核能利用与环境保护

核能利用与环境保护

1核能的起源与发展

核能的理论基础是爱因斯坦的相对论。爱因斯坦相对论用著名的方程式 E =MC2表示 , 该方程式表明 , 质量和能量是等价的, 其比例常数为光速的平方。爱因斯坦的理论发表于1905 年, 从那时起 , 世界各国都进行了多方面的探索。一些科学家在实验室中观察与分析 , 证实了理论的正确性与核能的存在 , 特别是铀原子核吸收了一个中子以后会分成两部分的现象, 引起了核专家的兴趣。在美国 , 核分裂的意义很快得到理解 , 1942 年芝加哥大学实验室中成功地完成了铀 235 可控链式反应 , 为制造原子弹和原子能利用提供了充分证据, 1945 年美国在日本广岛、长崎分别投了一颗原子弹 , 毁灭了两个城市, 屠杀了数十万无辜的人民。从此向世界人民宣告了核分裂的巨大威力和它能产生的巨大能量。

二次大战后, 世界人民纷纷反对核装置在战争上的应用, 要求将核装置用于和平事业上。从核能到电能的转变, 世界上建立核电站最早的是 1957 年美国宾夕法尼亚州的希平港核电站和英国的卡德霍尔电站。在那时发展核电站 , 完全是为了和平利用原子能 , 人们尚未认识其环境保护的重要意义。随着世界电力需求量的迅速增长使石化燃料面临资源日趋匮乏的危机。人类在不断提高其经济和生活水平的同时 , 也要求享有一个相对清洁的环境。核电作为一种不产生酸雨及温室气体的“清洁能源”, 已成为一种具有广阔前景的替代能源 , 在世界能源政策中受到日益广泛的重视。

2世界核电发展现状

目前全世界有 38 座核电机组正在建造过程中, 主要集中在远东、南亚、东欧和南美。其中, 中国 10 座(台湾 2座)、日本 4 座、韩国4 座、乌克兰 4 座、印度 3 座、俄国 3 座、捷克 2 座、斯洛伐克 2 座、伊朗 2 座、巴基斯坦 1 座、罗马尼亚 1座、巴西 1 座、阿根廷 1 座。最新的动向表明, 俄罗斯正在制定一项较大的核电发展计划。据了解, 俄计划到 2020年将核电的年发电量增加两倍, 达到 3300亿 kW。俄罗斯停建多年的 950 万 kW WER一 1000 型压水堆核电站 Roston -1 现在正在进行设备和系统的调试。

我国秦山和大亚湾两处核电站从浇灌第一罐混凝土开始至首次并网发电, 运行至今核燃烧组件包壳完好 , 蒸汽发生器管束无泄漏, 无超标排放事件。综合十余年环境监测和剂量评价结果表明 :核电厂的正常运行和检修未对周围环境产生任何可察觉的影响。对周围公众造成的最大个人年有效剂量当量仅占国家限值的 0.2%, 由温排水排放所引起的海水温升未超过国家标准, 对海洋生态没有带来可以察觉的影响, 核电站的运行没有引起周围辐射水平的任何变化。这说明, 我国已具备建造和安全运行大型核电站的能力, 在核电站建设、核设施安全方面 , 我国有一整套核电安全保障制度。核电站建造、运行和检修也都有一套严格的核设施安全许可证制度, 我国的核能利用对环境的影响在可控水平之内。

由以上论述, 现在的核能应用 , 在安全性上得到了长足的进步, 因为核事故对环境产生影响的几率大大降低。而且核能可以明显减少二氧化碳的排放。核能利用所产生的放射性废水和放射性废气较少 , 主要为乏燃料及放射性固体废弃物, 但经过适当的处理处置, 相应的环境保护措施的完善, 其对环境的影响也是很小的。核能可以说是一种清洁、高效、经济的能源。

3我国环保利用核能的措施

我国主要通过行政、法律、经济、技术和教育五个方面的措施来强化核能利用中的环境保护。

在行政措施方面, 严格实施对于核设施的环境影响评价制度及评审程序 , 严格实施“三同时”制度及建设过程中的检查和建设后的验收。对于核电厂的选址、建设、首次装料、试运行、运行、应急计划等的全过程 , 进行监督管理检查 , 规定了严格的审批程序 , 许可证制度。为了做好环境影响报告书的审批工作, 国家环保局聘请了一批有权威的单位和水平高的专家组成了“专家技术评审组”和“专家评审委员会” , 他们发挥积极良好的作用。

在法律措施方面 , 国家正在不断地完善相关的法律体系, 2003 年 10 月实施了《放射性污染防治法》 , 目前正在草拟和组织修订相关的法律法规。国家环保局还会同有关部门制定了一系列有关核废物管理的环境政策。不久的将来一个完整的管理法规体系将建立。

在经济措施方面 , 我国借鉴国外的经验 , 对核废物管理也将采取“谁污染谁付费”的原则, 将把废物的贮存、处理、处置费用纳入到电费之中。

在技术措施方面 , 我国采用与国际上一致的基本要求 , 即“从摇篮到坟墓”的防护 , 也就是辐射防护贯穿整个核能利用中核燃料循环的生命周期。这个生命周期一般包括:放射矿开采加工、核燃料加工处理、核电厂反应堆、乏燃料处置。在整个生命周期内 , 辐射防护需贯彻“实践的正当性、辐射防护最优化、个人剂量限值”三个原则。具体措施总是采用“减少受辐射时间、增加与污染源距离、采取实物屏蔽”三种方法。而从污染因子方面考虑 , 就是采取这三种方法减少α、β、γ射线对职业人员及公众的内照射 (食入、吸入和皮肤摄入)和外照射。

在教育方面, 主要在于两方面:一是培养相关的专业技术人才, 对在岗的核从业人员进行系统的培训, 确保核能的高效、安全生产 , 也保护工作人员自身。建立良好的核安全文化;二是提高公众对核能的正确认识, 要使他们真正了解核能利用的必要性、废物产生的必然性和管理技术的安全性, 打消他们因为缺乏相应知识而产生的对核能的不必要的恐慌心理 , 促进核能的健康发展。

4.核能的发展前景及对环境的影响预测

从分析世界能源现状和我国能源现状不难看出 , 我国乃至世界能源的危机正在加重, 各国采用各种方式来应对能源危机, 如美国的多样化能源战略、我国的节能再加大力发展水电、再生能源的战略。能源是国民经济的基本支柱, 是人类赖以生存的基础。能源安全是国家经济安全的重要保证 , 它直接影响到国家安全、可持续发展及社会稳定。能源安全不仅包括能源供应的安全(如石油、天然气和电力), 也包括对由于能源生产与使用所造成的环境污染的治理。但是, 这些战略只能延缓能源危机出现的时间 , 而不能从根本上解决能源危机。

核能使大量的物质质量转变成为能量 , 在现在这种转变的质量还是很小的, 看不出对环境有什么影响 , 但是当核能大量利用 , 质量大量消耗的时候 , 这会产生一个量变到质变的飞跃。人为产生的大量热能, 会改变地球的气候 , 也许引起另一种温室效应。

核能是解决能源危机的主要的途径, 核能的大发展也必将对环境产生一定的影响 , 人类在为能源革命欢呼的同时, 要对能源革命产生的环境问题保持冷静和警惕, 要对能源革命产生的环境后果深思熟虑。