商用核电站的安全性

在1979年美国三里岛核电厂发生堆熔事故前（1974年），全世界核能界就对已有核电反应堆技术和管理制度及规程进行了严肃的反思，而且已经认识到核能存在出严重事故的风险，提出了希望从技术上进行革新，设计出一种不会发生堆熔芯熔化的固有安全反应堆。1986年4月苏联切尔诺贝利核电站4号机组发生解体灾难，迫使核工业界采取了行动，把“固有安全反应堆”称为“具有非能动安全特性”的革新型反应堆，并相继开展了具有商业规模的研发和设计工作（表6-1）。

表6-1　可供近期部署选择的新一代核电反应堆

在随后的几十年里。技术创新路线和管理制度创新路线都得到了具体实践。可是，由于世界核电市场的急剧发展和持久的不振，这些革新设计的反应堆的研发虽然都取得了令人鼓舞的技术进步，但都未能进入市场。然而，管理制度创新路线的实践却取得了实质性的成功，美国核管理协会的监管技术和管理法规得到了有效地加强，以概率风险分析（PSA）为代表的技术和配套的管理法规在核安全管理制度和文化的建立中起到了关键作用。美国和法国等世界核电大国核安全记录在最近15年一直保持优秀的水平，再也没有出现重大的核事故，机组的平均可用率已经逐渐从20年前的不足70%提高到目前的90%左右。

事实上，商业核电反应堆的安全性始于其工程设计阶段。首先对大多数现有核电系统都遵守多层实体屏障的设计规则，设置了防止放射性物质外泄的多道实体屏障，对轻水堆主要包括三道实体屏障：燃料芯块与包壳、压力壳与一回路压力边界和安全壳。只要有一道实体屏障是完整的，就不会发生放射性物质对环境的泄漏，造成对公众的辐照伤害和对环境的污染。除设计阶段的安全考虑外，核电站安全管理策略也遵从纵深防御的原则，从设计和措施提供多层次的重叠保护，确保反应堆的功率得到有效控制，堆芯得到足够的冷却，裂变产物被有效包容。纵深防御层次描述如下：①在核电设计和建造中，采用保守设计，进行质量保证和监督，使核电站设计、建造质量和安全得到有效保证；②监察运行，及时处理不正常状况，排除故障；③必要时启动安全系统和保障系统，防止设备故障和人为因素差错演变成事故；④启动核电站安全系统，加强事故中的电站管理，防止事故扩大，保护安全壳厂房；⑤发生严重事故，并有放射性物质对外泄漏时，启动厂内外应急响应计划，减轻事故对环境和居民的影响。遵从纵深防御的管理原则，可以使相互支持的保护层有效地起作用，系统不会因某一层次的保护措施失效而酿成灾难性的损失，从而增强核电站的安全性。