月26日的车诺比4号机事件是核能史上最严重的状况。正因如此,它变成核能工业改变的主要催化剂,所带来的长期教训应用至今。
车诺比主要造成的改革如下:
1. 1989年成立世界核能发电协会(WANO:World Association of. Nuclear Operators),主要目的是透过全球性的计划,诸如:同业评估(Peer Review)、技术支持任务、运转经验和核能营运绩效指标等措施防止另一次车诺比事件再发生。
2. 1989年建立「国际核能事故指标(lNES:International nuclear event scale),以共同的核能安全术语迅速向民众报告,车诺比在INES的等级是最大级的7(日本福岛核能一厂发生核的事故,为最严重的7级。)
车诺比事件后
车诺比事件后,大多数核能事件所造成的实际大灾难(例如车诺比事件),核能电厂和核能工业的人,一直学习它的教训。这次事件对于核能的设计及运转已有重大改变。
从三哩岛和车诺比,这些事件,核能工业发现了设计、运转和管理上的基本缺失,透过处理这些缺失,核能工业努力改善全世界的核能安全。经过多年的努力,核能工业自认已万事具备,核能小事虽偶而会发生。如美国2002年3月6日戴维.贝斯核能电厂(Davis Besse)发现压力容器(RPV)顶端靠近控制棒驱动机构喷嘴泄漏因为遭受严重的硼酸腐蚀而破洞,且多年未察觉。日本美滨核能电厂也于2004年发生汽机冷凝器水管的事件,该事件有5个工人死亡,6个受伤。事件调查发现破管原因是由于该厂1990年制作的管路检查表,没有将事故的这一段列入检查。当包商发现时,也没有告诉电力公司这段管路没有检查。
好景不再,核能须要再改造吗?
前二次核能出现危机,如1979年的三哩岛2号机事件后,美国本土为记取该事件的教训,诞生了美国核能运转协会(INPO:Institute of Nuclear Power Operations),1986年4月26日的车诺比4号机事件后产生了世界核能发电协会,这次日本多机组的核能事故,其严重性比其前二次有过之,而无不及。从报章杂志看来,发现是燃料棒露出水面,应该是缺少冷却水,至于为什么缺少冷却水是冷却水系统的管路地震损害,或缺乏电力(丧失柴油机,或厂外电源),有待专家讨论。又报载福岛核能机组有氢爆现象,这是燃料有毁损,跑出氢气在空气中与氧结合,发生爆炸现象。但无论如何,这又是核能专家要深思熟虑的时候,本文开始,也约略的说:「2007年7月16日,在日本中越冲(即柏崎刈羽核电厂附近)发生芮氏规模6.8大地震,该次地震对日本核能电厂的设计与运转冲击极大。但日本是否有记取这次的教训,只有等待事后专家学者的检讨。」
有关这次福岛电厂的大灾难,世界反核声浪,蜂拥云起,核能好不容易建立起来的优点(无二氧化碳排放及发电稳定,价格便宜),全部赔光。世界各核能专家是否会记起它的教训,让我们视目以待。
有关世界核能发电协会的组织如附录,让我们视目以待检验核能是否有改善。