利用核能發(fā)電,卻具有以下優(yōu)越性:一是核電站是高能量、少耗料的電站。二是核電站是一座特殊的核燃料生產(chǎn)廠。核燃料燃燒后會使一部分鈾-238或釷-232轉(zhuǎn)化為新的可裂變的核燃料钚-239或鈾-233。這些燃料經(jīng)過加工處理后可重新投入反應(yīng)堆中使用。三是核能是一種清潔的能源。
此外,核能的開發(fā)技術(shù)成熟,能夠在工業(yè)上大規(guī)模應(yīng)用,且地球上蘊藏著大量的核燃料。因此,核能是目前和今后一個時期內(nèi)唯一能代替化石燃料并大規(guī)模使用的能源。
正因為如此,目前,全球有30多個國家擁有核電站,總數(shù)近500座。美國、法國、日本、俄羅斯和英國是擁有核電站最多的5個國家。其中,美國無論核電站的數(shù)量還是總發(fā)電量,均居世界第一。
核電站應(yīng)該建在哪里
核事故的巨大影響迫使人們在建造核電站伊始,就必須采取多種措施,防范核事故的出現(xiàn),保障核電站安全。其實,除此之外,核電站的設(shè)計和選址至關(guān)重要。
核電站應(yīng)當(dāng)修建在何處?首先要充分考慮當(dāng)?shù)氐陌踩?、?jīng)濟、工業(yè)布局、交通運輸?shù)染C合因素。核電站廠址的選擇與地理、氣象、水文、居民分布、生態(tài)環(huán)境、區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展水平等因素有密切關(guān)系。通常應(yīng)選在瀕臨海洋、地質(zhì)地理條件好、人煙稀少、交通方便的地方。
例如,從氣象條件講,就要考慮主導(dǎo)風(fēng)向、年平均風(fēng)速、最大風(fēng)速等,核電站應(yīng)建在大居民點的下風(fēng)向地區(qū),以防止對居民點的污染。不能選在群山環(huán)抱的盆地中,這不利于放射性廢氣的擴散。
由于核電站的廢水和廢熱總是要排向江河湖海的,因此,核電站必須建在江河海旁邊,重點應(yīng)考慮建在海邊。建在江河邊的,要求河流的流量大、流速快、旋渦少、水深、河床直、淺灘少、泥沙和有機物含量少,保證不被百年一遇的洪水淹沒,還要盡可能設(shè)置在河流下游。從地質(zhì)上講,最好建在硬質(zhì)巖石深埋之處,建在穩(wěn)定的基巖上,要遠(yuǎn)離地質(zhì)斷裂帶,尤其是不能有切割地殼的深斷層,廠區(qū)的地震烈度一般不宜超過7度。
一個好的核電站選址,必須滿足上述所有的條件。而且在設(shè)計和具體選址上,還要盡可能提高上述標(biāo)準(zhǔn),也就是人們俗稱的提高核電站“門檻”,使它的抗震標(biāo)準(zhǔn)、防洪標(biāo)準(zhǔn)等都做到“高一級”設(shè)防。一旦降低了某些標(biāo)準(zhǔn),在特殊情況下,就可能出現(xiàn)大的核電站事故。
反觀日本福島核電站,其出現(xiàn)事故的原因盡管是多方面的,但在設(shè)計、選址上降低標(biāo)準(zhǔn)則是最重要的原因。福島核電站在設(shè)計上立足于應(yīng)對的最高地震震級是7.9級,而“3·11”事故時發(fā)生的是9級地震。
為什么福島核電站沒有考慮應(yīng)對更高震級的地震?原來,日本在1995年曾發(fā)生過7.3級的阪神大地震。隨后,日本便認(rèn)定這一等級是其可能遇到的最高地震等級。所以,日本核電站普遍把抗震標(biāo)準(zhǔn)定在8級左右,而且,核電站的外部電力系統(tǒng)抗震能力更差。
另外,福島核電站設(shè)計的抗海嘯高度僅為5米,而這次遭遇的海嘯高度達15米,迅速造成柴油發(fā)電機等外部電力喪失。同時,福島核電站各建筑物防浸水能力差,所以,造成整體電力系統(tǒng)的損壞。在這種難以預(yù)知的自然災(zāi)害面前,日本最終釀成了福島核電站大事故。
未來核電的發(fā)展趨勢
到目前為止,核能的發(fā)展大致可分為四代。第一代核能系統(tǒng)是20世紀(jì)50~60年代前期建造的早期原型反應(yīng)堆;第二代核能系統(tǒng)是20世紀(jì)60年代后期~90年代前期大批建造的、單機容量為600~1400MW的標(biāo)準(zhǔn)型商用核電站反應(yīng)堆,主要包括輕水堆、加拿大的坎杜重水堆等,它們構(gòu)成了世界上目前運行的核電站的主體;第三代核能系統(tǒng)是20世紀(jì)80年代末開始發(fā)展、90年代中期投入核電市場的先進輕水堆,主要包括改進型沸水堆、歐洲壓水堆等。第三代核能系統(tǒng)雖然安全系數(shù)加大了,但由于其建設(shè)期太長,項目規(guī)模太大,因而缺乏競爭力。