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核电安全的基本概念

发表时间：2020/1/9 来源：《电力设备》2019年第19期作者：李名孔二峰

[导读] 摘要：近些年，随着核电产业的发展，核电已然成为当前世界能源的重要支柱之一，核能的利用在全球范围内都有着十分重要的意义。

        （中电华元核电工程技术有限公司烟台分公司山东省烟台市 265100）
        摘要：近些年，随着核电产业的发展，核电已然成为当前世界能源的重要支柱之一，核能的利用在全球范围内都有着十分重要的意义。核电的高速发展，在给我们带来清洁能源的同时，也造成了一系列的安全隐患，核泄漏事故的发生也使得核电的发展受到了限制。
        关键词：核电；安全；核工业；发展；知识普及
        核能的发展为人类社会提供了丰富的清洁能源，同传统的能源相比，核电不会对大气造成严重的污染，同时其能源也更加高效。随着当前人们的环境保护意识增强，清洁能源受到了越来越多人的青睐，越来越多的国际组织和国家开始提倡推动核电建设来保证资源的供应和安全。在我国的能源建设发展过程中，核电也被看作是重要的资源，其对提升我国经济实力和工业水平都有着十分重要的意义。
        1基本概念
        1.1核裂变
        现代对核能的利用主要是裂变能。虽然核能包括聚变能，但是因为还不能做到可控核聚变，所以现在聚变能只能用来制造氢弹,民用核电站都是利用裂变能。裂变能最早发现于1936年。德国科学家奥托•哈恩发现铀235的原子核在中子轰击下发生了裂变并释放出能量。1克铀235完全裂变所释放的能量大概等于燃烧2.4吨煤，这就是核能为什么有如此巨大威力的原因。
        1.2链式反应
        铀235原子核在中子轰击下裂变并放出能量，不意味着核能就能够加以利用，因为裂变所需的中子从哪里来是一个关键。恰好每个铀235原子核裂变时会放出两三个中子，如果不放出这两三个中子的话，我们从原子核裂变中获取核能还是很困难的。利用铀235原子核自身裂变所放出的中子，触发另外的铀235原子核裂变，使铀235原子核裂变持续下去，这就叫“链式反应”。如果每个铀235原子核裂变后都有超出一个中子触发了其他的铀235原子核裂变，那么链式反应就会越来越强烈；反过来，如果不到一个中子触发了其他的原子核裂变，那么这个链式反应最终就会停止。实际上，我们对于核电站功率的控制，就是利用了这个原理。
        1.3放射性同位素和辐射照射
        物质都是由元素构成的，以原子核中质子数量的不同来区别元素。在某种元素的原子核中，质子数是固定的，但中子数可能是有差异的，我们把质子数相同而中子数不同的元素叫同位素。比如氢就有三种同位素：第一种叫氕，其原子核有一个质子而没有中子；第二种叫氘，其原子核有一个质子和一个中子；第三种叫氚，其原子核中有一个质子和两个中子。现在核聚变就是将两个氚原子核聚合在一起成为一个原子核同时放出能量的过程，和裂变过程正好相反。元素同位素有些是很稳定的,但有些是不稳定的，会自发地衰变并放出射线。这些射线被人体或者生物体吸收后，就形成辐射照射，这也是我们比较关心的。实际上，我们周围环境中存在各种各样的放射性同位素，不过它们的量是微乎其微的。因为物质元素大部分都是在宇宙诞生初期产生的，宇宙寿命估计已经有140亿年了，在这么长的时间里，绝大部分的不稳定同位素都已经衰变了，剩余量也微乎其微了。但是对于核电站、核反应堆来说，铀235裂变后会产生很多不稳定的同位素，叫放射性同位素或放射性物质，它们的存在是产生核安全问题的重要原因。
        2核电安全的基本概念
        2.1安全的基本属性
        安全有三个基本属性：第一，安全是人类永恒的问题，换句话说，人类只要存在就会面临安全问题，永远不可能处于绝对安全状态；第二，安全是一个相对概念，衡量一件事情是否安全时必须与其他事情相比较，将一件事情孤立出来讨论其是否安全是无意义的；第三，安全是一个变化的概念，同样的事情，环境变了，时间变了，人们对其安全的认识可能也会发生改变。

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例如，当我们看见一个乞丐在垃圾桶去找别人丢弃的食物时，大多数人感觉那些食物是不安全的，因为它们很可能受污染了，霉变了，吃了以后很可能会生病，甚至要命。但是对于乞丐来说，他觉得只有这些食物才能延续他的生命。所以同样的事情，环境不一样，人们的认识就可能不一样。
        2.2安全的度量
        既然安全是一个相对的概念，为了对安全或安全水平进行比较，就必须为安全寻找一个度量。这里又必须涉及两个概念，即灾害和风险。灾害是一件事情已经发生的不利后果。当一件事情的不利后果还没有发生时，我们只能评估其可能发生哪些不利后果以及发生不利后果的可能性有多大。
        如果用灾害来衡量安全水平，我们无法排除未来小行星撞击地球从而结束人类对地球统治的可能性，这样的度量会使人们对未来产生悲观心态。现在科学界的主流观点认为，风险是对安全的较好度量。实际上，小行星撞击地球的可能性非常低，陨石落在地球的可能性很大，但是落到我们某个人头上的可能性也非常低，所以我们每天出门的时候，不会天天把眼睛盯在天上，看看是不是有陨石要掉下来了。我们在考虑安全的时候，实际上就是在用风险概念来衡量的。
        2.3什么是核安全问题
        目前人类对核能的和平利用主要是裂变能。聚变能的和平利用是目前核能科学界的一个重大科研问题，要实现可控核聚变的突破，至少还需要几十年的时间。裂变能的获得，必然会伴随产生大量放射性物质。为了不使这些放射性物质危害人类和环境，就要把这些放射性物质包容起来。例如，压力堆核电厂为了实现对辐射性的包容，设置了三道屏障：第一，核燃料被放进一个由锆金属做成的管状件里，锆金属具有很好的物理化学性能；第二，反应堆冷却剂系统有互相封闭、隔离的三层物理边界；第三，核反应堆外面还有一道严密厚实的封闭安全壳。
        3核电发展的新局面
        从能源供需角度来讲，我国正处于能源消费降级和增速缓解的重要阶段，现阶段我国所面临的能源短缺问题基本得到解决，国家能源改革发展的重点是对能源结构进行调整和优化，确保能源生产与使用的安全，倡导绿色能源。在能源结构进行优化调整的过程中，应当制定好合理的优化改革方案，对于核电项目的发展建设来说，更加注重科学性与合理性，因此核电站项目的建设应当做好统筹安排，而不是一味地进行盲目建设。当前我国的核电安全管理仍存在一些问题，由于没有形成完善的管理体制，相关的法规体制建设也不够健全，导致核电的健康发展受到了一定程度的制约。日本福岛核电站事故的发生，也为核电站的安全运行敲响了警钟，我国核电的安全管理必须在创新方面进行加强，完善立法和相关管理制度的建立。同样技术的发展进步，是核电核心竞争力的重要发展因素，核电技术的发展，应当加强人才培养和创新力的不断提升。优化核电项目发展布局，科学有序地进行核电项目的建设，同样，核电的健康发展也离不开燃料的供应和后续处理，建立起完善的资源生产管理工艺体系，积累丰富的核废料处理经验，这都有助于推动我国核电的安全健康发展。
        结语：
        核电工程建设是国家发展建设的重点内容，为了保障该工程的建设质量，应加强该工程的安全管理工作，为核电工程的安全有效运行提供保障。要想提高核电工程安全管理的效能，应掌握安全管理理念、培养合格人员队伍、构建相关安全法律体系、事故规程体系和应急响应体系等，从而保障人员的安全。
        参考文献：
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