美國(guó)電力研究院(EPRI)材料研究室主任Kurt Edsinger和他的團(tuán)隊(duì)正在對(duì)Indian Point核電廠的螺栓進(jìn)行一系列的測(cè)試，以檢查斷裂情況和評(píng)估材料強(qiáng)度。他們還將對(duì)螺栓鋼材的晶體結(jié)構(gòu)受中子轟擊40多年后的影響進(jìn)行分析。
為防止老化核電廠發(fā)生問題，利用先進(jìn)的檢查方法發(fā)現(xiàn)老化電廠的缺陷非常必要。今年三月，在紐約市以北的Indian Point核電站利用超聲波技術(shù)對(duì)其反應(yīng)堆堆芯檢查的過程中，就發(fā)現(xiàn)不銹鋼螺栓有磨損和開裂的跡象。美國(guó)電力研究院(EPRI)的研究人員正在對(duì)十來(lái)個(gè)5厘米長(zhǎng)的螺栓進(jìn)行研究分析，以確定其發(fā)生缺陷的原因，該螺栓對(duì)確保包容一回路放射性水流通至關(guān)重要。
這項(xiàng)工作是在美國(guó)核管會(huì)(NRC)考慮是否對(duì)Indian Point兩臺(tái)40年壽期的反應(yīng)堆再延長(zhǎng)20年的壽命的研究項(xiàng)目所要求的。包括紐約州政府在內(nèi)的反對(duì)方認(rèn)為，由于螺栓檢查出缺陷、去年的變壓器著火事件、環(huán)境以及安全等種種問題，該反應(yīng)堆設(shè)施應(yīng)當(dāng)關(guān)閉。
螺栓損壞僅僅是世界范圍內(nèi)面臨老化的核反應(yīng)堆維護(hù)問題的一個(gè)例子。國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)和NRC正在制定這些設(shè)施的管理導(dǎo)則。這個(gè)問題對(duì)于美國(guó)尤其嚴(yán)峻——其目前擁有反應(yīng)堆99座，這些反應(yīng)堆的老化問題最為嚴(yán)重。
NRC已經(jīng)更新了美國(guó)81座在運(yùn)反應(yīng)堆的許可證，將其延壽20年運(yùn)行;工業(yè)界還在考慮再多延壽20年。這意味著相關(guān)設(shè)施需要運(yùn)行長(zhǎng)達(dá)80年之久，關(guān)鍵問題仍然是設(shè)施性能隨時(shí)間增長(zhǎng)的變化情況。
NRC前主席Allison Macfarlane 面對(duì)廉價(jià)的天然氣帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)壓力，多數(shù)核電企業(yè)在電站運(yùn)行維護(hù)上吝惜投資。Allison Macfarlane表示更愿意看到另一種轉(zhuǎn)變——更加安全的反應(yīng)堆設(shè)計(jì)取代舊反應(yīng)堆。
延壽:
美國(guó)電力研究院(EPRI)材料研究室主任Kurt Edsinger和他的團(tuán)隊(duì)正在對(duì)Indian Point核電廠的螺栓進(jìn)行一系列的測(cè)試，以檢查斷裂和評(píng)估材料強(qiáng)度。他們還將分析螺栓鋼材的晶體結(jié)構(gòu)受中子轟擊40多年后的影響。
這項(xiàng)研究是美國(guó)能源部(DOE)和EPRI針對(duì)核電站面臨的更新運(yùn)行許可問題，讓世界范圍內(nèi)工業(yè)界和監(jiān)管機(jī)構(gòu)更好地認(rèn)識(shí)電站材料和部件老化風(fēng)險(xiǎn)所做的諸多努力的一部分。
“目前為止，并沒有明顯的瓶頸影響第二次許可更新”，能源部輕水堆可持續(xù)發(fā)展計(jì)劃技術(shù)主管Kathryn McCarthy說道。
當(dāng)前，世界僅有少量的新反應(yīng)堆并網(wǎng)，現(xiàn)有設(shè)施延壽將對(duì)全球氣候變化發(fā)生重要影響。核電站目前提供了美國(guó)20%的電力，超過其低碳電力來(lái)源的一半。放眼全球，僅有水能可提供更多的低碳電力，占世界總電力的16%，而核能的份額為11%。
“如果對(duì)電站進(jìn)行維護(hù)和替換相應(yīng)部件，沒有理由否認(rèn)核電站不能長(zhǎng)期運(yùn)行。這對(duì)于氣候變化而言是個(gè)大好消息。”加州伯克利分校環(huán)境發(fā)展組織主席Michael Shellenberger如是說道。
“而另一些人則不太樂觀。一個(gè)重要的問題在于一些部件并不能通過檢查認(rèn)定其耐久性，例如地下電纜、以及材料是如何老化的”，Macfarlane說道。
尤其是涉及到混凝土安全殼結(jié)構(gòu)、反應(yīng)堆堆芯鋼制壓力容器以及電站數(shù)千米長(zhǎng)的蛇形電纜。研究人員正在從原子層面分析電站關(guān)鍵材料在長(zhǎng)期高熱流密度和中子轟擊環(huán)境下的影響。
對(duì)于一些情況，科學(xué)家設(shè)計(jì)了加速老化試驗(yàn)，利用高強(qiáng)度輻射模擬在反應(yīng)堆內(nèi)受80年輻照的影響。所獲得的這些結(jié)果將用于防止材料降質(zhì)的模型。
早期警示：
“NRC的許可更新程序聚焦于關(guān)鍵的基礎(chǔ)設(shè)施，這些設(shè)施可能不是例行維修計(jì)劃的一部分。程序旨在建立一套檢查系統(tǒng)，在(設(shè)施)最終發(fā)生問題前檢測(cè)到其缺陷。”NRC負(fù)責(zé)處理許可更新的一名高級(jí)技術(shù)顧問Allen Hiser說道。
NRC 官員表示這正是Indian Point核電站現(xiàn)在在開展的工作，類似的螺栓缺陷在1988年的法國(guó)核電站也有發(fā)現(xiàn)，相關(guān)機(jī)構(gòu)隨即規(guī)定了未來(lái)對(duì)這方面的檢查要求。
“然而這并非故事的全部”，位于馬薩諸塞州劍橋市的憂思科學(xué)家聯(lián)盟核安全項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Dave Lochbaum說道，“確定Indian Point核電站螺栓缺陷所用超聲波檢查方法——是現(xiàn)在的核電站已強(qiáng)制采用的一項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)——近十年前紐約州在進(jìn)行核電站檢查時(shí)，目視檢查不能滿足要求時(shí)新引進(jìn)的檢查技術(shù)”。
不過Macfarlane仍然持懷疑態(tài)度。如果美國(guó)電站再次延壽，設(shè)施將運(yùn)行80年，將近100年的設(shè)計(jì)，“如果更換為新的反應(yīng)堆將會(huì)好得多”。
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