本文比較了不同發(fā)電技術(shù)的材料用量。可以比較單位裝機(jī)容量所需的材料質(zhì)量(kg?MW-1)(圖5 )，或者在全生命周期生產(chǎn)單位電量所需的材料量[t?(TW·h)-1](圖6)。各種能源對(duì)材料的利用情況如圖7所示。

圖5 不同發(fā)電技術(shù)所需的材料量(不包括燃料)，以單位裝機(jī)容量(MW)所需的材料質(zhì)量表示。經(jīng)許可轉(zhuǎn)載自參考文獻(xiàn)。

圖6 不同發(fā)電技術(shù)所需的材料量(不包括燃料)，以t?(TW·h)-1的形式表示。NGCC：天然氣聯(lián)合循環(huán);DOE：美國(guó)能源部。經(jīng)許可轉(zhuǎn)載自參考文獻(xiàn)。

圖7 從全生命周期分析中推斷的各種發(fā)電形式所需混凝土量[t?(TW·h)-1]。經(jīng)許可轉(zhuǎn)載自參考文獻(xiàn)。

圖5表明，核電站每兆瓦裝機(jī)容量需要的材料比天然氣和燃煤發(fā)電站更多，尤其是土建工程。然而，核電站使用的材料比太陽(yáng)能光伏發(fā)電以及陸上和海上風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)電少。該圖中引用的值需要由圖6中所示的值來(lái)補(bǔ)充，是指在特定電廠的壽期內(nèi)每生產(chǎn)單位能量需要的材料量。圖6考慮了太陽(yáng)能光伏相對(duì)較低、風(fēng)力渦輪機(jī)相對(duì)較高的負(fù)荷因子(在法國(guó)，太陽(yáng)能光伏的負(fù)荷因子約為0.13，陸上風(fēng)電為0.23，海上風(fēng)電為0.35~0.40)。圖6中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)需要更新，但該圖中給出的估計(jì)值不會(huì)有太大變化。之所以將該數(shù)據(jù)用于本文，是因?yàn)檫@些數(shù)據(jù)更好地表明了各種技術(shù)在生產(chǎn)能源方面各自的優(yōu)點(diǎn)。

根據(jù)圖6，陸上風(fēng)力發(fā)電站生產(chǎn)每太瓦時(shí)的電力需要的混凝土比核電站更多，因?yàn)樗鼈兊呢?fù)荷因子相對(duì)較低。如果選擇重力式地基，鋪設(shè)在海底地面上的海上風(fēng)電站就需要更多的水泥、骨料和堆石料用于海底地基的建造。目前，關(guān)于漂浮式海上風(fēng)力發(fā)電站的研究太少，無(wú)法提供合理的基礎(chǔ)需求量數(shù)據(jù)，但其骨料和堆石料的需求量將遠(yuǎn)低于在海底地面上鋪設(shè)的風(fēng)桅桿的數(shù)量。

太陽(yáng)能光伏發(fā)電站以及集中式太陽(yáng)能發(fā)電站也需要鋼筋和混凝土。這兩種發(fā)電站都需要鋼筋混凝土板和鋼支架。由于負(fù)荷因子較低，電力集中度不高，導(dǎo)致輸送每太瓦時(shí)電能的材料需求量相對(duì)較高。需要指出的是，這里沒(méi)有考慮光伏電站和風(fēng)力發(fā)電站的維護(hù)。

水力發(fā)電站和其他能源發(fā)電站對(duì)混凝土的利用如圖7所示。水力發(fā)電的材料需求約為15?300 t?(TW·h)-1 。事實(shí)上，對(duì)于水電站的估算結(jié)果并不十分有價(jià)值，因?yàn)楣橇虾退嘤昧啃枨蟮亩喙眩Q于壩址附近是否有足夠多的巖石和骨料。許多大型水壩都采用土石壩設(shè)計(jì)，因?yàn)檫@是最具性價(jià)比的解決方案。然而，土石壩使用的混凝土體積在很大程度上取決于最大洪水的規(guī)模和裝機(jī)功率。

太陽(yáng)能和風(fēng)能技術(shù)相對(duì)較短的使用壽命也反映在圖7中，其中混凝土量是根據(jù)電廠整個(gè)壽命期產(chǎn)生的總能量來(lái)測(cè)算的。現(xiàn)在或?qū)?lái)的拆除和重建相對(duì)頻繁，部分材料的回收是一個(gè)懸而未決的問(wèn)題。

(四) 新技術(shù)展望

發(fā)電和供熱占全球燃料燃燒產(chǎn)生的CO2排放量的40%以上，燃煤發(fā)電廠排放的CO2占相關(guān)排放量的70%以上(1971—2020年，超過(guò)203個(gè)國(guó)家和42個(gè)地區(qū))。因此，必須大幅限制這些行業(yè)，甚至停止其使用化石能源。

減少燃料燃燒的碳排放的兩個(gè)主要途徑包括：碳捕獲和封存(CCS)，或直接生產(chǎn)無(wú)碳電力。CCS技術(shù)面臨著三個(gè)挑戰(zhàn)：降低成本、提高公眾的接受度以及發(fā)展封存能力。目前全球只有42.5 Mt?a-1的CO2封存能力(即僅超過(guò)2050年所需的百分之一)。尚未證明以所需規(guī)模儲(chǔ)存CO2的可能性。碳儲(chǔ)存只能減少CO2排放，但不足以實(shí)現(xiàn)碳中和。另外，風(fēng)能和太陽(yáng)能正在成為生產(chǎn)無(wú)碳電力的領(lǐng)先技術(shù)，但它們具有相同的間歇性限制。因此，本研究認(rèn)為只有水力發(fā)電和核能發(fā)電才有潛力產(chǎn)生可調(diào)度的無(wú)碳電力，然而水力發(fā)電的可用場(chǎng)地又很少。

三、乏燃料和放射性廢物管理

核工業(yè)的特殊性在于其使用的燃料在“燃燒”后不會(huì)消失。核工業(yè)不能采用化石燃料行業(yè)的方式管理廢物，即一方面按照標(biāo)準(zhǔn)的廢物處置途徑以溫室氣體的形式排放到大氣中，另一方面將固體殘?jiān)逊e放置。核燃料發(fā)生的裂變和其他核反應(yīng)能夠產(chǎn)生短壽命和長(zhǎng)壽命放射性核素(即放射性同位素)。這些放射性核素的化學(xué)性質(zhì)截然不同。當(dāng)從核反應(yīng)堆中卸下時(shí)，核燃料的放射性活度從幾kBq·cm-3(新燃料)上升到1010 kBq·cm-3和1011 Bq·cm-3(乏燃料)。因此，放射性廢物管理是核燃料循環(huán)的一部分。目前，所有利用核能的國(guó)家都需要執(zhí)行放射性廢物管理。絕大多數(shù)放射性廢物(放射性水平較低、數(shù)量較大)最終都在地表/地表下處置庫(kù)中得到處置，剩余的放射性廢物(放射性水平較高、數(shù)量較少)則被貯存在貯存庫(kù)中，以待深地質(zhì)處置庫(kù)建成后進(jìn)行進(jìn)一步處理。盡管從事此類操作的人員已高度小心，但放射性物質(zhì)仍然存在于乏燃料和核廢料中，造成少數(shù)放射性核素釋放到環(huán)境中。在遙遠(yuǎn)的未來(lái)(幾百年到幾十萬(wàn)年)，預(yù)計(jì)一些放射性核素將會(huì)從被處置于巖石圈的放射性廢物中返回到生物圈。然而，無(wú)論何種情形，當(dāng)前均已采取了應(yīng)對(duì)措施，確保不管地域和時(shí)間尺度如何，輻射影響均維持在天然放射性水平的波動(dòng)范圍之內(nèi)。

本節(jié)將重點(diǎn)探討放射性廢物管理的環(huán)境影響。

(一) 放射性廢物管理的原則、策略和框架

第一個(gè)基本原則是代際公平，即當(dāng)代人不能將其技術(shù)決策帶來(lái)的負(fù)擔(dān)留給后代。環(huán)境是世世代代共有的財(cái)產(chǎn)。給子孫后代留下一個(gè)清潔的環(huán)境是當(dāng)代人的重要責(zé)任，尤其應(yīng)抑制在天然放射性物質(zhì)基礎(chǔ)上增加人工放射性物質(zhì)。第二個(gè)基本原則是確保每代人都了解國(guó)家和國(guó)際層面上放射性廢物管理實(shí)踐。為阻止放射性核素向環(huán)境釋放，所有核設(shè)施的營(yíng)運(yùn)單位必須在核設(shè)施放射性廢物管理中采用最佳可行技術(shù)(BAT)，以減少放射性廢物的產(chǎn)生。

世界上放射性廢物管理的策略包括：①在反應(yīng)堆內(nèi)最大程度地燃燒放射性物質(zhì);②濃集和包容放射性核素和有毒物質(zhì);③最后在處置庫(kù)中處置最終的放射性廢物。這些專門設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)設(shè)施旨在盡可能延長(zhǎng)放射性核素返回生物圈的時(shí)間(數(shù)百年或數(shù)十萬(wàn)年)，從而將放射性廢物與生物圈隔離。

國(guó)際放射性廢物管理框架主要有《乏燃料管理安全和放射性廢物管理安全聯(lián)合公約》(IAEA，INFCIRC/546，1997年12月24日)和所有國(guó)家均需考慮的適用于電離、輻射、防護(hù)和輻射源安全的基本安全標(biāo)準(zhǔn)(IAEA，安全標(biāo)準(zhǔn)系列，No. GSR Part 3, 2014)。

(二) 放射性廢物的特性和分類

有核國(guó)家會(huì)根據(jù)本國(guó)工業(yè)狀況調(diào)整放射性廢物的分類，因而各國(guó)對(duì)放射性廢物類別的管理可能有所不同，但也有許多共同之處。使用的傳統(tǒng)放射性廢物類別如下：極低放廢物(VLLW)、長(zhǎng)壽命低放廢物(LLW-LL)、短壽命低中放廢物(LILW-SL)、長(zhǎng)壽命中放廢物(ILW-LL)和高放廢物(HLW)。放射性水平最高的放射性廢物(ILW-LL和HLW)的類型取決于有核國(guó)家就乏燃料所做出的決策。

與化石能源相比，核能每兆瓦時(shí)產(chǎn)生的廢物要少得多。這是因?yàn)楹四艿哪芰棵芏确浅８撸s為化石燃料的數(shù)千倍，具體取決于核燃料的燃耗和反應(yīng)堆類型。放射性廢物管理的主要環(huán)境影響包括，使公眾暴露于電離輻射環(huán)境下，以及改變水生和陸地生態(tài)系統(tǒng)(可能導(dǎo)致生物多樣性喪失)。可按照試驗(yàn)方法對(duì)含有放射性或有毒物質(zhì)的氣體或液體排放產(chǎn)生的劑量(外部和內(nèi)部)進(jìn)行評(píng)估，其結(jié)果將被提交給國(guó)際機(jī)構(gòu)審查(全球循環(huán)比對(duì)試驗(yàn))。由于仍然缺乏非人類生物圈的數(shù)據(jù)，因此很難量化放射性和毒性對(duì)其他生態(tài)系統(tǒng)的影響。與其他物種相比，人類通常對(duì)輻射危害更敏感。當(dāng)人類獲得充分的輻射防護(hù)時(shí)，非人類物種也將得到適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)。

就環(huán)境影響而言，區(qū)分短壽命和長(zhǎng)壽命放射性廢物具有重要意義。事實(shí)上，短壽命放射性廢物通常在地表/近地表設(shè)施中處置，因此在邏輯上，這顯然會(huì)對(duì)當(dāng)代環(huán)境造成直接影響。長(zhǎng)壽命放射性廢物通常在數(shù)百米以下的深地質(zhì)處置庫(kù)中處置，因此環(huán)境影響很可能在遙遠(yuǎn)的未來(lái)才會(huì)發(fā)生。盡管如此，對(duì)這兩種策略都需仔細(xì)研究。此外，還應(yīng)區(qū)別放射性廢物中的放射性核素來(lái)源——是天然(鈾、釷及其子體)還是人造(錒系元素、裂變產(chǎn)物、氚)的。僅含有鈾的放射性廢物來(lái)源于核燃料循環(huán)前端。與核燃料循環(huán)后端有關(guān)的放射性廢物還含有許多其他放射性核素。

(三) 放射性廢物處理和流出物排放

當(dāng)待處理的原生放射性廢物量最低時(shí)，放射性廢物管理導(dǎo)致環(huán)境影響的風(fēng)險(xiǎn)最小。要使放射性廢物的量最小化，首先要對(duì)所有設(shè)施產(chǎn)生的放射性物質(zhì)進(jìn)行分類，如此可以排除處于放射性檢測(cè)極限或低于清潔解控水平的廢物(如果存在)。下一步是對(duì)放射性廢物進(jìn)行包裝，以減少放射性核素在運(yùn)輸和貯存過(guò)程中的擴(kuò)散。目前存在許多包裝技術(shù)，因此可在包裝和貯存造成的直接環(huán)境影響和地質(zhì)處置造成的間接環(huán)境影響之間找到最經(jīng)濟(jì)的方案。但在任何情況下，通常都需要采用最佳可行技術(shù)。

幾乎所有國(guó)家都設(shè)定了放射性廢物的清潔解控水平或檢測(cè)限值，這使得非放射性材料中潛在放射性廢物的分類被取消。這種可用于公共用途的材料的解控使得最豐富的VLLW的數(shù)量大大減少。這涉及放射性物質(zhì)的豁免概念和清潔解控概念。第一個(gè)概念用于對(duì)有限數(shù)量(如1 t)物質(zhì)的放射性濃度(Bq·g-1或Bq·cm-2或總活度)進(jìn)行判定，低于該限值，則無(wú)需進(jìn)行任何控制來(lái)確保輻射防護(hù)，或當(dāng)使用回收材料時(shí)，環(huán)境影響可忽略不計(jì)。第二個(gè)概念需要考慮去污材料再利用時(shí)的放射性濃度(Bq·g-1或Bq·cm-2或總活度小于/等于豁免值)。通用清潔解控水平應(yīng)確保在任何不利情景下，輻射影響每年低于0.01 mSv(IAEA安全準(zhǔn)則RS-G-1.7和歐洲原子能共同體指令96/29的建議劑量)。如此低的劑量不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響。

另一種減少放射性廢物總量的方法是回收類似低放廢物的金屬材料。可以使用去污方式對(duì)它們進(jìn)行熔煉。熔煉是唯一一個(gè)可使回收材料的放射性實(shí)現(xiàn)均勻化的過(guò)程，也便于放射性監(jiān)測(cè)。似乎不大可能通過(guò)再循環(huán)來(lái)減少核燃料循環(huán)過(guò)程中產(chǎn)生的其他放射性廢物的量。

如前所述，向環(huán)境中釋放的氣態(tài)或液態(tài)流出物是環(huán)境所受直接影響的主要來(lái)源。對(duì)于放射性廢物管理而言，流出物與初始放射性廢物包裝同樣重要。必要時(shí)，可對(duì)氣態(tài)流出物進(jìn)行過(guò)濾或利用適宜的溶液沖洗，以便去污。這將產(chǎn)生二次固體廢物和凈化后的氣體。這些氣體將根據(jù)監(jiān)管要求排放到大氣中。在對(duì)核設(shè)施工藝中產(chǎn)生的液態(tài)流出物進(jìn)行局部處理后，會(huì)產(chǎn)生凈化的液體溶液，并按照授權(quán)規(guī)定排放到環(huán)境中;處理后，還會(huì)產(chǎn)生固體放射性廢物和放射性濃縮液體。

(四) 放射性廢物處置

對(duì)于低活度或極低活度(小于102 Bq·g-1)的放射性廢物，甚至是含有微量長(zhǎng)壽命放射性核素(如鈾)的放射性廢物，世界上的大多數(shù)有核國(guó)家基本上都采用填埋場(chǎng)處置(地表或近地表)。一般來(lái)說(shuō)，這種放射性廢物數(shù)量很大。IAEA建議通過(guò)挖溝進(jìn)行地表/近地表管理。法國(guó)將必須處置超過(guò)2.0 × 109m3的VLLW，大約是目前處置庫(kù)容量的4~5倍。VLLW主要產(chǎn)生于反應(yīng)堆和核設(shè)施的拆除過(guò)程。中國(guó)擁有4座在運(yùn)的VLLW填埋場(chǎng)，至今共處置了10 000 m3的VLLW 。

短壽命放射性廢物(102~106 Bq·g-1)主要產(chǎn)生于核電站的運(yùn)行。一些短壽命放射性廢物中含有極少量的長(zhǎng)壽命放射性核素。對(duì)于短壽命放射性廢物包裝，通常在專門設(shè)計(jì)的地表/近地表設(shè)施中進(jìn)行處置，深度可達(dá)數(shù)十米。包裝物可以是密封或不密封的鋼桶、混凝土桶或大容器。安全與環(huán)保當(dāng)局負(fù)責(zé)根據(jù)處置場(chǎng)址的特征、廢物包裝結(jié)構(gòu)和工程屏障，確定處置庫(kù)關(guān)閉時(shí)可接受的放射性容量，以及各放射性核素或有毒材料的容量。確定地表處置設(shè)施容量限值要考慮的因素是，當(dāng)數(shù)百年后短壽命放射性核素消失(但長(zhǎng)壽命放射性核素不會(huì)消失)時(shí)，放射性廢物處置場(chǎng)能夠恢復(fù)到綠地狀態(tài)。法國(guó)將必須處置現(xiàn)有核領(lǐng)域產(chǎn)生的1.5 × 109 m3~2 × 109 m3的LILW-SL。這類廢物相當(dāng)于中國(guó)的低放廢物，可在近地表設(shè)施中進(jìn)行處置。

LLW-LL (10~105 Bq·g-1)含有一些放射性核素如36Cl或14C，難以通過(guò)工程屏障或天然屏障封隔，且數(shù)量大到無(wú)法在深層地質(zhì)處置庫(kù)中處置，因而不可在LILW-SL或LLW處置庫(kù)中處置該類放射性廢物。如果考慮近地表處置，則必須在選擇處置場(chǎng)址時(shí)考慮這類放射性核素的長(zhǎng)時(shí)間封隔要求。因此，處置庫(kù)必須足夠深，以保證天然屏障的足夠厚度并發(fā)揮良好功能。預(yù)計(jì)法國(guó)現(xiàn)有核領(lǐng)域的LLW-LL總量為190 000 m3。法國(guó)核廢物管理機(jī)構(gòu)Andra將繼續(xù)確定潛在的黏土場(chǎng)址。在中國(guó)，對(duì)于主要含長(zhǎng)壽命放射性核素的放射性廢物(10~105 Bq?g-1)，核素活度濃度低于LLW活度濃度上限的屬于LLW，核素活度濃度高于LLW活度濃度上限值的屬于中放廢物(intermediate level waste)。

核與地質(zhì)學(xué)專家表示，在采用多重屏障設(shè)計(jì)的情況下，可在深地質(zhì)結(jié)構(gòu)中進(jìn)行ILW-LL(106~109 Bq?g-1)和HLW(109 Bq?g-1及以上)的環(huán)境隔離和放射性核素封隔。選擇對(duì)這些廢物進(jìn)行地質(zhì)處置的根本原因是出于社會(huì)學(xué)中的社會(huì)穩(wěn)定性考慮，而這種社會(huì)穩(wěn)定性是幾個(gè)世紀(jì)以來(lái)都無(wú)法保證的。可根據(jù)深地質(zhì)處置庫(kù)場(chǎng)址的地質(zhì)巖層(如黏土或花崗巖)確定采用不同的深地質(zhì)處置庫(kù)概念。到目前為止，僅芬蘭在花崗巖中成功開(kāi)挖豎井，其目的是建造一個(gè)深達(dá)450 m的地下乏核燃料處置庫(kù)[名為“安克羅”(Onkalo)]。在法國(guó)，裝有玻璃固化體的外包裝將被放置在水平隧道中，ILW-LL的外包裝將被放置在130 m厚的水平延伸黏土層(Callovo-Oxfordian黏土)中心豎向開(kāi)挖的大洞室中。在過(guò)去數(shù)十年間，有10個(gè)國(guó)家在積極準(zhǔn)備，希望在未來(lái)數(shù)十年內(nèi)啟用處置庫(kù)。由于流程較多(如場(chǎng)址表征、分析和最終選擇)，涉及大量科研工作，以及政客和公眾亦參與了決策過(guò)程，地質(zhì)處置庫(kù)的實(shí)施工作歷時(shí)彌久。國(guó)際組織[歐盟、經(jīng)合組織核能機(jī)構(gòu)(OECD-NEA)和IAEA]也為此設(shè)立了國(guó)際聯(lián)合研究項(xiàng)目，旨在了解控制放射性核素遷移的基本現(xiàn)象并測(cè)試工程屏障。

根據(jù)目前的核燃料循環(huán)策略，預(yù)計(jì)需要在法國(guó)深地質(zhì)處置庫(kù)中處置約72 000 m3的ILW-LL和12 000 m3的HLW。這些廢物正在貯存中，以待Cigeo處置場(chǎng)試運(yùn)行成功。在中國(guó)現(xiàn)行的放射性廢物分類體系中，中放廢物是指將在中等深度設(shè)施中處置的廢物。中國(guó)計(jì)劃分別在2020年和2050年左右建設(shè)一個(gè)地下實(shí)驗(yàn)室(URL)和一個(gè)地質(zhì)處置庫(kù)。

鈾礦開(kāi)采產(chǎn)生的大量鈾放射性廢物由尾礦、礦石加工(為獲取黃餅)廢物殘?jiān)约捌渌夹g(shù)廢料組成。該放射性廢物包含鈾、鈾的所有不揮發(fā)子體以及其他化學(xué)物質(zhì)(226Ra是唯一一種含量較大的化學(xué)物質(zhì))。法國(guó)已有50年的鈾礦開(kāi)采歷史，目前已停止鈾礦開(kāi)采作業(yè)，已從250個(gè)場(chǎng)地開(kāi)采了5200萬(wàn)噸礦石，并提取了80 000噸鈾。中國(guó)目前有80個(gè)鈾礦，其中30多個(gè)已退役。采礦放射性廢物包括3400萬(wàn)噸挖掘巖石和尾礦以及1100萬(wàn)噸采礦廢渣。

(五) 開(kāi)式/閉式核燃料循環(huán)產(chǎn)生的廢物

放射性廢物管理的環(huán)境影響程度，與反應(yīng)堆和設(shè)施運(yùn)行(包括采礦)所釋放的放射性核素和產(chǎn)生的放射性廢物量有關(guān)。可根據(jù)這些指標(biāo)對(duì)兩種核燃料循環(huán)進(jìn)行比較。法國(guó)原子能和替代能源委員會(huì)(CEA)對(duì)法國(guó)實(shí)際運(yùn)行的開(kāi)式核燃料循環(huán)(OFC)和單次回收钚的閉式核燃料循環(huán)(CFC)的估算如下：CFC中的后處理會(huì)向大氣釋放大量的惰性放射性氣體和氚[5.50 × 1011 Bq?(TW?h)-1]，同時(shí)向海洋中排放一些低放射性液體[2.24 × 1010 Bq?(TW?h)-1]，但無(wú)明顯放射性影響。對(duì)于這兩種核燃料循環(huán)，LLW和LILW-SL的產(chǎn)量沒(méi)有顯著差異，但是CFC產(chǎn)生的ILW-LL是OFC的4倍[分別為1.18 m3?(TW?h-1)和0.32 m3?(TW?h-1)]，CFC產(chǎn)生的HLW則是OFC的四分之一[分別為0.36 m3?(TW?h-1)和1.17 m3?(TW?h-1) ]。

(六) 新技術(shù)

如果采用四代快中子反應(yīng)堆發(fā)電，如鈉冷快堆(SFR)，由于取消了所有的前端循環(huán)操作，廢物釋放量和生成量將大幅減少。達(dá)到平衡狀態(tài)的SFR可以使用自身產(chǎn)生的乏燃料和額外的貧鈾運(yùn)行，并有可能燃燒次錒系元素。理論上講，钚和鈾的多次回收以及次錒系元素嬗變需要附加的乏燃料后處理步驟，可將HLW危害的持續(xù)時(shí)間從幾十萬(wàn)年縮短至幾百年。在法國(guó)，已經(jīng)通過(guò)千克單位的小規(guī)模試點(diǎn)證明了提取次錒系元素的可行性。但只有當(dāng)四代快中子反應(yīng)堆趨于成熟后，才可能被擴(kuò)大到工業(yè)規(guī)模。研究表明，只有當(dāng)所有SFR都能嬗變錒系元素時(shí)，才有可能發(fā)生次錒系元素的嬗變。快中子反應(yīng)堆基本上可燃燒貧化鈾，從而繞過(guò)燃料循環(huán)的前端(特別是鈾礦開(kāi)采)，進(jìn)一步減少核能系統(tǒng)的環(huán)境足跡。根據(jù)法國(guó)核設(shè)施基地的全生命周期分析，表3進(jìn)行了不同方案的比較。

表3 三種燃料循環(huán)方案比較

實(shí)施再循環(huán)可大幅度減少高放廢物量，從而決定了其高余熱能所要求的地質(zhì)處置庫(kù)的大小：經(jīng)再循環(huán)后，處置庫(kù)的體積和面積可縮小到原來(lái)的一半以下。

就環(huán)境而言，進(jìn)行化學(xué)處理的放射性物質(zhì)越多，放射性核素釋放的風(fēng)險(xiǎn)越大。

使用加速器驅(qū)動(dòng)次臨界潔凈核能系統(tǒng)(ADS)進(jìn)行次錒系元素嬗變的其他方法正在被研究，該方法將反應(yīng)堆和加速器耦合。在ADS中，臨界狀態(tài)是通過(guò)添加外部中子源來(lái)實(shí)現(xiàn)，該中子源是由外部加速質(zhì)子束的散裂產(chǎn)生的，高通量的中子使長(zhǎng)壽命次錒系元素嬗變成短壽命裂變產(chǎn)物。然而，這在物理和化學(xué)領(lǐng)域都面臨重大的技術(shù)挑戰(zhàn)。最先進(jìn)的ADS項(xiàng)目是比利時(shí)的Myrrha。法國(guó)在過(guò)去的10年里已制定了一項(xiàng)雄心勃勃的研究計(jì)劃，準(zhǔn)備在2040年左右啟動(dòng)第一臺(tái)四代商用SFR，但如今正在重新考慮這一目標(biāo)。中國(guó)的目標(biāo)是，在2035年左右推出第一臺(tái)商用SFR，2050年左右開(kāi)始大規(guī)模建設(shè)。中國(guó)也已啟動(dòng)了一個(gè)ADS項(xiàng)目。

應(yīng)由輻射防護(hù)和健康防護(hù)機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)對(duì)人員所受的放射性和化學(xué)影響進(jìn)行評(píng)估。這類評(píng)估應(yīng)根據(jù)可靠的科學(xué)數(shù)據(jù)和經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的受照模型進(jìn)行。但是，需要持續(xù)進(jìn)行研發(fā)，以降低數(shù)據(jù)的不確定性并改進(jìn)模型。在對(duì)電離輻射產(chǎn)生的生態(tài)系統(tǒng)影響進(jìn)行評(píng)估時(shí)，未能獲得足夠的支持，需要加大這方面的研發(fā)力度。在社會(huì)意義方面，必須以透明的方式讓公眾注意到放射性廢物管理對(duì)環(huán)境造成的現(xiàn)有或潛在影響。

四、嚴(yán)重核事故

自20世紀(jì)50年代和平利用核能以來(lái)，核能經(jīng)過(guò)大規(guī)模發(fā)展已經(jīng)成為主要的電力來(lái)源之一。商用核反應(yīng)堆50年來(lái)的正常運(yùn)行證明，其輻射影響極低，且遠(yuǎn)低于天然輻射水平。然而在核電發(fā)展的歷史上發(fā)生的三次嚴(yán)重核事故對(duì)核能發(fā)展以及全球?qū)四艿恼J(rèn)知造成了巨大影響。因此，有必要回顧這三次核事故，深刻總結(jié)事故經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，梳理事故后核能行業(yè)在降低嚴(yán)重事故發(fā)生概率及其后果方面所采取的設(shè)計(jì)改進(jìn)和措施。

(一) 三次核電站嚴(yán)重事故回顧

三次核電站嚴(yán)重事故對(duì)全球核工業(yè)產(chǎn)生了顯著影響，分別為1979年發(fā)生在美國(guó)的三哩島核電站事故;1986年發(fā)生在前蘇聯(lián)的切爾諾貝利核電站事故;2011年發(fā)生在日本的福島第一核電站事故。重要的是在現(xiàn)階段審視這些核事故，并總結(jié)核工業(yè)從中吸取的教訓(xùn)和改進(jìn)措施。

三哩島核電站采用美國(guó)早期的壓水堆機(jī)型，事故起因包括設(shè)備故障、操作人員對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)了解不充分以及隨后的決策不當(dāng)，導(dǎo)致堆芯熔化，大量裂變產(chǎn)物進(jìn)入安全殼。幸運(yùn)的是，安全殼保持完好，有效包容了事故產(chǎn)生的放射性物質(zhì)。對(duì)周圍公眾的最大劑量低于年度天然本底劑量，僅為后者的十分之一。沒(méi)有造成人員傷亡，也沒(méi)有對(duì)環(huán)境造成中長(zhǎng)期的影響。

切爾諾貝利核電站事故發(fā)生的主要原因是俄羅斯石墨慢化水冷堆(RBMK)堆芯在某些條件下不穩(wěn)定，核電站運(yùn)行管理存在缺陷和安全文化缺失。瞬發(fā)超臨界導(dǎo)致反應(yīng)堆功率急劇上升，引發(fā)爆炸，造成大量放射性物質(zhì)泄漏到大氣中。歐洲的大部分地區(qū)均在一定程度上受到了切爾諾貝利核泄漏的影響。大部分釋放物是短半衰期的放射性核素，長(zhǎng)半衰期的核素釋放量較小。134名應(yīng)急工作人員罹患急性放射病，其中28人死于輻射。在受到中等劑量照射的工作人員中，發(fā)現(xiàn)了白血病和白內(nèi)障危險(xiǎn)增加的證據(jù)。在受到照射的兒童和青年期人群中，甲狀腺癌的發(fā)生顯著增加，其歸因于在事故早期飲用了放射性碘污染的牛奶。

福島第一核電站采用美國(guó)最早的商用核電站技術(shù)——沸水堆。福島第一核電站事故的觸發(fā)是由于超強(qiáng)地震引發(fā)超強(qiáng)海嘯遠(yuǎn)超設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。9級(jí)地震及海嘯對(duì)周邊地區(qū)交通、電力等基礎(chǔ)設(shè)施造成的嚴(yán)重破壞導(dǎo)致場(chǎng)外電源直到地震后9天才恢復(fù)，時(shí)間之長(zhǎng)遠(yuǎn)超設(shè)計(jì)考慮范圍。柴油發(fā)電機(jī)房的氣密性不足，進(jìn)氣口被水淹沒(méi)，最終導(dǎo)致所有交流電喪失，三臺(tái)運(yùn)行機(jī)組和乏燃料池的余熱未能排出，導(dǎo)致堆芯熔化、氫氣產(chǎn)生和積聚，最終引發(fā)爆炸，將放射性物質(zhì)釋放到環(huán)境中。在核電站設(shè)計(jì)中，如果在發(fā)生嚴(yán)重事故時(shí)缺乏預(yù)防和緩解措施可能會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重后果。

(二) 為降低事故環(huán)境影響采取的改進(jìn)措施

鑒于上述事故的教訓(xùn)，業(yè)界對(duì)在運(yùn)和在建的二代壓水堆核電站實(shí)施了許多重要技術(shù)改進(jìn)。按照“提高核電站安全性、可用性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性”的全面要求，核工業(yè)界提出了三代壓水堆核電站的概念，從而實(shí)際消除嚴(yán)重事故后大量放射性釋放。

完善的嚴(yán)重事故預(yù)防與緩解措施，使得三代反應(yīng)堆安全等級(jí)更高。三代壓水堆均設(shè)置了先進(jìn)的大型安全殼，能夠承受地震、龍卷風(fēng)等外部自然災(zāi)害和火災(zāi)、爆炸等人為事故的破壞與襲擊，以及大型商用飛機(jī)惡意撞擊;耐受嚴(yán)重事故情況下所產(chǎn)生的內(nèi)部高溫高壓、高輻射等環(huán)境條件，并保持其完整性，避免放射性物質(zhì)向環(huán)境釋放。法國(guó)和中國(guó)的核工業(yè)界均已研發(fā)了各自的三代壓水堆技術(shù)，分別為EPR和“華龍一號(hào)”(HPR1000)，首堆工程已并網(wǎng)發(fā)電。另外，中國(guó)核工業(yè)界對(duì)公眾特別關(guān)注的“內(nèi)陸核電”(inland nuclear power plants)安全性問(wèn)題做了針對(duì)性的技術(shù)改進(jìn)。

為進(jìn)一步提高核電站的安全性能，特別是壓水堆核電站安全性能，核工業(yè)界積極開(kāi)發(fā)新型技術(shù)，如開(kāi)發(fā)新一代事故耐受燃料(ATF)或嚴(yán)重事故后堆內(nèi)熔融物的滯留技術(shù)。

福島第一核電站事故發(fā)生后，中國(guó)和西方國(guó)家的所有核電站運(yùn)營(yíng)商都積極進(jìn)行自檢。根據(jù)監(jiān)管機(jī)構(gòu)的要求，已經(jīng)實(shí)施了幾項(xiàng)技術(shù)改進(jìn)，包括提高對(duì)外部洪水的抵抗力，改進(jìn)應(yīng)急堆芯冷卻系統(tǒng)和相關(guān)設(shè)備，以及采取以下措施：①應(yīng)急控制中心;②可運(yùn)輸備用電源;③乏燃料池監(jiān)測(cè);④氫氣監(jiān)測(cè)與控制;⑤輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)與應(yīng)急響應(yīng);⑥應(yīng)對(duì)外部自然災(zāi)害的手段。

近年來(lái)，小型模塊化反應(yīng)堆(SMR)的發(fā)展取得了巨大進(jìn)展。目前的項(xiàng)目覆蓋一系列功率范圍，并處于不同的設(shè)計(jì)和實(shí)施階段，包括CAREM25(阿根廷)、KLT-40S(俄羅斯)、Nuscale(美國(guó))、ACP100(中國(guó))和Nuward(法國(guó))。SMR傾向于通過(guò)固有和非能動(dòng)系統(tǒng)增強(qiáng)安全性，并提供更好的經(jīng)濟(jì)性。一些SMR設(shè)計(jì)具有較低的功率密度和輸送熱量的能力，大多數(shù)擬議的SMR概念都有建在地下乃至水下空間的潛力，以加強(qiáng)抵抗自然災(zāi)害和惡意攻擊的能力[39]。

(三) 對(duì)于未來(lái)可能發(fā)生的嚴(yán)重事故的見(jiàn)解

在已經(jīng)發(fā)生的三次嚴(yán)重核事故中，真正造成嚴(yán)重后果的是切爾諾貝利核電站事故和福島第一核電站事故。

如前所述，切爾諾貝利核電站事故的原因是，反應(yīng)堆設(shè)計(jì)缺陷和操作人員多次違反安全操作規(guī)程，致使反應(yīng)堆失去控制和保護(hù)，引入超瞬發(fā)臨界反應(yīng)性，使得功率劇增引起反應(yīng)堆爆炸。事故后，業(yè)內(nèi)幾乎徹底摒棄了帶有正反饋效應(yīng)的堆芯核設(shè)計(jì)方案，反應(yīng)堆的固有安全屬性得到了增強(qiáng)。

由大地震引發(fā)海嘯而導(dǎo)致的福島第一核電站事故，是歷史上第一次由外部災(zāi)害引發(fā)的核電站事故，也是人類史上繼切爾諾貝利核電站事故后的第二個(gè)被評(píng)為國(guó)際核與輻射事件分級(jí)(INES)7級(jí)的核事故。福島第一核電站事故后，中國(guó)進(jìn)行了沿海核電站地震海嘯安全性分析。無(wú)論從地震的震源條件還是海域的水深條件，中國(guó)沿海都與日本完全不同。法國(guó)也是如此，千百年來(lái)，這種極端的自然災(zāi)害從未被觀測(cè)到。導(dǎo)致福島第一核電站事故如此嚴(yán)重的幾個(gè)原因也已被消除。

當(dāng)前，全球在建核電機(jī)組均進(jìn)行了明顯的設(shè)計(jì)改進(jìn)，屬于三代核電技術(shù);并且隨著運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的不斷積累，核電機(jī)組的運(yùn)行管理能力均得到有效提升;即使最壞的情況下，放射性物質(zhì)向環(huán)境釋放的風(fēng)險(xiǎn)也降低到了非常低的水平。與此同時(shí)，安全監(jiān)管機(jī)構(gòu)也發(fā)布了事故應(yīng)急和補(bǔ)救指南，相關(guān)法規(guī)還強(qiáng)制要求營(yíng)運(yùn)單位承擔(dān)實(shí)施這些指南的義務(wù)。

除了大型商用反應(yīng)堆外，還對(duì)其他新型反應(yīng)堆進(jìn)行了大量研究，其中一些已進(jìn)入建設(shè)階段。2021年10月，國(guó)務(wù)院發(fā)布了碳達(dá)峰相關(guān)行動(dòng)方案的通知，提出積極推動(dòng)高溫氣冷堆、快堆、SMR、海上浮動(dòng)堆等先進(jìn)堆型示范工程，開(kāi)展核能綜合利用示范。在新型反應(yīng)堆的研發(fā)和設(shè)計(jì)過(guò)程中，將更加關(guān)注非能動(dòng)和固有安全系統(tǒng)的實(shí)施。此外，在核工程項(xiàng)目選址過(guò)程中，還將根據(jù)IAEA和中國(guó)核安全法規(guī)進(jìn)行篩選和分析，包括地震評(píng)估、水資源、氣象條件等因素，以確保場(chǎng)地條件符合安全要求。

綜上，無(wú)論從反應(yīng)堆設(shè)計(jì)、自然災(zāi)害發(fā)生條件還是安全保障方面來(lái)看，類似切爾諾貝利和福島第一核電站這類造成大量放射性物質(zhì)釋放的事故都不可能在中國(guó)、法國(guó)發(fā)生。

五、核安全與環(huán)境

五、核安全與環(huán)境

核安全的基本目標(biāo)是保護(hù)人類和環(huán)境免受電離輻射的有害影響。這一目標(biāo)主要是通過(guò)在核電站和燃料循環(huán)設(shè)施的正常運(yùn)行期間，控制人員的輻射照射和放射性物質(zhì)向環(huán)境的釋放來(lái)實(shí)現(xiàn)。放射性物質(zhì)的釋放量越小，核設(shè)施對(duì)環(huán)境的影響就越小。第二節(jié)中提到，核設(shè)施的放射性釋放處于持續(xù)監(jiān)測(cè)和控制下，對(duì)環(huán)境輻射水平的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于天然輻射。此外，核設(shè)施的放射性釋放保持在合理可行盡量低的水平，而且記錄顯示，釋放量隨時(shí)間在不斷減少，已降至核安全與環(huán)境保護(hù)機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)允許值的很小份額。如第三節(jié)討論，廢物經(jīng)地質(zhì)處置后長(zhǎng)期放射性釋放導(dǎo)致的輻射照射水平預(yù)計(jì)比天然輻射照射水平低得多。本節(jié)討論了核安全的另外兩個(gè)目標(biāo)：限制核事故發(fā)生的可能性和減輕此類事故發(fā)生的后果。

(一) 核電站的安全性及其環(huán)境影響

在過(guò)去，核電站的安全分析是基于“設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故”(DBA)做出的。1975年和1990年人們通過(guò)概率安全評(píng)估方法獲知，DBA未能涵蓋需要考慮的所有核安全事故情形。不幸的是，發(fā)生的堆芯熔化事故恰恰證實(shí)了這一點(diǎn)。

在三哩島核電站事故后，核電站設(shè)立了定量安全目標(biāo)。例如，與因反應(yīng)堆事故所導(dǎo)致的立即死亡、因核電站運(yùn)行所導(dǎo)致的癌癥死亡的風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)的兩個(gè)“千分之一”規(guī)則。但是切爾諾貝利核電站事故和福島第一核電站事故證明，核安全不僅應(yīng)考慮核事故的致死后果，還應(yīng)考慮可能要求人員撤離和重新安置的環(huán)境后果。因此，一些國(guó)家的法規(guī)中增加了涵蓋嚴(yán)重事故考量的最新安全目標(biāo)。福島第一核電站事故發(fā)生后，歐盟為歐洲所有核電站進(jìn)行了“壓力測(cè)試”，并向公眾公布測(cè)試結(jié)果。目前，作為大型改造項(xiàng)目(Grand Carénage)的一部分，法國(guó)正在對(duì)所有反應(yīng)堆進(jìn)行升級(jí)改造，盡可能接近三代反應(yīng)堆的安全要求。中國(guó)政府也采取了提高核電站安全性的措施，防止嚴(yán)重事故情況下大量釋放放射性物質(zhì)。

建議“實(shí)際消除”(根據(jù)WENRA的表述)任何可能導(dǎo)致大量或早期放射性釋放的情景，通過(guò)提高安全裕量、采取補(bǔ)充安全措施和加強(qiáng)縱深防御等手段，大幅度降低剩余風(fēng)險(xiǎn)。補(bǔ)充安全措施的設(shè)計(jì)和設(shè)置的主要原則是，核安全可合理達(dá)到盡量高的水平以及沒(méi)有負(fù)面效應(yīng)。為此，可以綜合考慮各類因素，包括發(fā)生概率和剩余風(fēng)險(xiǎn)的后果，避免對(duì)正常運(yùn)行、預(yù)計(jì)運(yùn)行事件(AOO)、DBA和設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況(DEC)的響應(yīng)功能造成不利影響。

風(fēng)險(xiǎn)指引的縱深防御體系(RDIDS)如表4所示。該體系采用了專設(shè)安全設(shè)施、附加安全設(shè)施和補(bǔ)充安全措施。

表4 風(fēng)險(xiǎn)指引的縱深防御體系

核電站各個(gè)階段都在迅速實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，因此需要特別考慮網(wǎng)絡(luò)攻擊和恐怖主義等新的安全威脅。運(yùn)營(yíng)單位應(yīng)該設(shè)置首席安全官(CSO)崗位，并在CSO的帶領(lǐng)下組建一個(gè)專門的網(wǎng)絡(luò)安全部門，負(fù)責(zé)制定和實(shí)施組織內(nèi)部各層級(jí)的網(wǎng)絡(luò)安全政策。

雖然恐怖主義也并非是核電站特有的威脅，但不幸的是，其導(dǎo)致的后果將相當(dāng)嚴(yán)重。原則上，在應(yīng)對(duì)這一特定威脅時(shí)同樣應(yīng)采用縱深防御理念。需要指定一個(gè)國(guó)家機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)確定需要考慮的安全威脅因素。運(yùn)營(yíng)單位應(yīng)與國(guó)家安全部隊(duì)(警察、軍隊(duì)等)合作，共同制定這些威脅因素的防御應(yīng)對(duì)措施。

(二) 核電站選址

核電站的選址既要考慮電力需求和電源布局要求，更要從安全角度考慮核電站址的適宜性要求。國(guó)際業(yè)界關(guān)于核設(shè)施選址的基本要求達(dá)成了以下共識(shí)：①?gòu)S址安全;②環(huán)境保護(hù);③應(yīng)急準(zhǔn)備。此外，廠址選擇時(shí)還需要考慮大件設(shè)備的運(yùn)輸、經(jīng)濟(jì)性以及公眾接受度等方面的問(wèn)題，盡管這些問(wèn)題與安全無(wú)關(guān)。

內(nèi)陸廠址和沿海廠址的安全要求是一致的，但考慮的因素(如臺(tái)風(fēng)、海嘯、潰壩)可能有差異。中國(guó)開(kāi)展了大量研究，制訂了事故后安全殼內(nèi)廢水處理的四項(xiàng)原則，即確保放射性廢水“能存儲(chǔ)”“能封堵”“能處理”“能隔離”。法國(guó)也進(jìn)行了類似的研發(fā)工作，提出了適用于各廠址和設(shè)施的解決方案，并定期進(jìn)行審查。法國(guó)和中國(guó)負(fù)責(zé)此類事務(wù)的機(jī)構(gòu)之間應(yīng)積極開(kāi)展交流。

在福島第一核電站事故發(fā)生后，中國(guó)核電發(fā)展受阻，尤其是內(nèi)陸核電。由于“好的”沿海廠址短缺，一些以往被視為條件“不是很好的”沿海廠址(特別是地震風(fēng)險(xiǎn)比較高的廠址)被再次評(píng)估，并被認(rèn)為適宜建設(shè)三代核電站。在地震風(fēng)險(xiǎn)較大的區(qū)域建造核電站時(shí)，需要各方高度關(guān)注，進(jìn)行包括安全裕量在內(nèi)的深入研究，保守決策，確保安全。

法國(guó)每十年對(duì)核電站廠址的適宜性進(jìn)行一次審查，審查通過(guò)后方可批準(zhǔn)在未來(lái)10年繼續(xù)運(yùn)營(yíng)。數(shù)個(gè)廠址(以Cadarache和Fessenheim為例)設(shè)施壽命期內(nèi)的抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)有所提高;與此同時(shí)，還要證明設(shè)計(jì)足夠的裕量可應(yīng)對(duì)更高的要求，同時(shí)不會(huì)損害設(shè)施安全。

(三) 安全責(zé)任及政府職責(zé)

安全的首要責(zé)任必須由對(duì)產(chǎn)生輻射危險(xiǎn)的設(shè)施和活動(dòng)負(fù)責(zé)的個(gè)人或組織承擔(dān)。從法律角度看，負(fù)責(zé)人或組織是指核安全許可證持有者(有時(shí)稱為“所有者或運(yùn)營(yíng)單位”)必須承擔(dān)全部安全責(zé)任，并應(yīng)證明有足夠的資源來(lái)確保自己能夠履行職責(zé)。

IAEA指出，核設(shè)施運(yùn)營(yíng)單位對(duì)核安全負(fù)首要責(zé)任，并建議：有必要與世界核電運(yùn)營(yíng)者協(xié)會(huì)(WANO)合作，獲取最佳實(shí)踐建議，幫助運(yùn)營(yíng)單位充分履行職責(zé)。

政府的職責(zé)是保護(hù)人員和環(huán)境。政府應(yīng)圍繞安全問(wèn)題建立法律和政府框架，包括設(shè)立獨(dú)立的核安全監(jiān)管機(jī)構(gòu)。繼而，核安全監(jiān)管機(jī)構(gòu)根據(jù)核法規(guī)頒發(fā)建造和運(yùn)行許可證。為了檢查是否符合許可證的要求，核安全監(jiān)管機(jī)構(gòu)應(yīng)對(duì)運(yùn)營(yíng)單位或許可證持有者進(jìn)行監(jiān)督檢查。但是，無(wú)論監(jiān)管機(jī)構(gòu)如何管控，這種監(jiān)督檢查不會(huì)減輕運(yùn)營(yíng)單位對(duì)核安全承擔(dān)的全部責(zé)任。

為了落實(shí)上述原則，中國(guó)于2018年1月1日實(shí)施的《中華人民共和國(guó)核安全法》中，明確了核安全責(zé)任各方的法律責(zé)任、義務(wù)和權(quán)利。在法國(guó)，上述原則已被納入《環(huán)境法典》(第L591-1條及其后各條)和相應(yīng)法令中。

(四) 核安全與公眾接受度

由于核電技術(shù)的復(fù)雜性以及諸如福島第一核電站事故等重大事故帶來(lái)的負(fù)面影響，公眾仍然有“恐核”(nuclear panic)心理，對(duì)核能的和平利用心存疑慮。公眾對(duì)核電的“鄰避效應(yīng)”(NIMBY)日益突出，表現(xiàn)為對(duì)核電建設(shè)項(xiàng)目的抵制和反對(duì)情緒不斷升級(jí)。無(wú)論核電在成本和CO2排放方面有何優(yōu)勢(shì)，公眾接受度已經(jīng)成為制約核電發(fā)展的瓶頸。核安全問(wèn)題的公眾溝通工作任重道遠(yuǎn)。

改進(jìn)核安全，更好地預(yù)防嚴(yán)重核事故和減輕其后果是進(jìn)一步接受核能的先決條件。但同樣重要的是，公眾要意識(shí)到并了解這些改進(jìn)措施。加強(qiáng)公眾溝通，增強(qiáng)公眾對(duì)核能的信心，是核能健康發(fā)展的重要組成部分。良好的公眾溝通需要有效和透明的信息、積極的公眾參與，以及與地方當(dāng)局和公眾的長(zhǎng)期對(duì)話。在技術(shù)問(wèn)題上，應(yīng)當(dāng)將更好地為公眾提供技術(shù)教育作為教育體系的目標(biāo)，這需要從教師和教育工作者開(kāi)始，以及從小學(xué)開(kāi)始。

核安全監(jiān)管機(jī)構(gòu)應(yīng)注重實(shí)施公開(kāi)透明的核安全監(jiān)督和管理，構(gòu)建“中央督導(dǎo)、地方主導(dǎo)、企業(yè)作為、社會(huì)參與”的公眾溝通機(jī)制。雖然促進(jìn)核能發(fā)展不是核安全監(jiān)管機(jī)構(gòu)的職責(zé)，但應(yīng)向公眾解釋其履行職責(zé)的方式，以及為何有信心頒發(fā)核安全許可證。應(yīng)完善政府網(wǎng)站，如搭建信息公開(kāi)平臺(tái)，以積極推進(jìn)涉核項(xiàng)目環(huán)評(píng)報(bào)告、全國(guó)輻射監(jiān)測(cè)結(jié)果、項(xiàng)目審批信息等相關(guān)文件公開(kāi)。在政策制定和項(xiàng)目環(huán)評(píng)過(guò)程中應(yīng)廣泛聽(tīng)取公眾意見(jiàn)，提高公眾參與程度。

四、嚴(yán)重核事故

自20世紀(jì)50年代和平利用核能以來(lái)，核能經(jīng)過(guò)大規(guī)模發(fā)展已經(jīng)成為主要的電力來(lái)源之一。商用核反應(yīng)堆50年來(lái)的正常運(yùn)行證明，其輻射影響極低，且遠(yuǎn)低于天然輻

總體而言，公眾對(duì)接受現(xiàn)有廠址的擴(kuò)建基本沒(méi)有問(wèn)題，這可能是因?yàn)楫?dāng)?shù)毓?包括當(dāng)?shù)卣?已經(jīng)比較了解核電，感受到了核電帶來(lái)的地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)發(fā)展的益處，而并沒(méi)有認(rèn)為與核電站為鄰會(huì)帶來(lái)任何安全風(fēng)險(xiǎn)。然而，新建廠址仍然面臨著公眾接受度問(wèn)題，因?yàn)楫?dāng)?shù)鼐用駥?duì)于這類新項(xiàng)目尚未獲得良好的體驗(yàn)。

在正常條件下，核能對(duì)環(huán)境的影響有著良好的記錄，而且環(huán)境中放射性核素的濃度是很容易被測(cè)量的，因此可對(duì)此類設(shè)施進(jìn)行獨(dú)立監(jiān)控。核國(guó)家都會(huì)根據(jù)輻射防護(hù)的安全規(guī)定對(duì)流出物的輻射水平進(jìn)行管控，實(shí)際的釋放量?jī)H為授權(quán)水平的百分之幾，而授權(quán)水平本身也遠(yuǎn)低于天然輻射的影響。因此得出如下結(jié)論：在正常運(yùn)行條件下，核電站的輻射影響是微乎其微的，或者說(shuō)是非常有限的。

放射性廢物管理的每一步均需考慮環(huán)境保護(hù)問(wèn)題，尤其是在：

• 廢物包裝的隔離和密封;

• 針對(duì)各類放射性廢物的近地表或深地質(zhì)設(shè)施的貯存和處置方法。

尖端工程技術(shù)的發(fā)展、放射性核素/有毒物質(zhì)在工程屏障和巖石圈中行為的研發(fā)成果以及大規(guī)模的國(guó)際合作，都將促進(jìn)放射性廢物管理方案的進(jìn)步。

從放射性廢物的產(chǎn)生到處置庫(kù)的處置(將放射性廢物與巖石圈隔離)，所有的操作都會(huì)得到監(jiān)測(cè)，其中處置庫(kù)可以將廢物包裝與生物圈隔離開(kāi)來(lái)。這些設(shè)施周圍的本底水平將永久性地被監(jiān)測(cè)，反饋的監(jiān)測(cè)結(jié)果表明正常的釋放值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于設(shè)施許可時(shí)安全和環(huán)境管理機(jī)構(gòu)的預(yù)測(cè)值和批準(zhǔn)值。處置庫(kù)關(guān)閉后，監(jiān)控將在測(cè)試期間持續(xù)進(jìn)行，安全性將從能動(dòng)變?yōu)榉悄軇?dòng)。

一個(gè)尚未解決的問(wèn)題是低劑量或極低劑量的長(zhǎng)期效應(yīng)。盡管世界上絕大多數(shù)流行病學(xué)研究證明它們是無(wú)害的，但是科學(xué)界和核能界還未能就此問(wèn)題達(dá)成一致。

本文討論的其中一個(gè)主要問(wèn)題是核能發(fā)展史上嚴(yán)重事故對(duì)環(huán)境的影響。一方面，7級(jí)INES事故(切爾諾貝利和福島事故)對(duì)環(huán)境造成了重大影響，降低了公眾對(duì)核能發(fā)電系統(tǒng)的信心。另一方面，從事故中獲得的經(jīng)驗(yàn)反饋則在諸多方面都大大提高了核電的安全性，比如反應(yīng)堆設(shè)計(jì)、運(yùn)行管理和重大事故管理指南。事實(shí)證明，這是相當(dāng)有價(jià)值的。

將來(lái)可能發(fā)生的重大事故對(duì)環(huán)境的影響已經(jīng)大大降低。此外，在運(yùn)和在建的核電站都制定了減輕損失的措施和方法，這將減少事故對(duì)環(huán)境的影響。這些措施的目的是最大程度減少受影響的區(qū)域，避免污染和大規(guī)模人員的長(zhǎng)期撤離。

嚴(yán)重事故的全面保護(hù)和緩解措施提高了三代反應(yīng)堆的安全水平。三代反應(yīng)堆配備了先進(jìn)的大型安全殼，能夠抵御外部危害并保持其完整性，從而避免放射性物質(zhì)釋放至周圍環(huán)境。

經(jīng)驗(yàn)反饋推動(dòng)了現(xiàn)有核電站的升級(jí)，改進(jìn)了新反應(yīng)堆設(shè)計(jì)，也改進(jìn)了目前由核電站營(yíng)運(yùn)單位實(shí)施的安全指南，從而大大降低了切爾諾貝利和福島等事故再次發(fā)生的可能性。如果發(fā)生這樣的事故，放射性物質(zhì)的泄漏將被降到最低，并且不需要大規(guī)模或長(zhǎng)期的人員疏散。如果IAEA或世界核電運(yùn)營(yíng)者協(xié)會(huì)的全球評(píng)估能夠證明全球范圍內(nèi)在運(yùn)的核電站已經(jīng)進(jìn)行了高水平升級(jí)，那么這將是非常有意義的。

鑒于安全管理對(duì)環(huán)境保護(hù)至關(guān)重要，本文強(qiáng)調(diào)了以下觀點(diǎn)：

• 事實(shí)證明，風(fēng)險(xiǎn)導(dǎo)向型的縱深防御體系是一種更加先進(jìn)、完整的安全方法。它由5個(gè)安全等級(jí)構(gòu)成，可以大大降低嚴(yán)重事故的剩余風(fēng)險(xiǎn)和發(fā)生概率，這相應(yīng)地也會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生重要影響。

• 核電站的選址不僅應(yīng)當(dāng)考慮電力需求和電廠布局，還應(yīng)從安全的角度出發(fā)，考慮選址的適宜性，也就是綜合衡量選址的安全性、環(huán)境保護(hù)和應(yīng)急準(zhǔn)備狀態(tài)。另外，應(yīng)在國(guó)際范圍內(nèi)就核設(shè)施選址的基本要求達(dá)成共識(shí)。

• 安全機(jī)構(gòu)在安全改進(jìn)和控制方面發(fā)揮著重要的作用，但核電站運(yùn)行方仍要承擔(dān)全部責(zé)任。雙方應(yīng)積極開(kāi)展對(duì)話，提供最高水平的環(huán)境保護(hù)。

總的來(lái)說(shuō)，本文的目的是全面評(píng)估核能對(duì)環(huán)境的影響。一方面，核能在生產(chǎn)能源方面具有諸多優(yōu)勢(shì)，且排放的溫室氣體極少，不像化石燃料能源系統(tǒng)那樣排放空氣污染物、固體納米或微小顆粒。當(dāng)前，人類活動(dòng)導(dǎo)致的氣候變化已成為人類面臨的最困難的挑戰(zhàn)之一，空氣污染也成為許多國(guó)家面臨的主要問(wèn)題，在這種情況下，核能具有不可或缺的價(jià)值。另一方面，放射性廢物管理和嚴(yán)重事故的多重后果，也使人們更加關(guān)注核能對(duì)地區(qū)乃至全球環(huán)境的影響。人類已經(jīng)做出了相當(dāng)大的努力，以制定出可持續(xù)管理高放廢物的方案，從而使其在地質(zhì)結(jié)構(gòu)中得到最終處置。從三大事故中吸取的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)有助于優(yōu)化核反應(yīng)堆設(shè)計(jì)并降低放射性物質(zhì)釋放發(fā)生的概率，并可以確保即使發(fā)生事故核設(shè)施對(duì)環(huán)境的影響依然有限。