我國核安全團隊:到2020年要建成100個核反應堆

自動播放中國首支核潛艇部隊

2014 年 9 月 1 日，記者走進科學島

2014 年 9 月 2 日，吳宜燦接受採訪。（本刊記者 傅聰 攝）

2013年9月，核安全所拍的「全家福」。接受獨家專訪，解讀特殊使命中國核安全團隊的秘密黃瀅 姜琨從北京坐4個小時的高鐵到達安徽省會合肥，再坐約一個小時的汽車，環球人物雜誌記者來到位於合肥市西北郊的一個小島上。小島面積約有3000畝，三面環水，綠樹成蔭，風景宜人。外人知道這裡，不僅因為它風景美，還因為它是一座科學島。小島風景最好的地方在最東端，這兒視野開闊，平時常有市民在附近釣魚，陽光明媚的日子新人們還會在此拍婚紗照。但很少有人注意到旁邊的一座雅緻小樓，它總是大門緊閉，人員出入均需刷指紋。細看樓門前掛的牌子，才知道這裡是「中國科學院核能安全技術研究所」(下文稱核安全所)。追夢人和他們的使命「說起我們這個樓，那可是有來頭。」接受環球人物雜誌記者採訪時，核安全所所長吳宜燦笑著說，「這裡當年建的是毛主席的警勤處，旁邊的現代科技館就是專門給毛主席住的一號別墅。」據檔案記載，中央曾一度打算把中共九大放在京外召開。1959年，安徽省政府決定在這裡建大型省級賓館，迎接黨的九大。然而，由於自然災害等原因，賓館建設項目下馬，九大也沒有在合肥召開，卻留下了4座大樓和3棟別墅。1965年，這兒被中國科學院接收，第一批中科院科研工作者登島，成為中科院的科研基地。2011年9月28日，中國科學院核能安全技術研究所揭牌成立，原「一號別墅」群經改建後成為現在核安全所總部所在地。當年，吳宜燦完全沒有想到，一個奇妙的「錯誤」會把他終生留在這個島上。1964年，吳宜燦出生在安徽省一個普通農民家庭。「高考的時候，我化學考了81分，其他科都在80分以下，我想那就報化學專業吧。填志願的時候，密密麻麻的專業名稱完全把我搞暈了，看到有個專業叫核反應堆，心想有反應兩個字，應該就是化學吧。」等到被西安交通大學錄取後，吳宜燦才知道，這個核反應堆屬於物理專業領域，而他也是班裡僅有的兩個非調劑生之一。那時候核能不景氣，該專業的畢業生幾乎找不到對口的工作。吳宜燦班上30個人，有一半都改了行。他選擇了繼續攻讀碩士。「我這個人一旦做了什麼事，就覺得這裡頭不管哪個方面都是好的，會越來越喜歡。」1988年，吳宜燦考入中科院等離子體物理研究所讀博士研究生，第一次踏上了科學島。「一片荒涼，什麼基礎設施都不具備。」吳宜燦告訴記者，從合肥市內到科學島只能坐公交車，兩小時一班，每天6班。有時候去市裡辦事，錯過了最後一班車，只能在市裡住一晚上，第二天再回島。那時候吳宜燦一個月工資只有105元，但他認為島上的科研環境和氛圍是無可比擬的。從那時起，吳宜燦就開始了聚變驅動次臨界反應堆的研究，35歲時提出了一個可以實現高效核廢料嬗變，同時增殖核燃料和產能等多種功能的次臨界反應堆概念，在克服核污染、防止核擴散技術、實現聚變能的早期應用等方面，邁出了中國探索該領域的重要一步。後來，中科院合肥物質科學研究院和中國科學技術大學決定聯合共建核安全所，吳宜燦成了最合適的籌建負責人選。「日本福島核事故發生後，國家越來越重視核安全問題。」吳宜燦說，要實現核能長期高效安全發展必須有三方面保證——前端有足夠的核燃料供應，後端解決好核廢料處理問題，中間則是保證核能發電全過程中的安全。因此，核安全所的任務就是進行核安全研究，保障各環節的技術安全，同時關注與核安全相關的環境影響和文化建設等。短短3年，研究所人才隊伍從不足30位職工發展到現在職工和研究生加起來近400人規模，平均年齡只有29歲。3年來，研究人員已發表論文200多篇，申請國家發明專利50餘項，獲得各類獎勵近20項。在核電站的年輻射量遠小於一次CT環球人物雜誌：在外界看來，從事「核安全」研究是件神秘的事情，您認為這份工作和其他工作有什麼區別？吳宜燦：要我說，沒有任何區別。我們做核安全研究的人，一方面研究核能技術，另一方面研究與人、環境相關的核能安全，我們也研究輻射對人體有什麼生物學的效應，所以很清楚地知道核對人到底有什麼影響。我可以很負責任地告訴你，在研究和應用核能時，國家有非常嚴格的安全標準和非常好的防護設計，只要不近距離接觸放射性元素，它們對人體並不會產生傷害。環球人物雜誌：間接的輻射會不會對人體有影響？比如我們在這兒聊天，隔壁做實驗會不會對人體健康不利？吳宜燦：我們在房間里坐著所接受到的輻射量，可能比你在外面散步所接受的輻射量要小得多，因為建築物會幫你屏蔽很多輻射。其實人類日常活動接受到的輻射源非常多，宇宙射線是有輻射的，外邊太陽是有輻射的，地上的泥土也含有放射性的物質，不同地區的輻射量也不同，比如我國珠海地區的放射性水平就比其他地區高一些，因為這一帶土壤中的鈾含量比較高。包括很多人家裡裝修時用的大理石也有放射性，但這個數量是在足夠安全的限值下的。總體來說，平常核能產生的輻射，比從宇宙里接受的、從環境里接受的放射性要小得多，對人體的影響可以忽略不計。環球人物雜誌：即使是在大型核電站周邊工作和生活也沒有危險嗎？吳宜燦：國家進行了大量的數據統計，從過去到現在，都沒有發現問題。綜合來講，核電比火電、煤電、水電要安全。其實煤電站除了大氣污染，它周圍的放射性比核電站周圍的放射性要高得多，因為煤是礦石，是有放射性的。但是這些老百姓未必知道。相反，正是因為我們都知道核電站有放射性，所以防護措施更好，反而較為安全。環球人物雜誌：核電站周邊的輻射量，有沒有可以透露給公眾的數據？吳宜燦：這是公開的，有非常清晰的數據，比如根據中廣核集團公布的數據，大亞灣核電站附近居民接受的輻射量約為0.01mSv/年，遠低於醫學上照一次CT所受輻射劑量(約8mSv/次)，也就是說你在核電站周圍待上800年所受的輻射量也就相當於做了一次CT。環球人物雜誌：很多人對核電站不放心的原因是，一旦發生核泄漏會對人體和周圍環境產生大劑量輻射，其影響會持續很多年。吳宜燦：是的，當放射性很高的時候對人體危害的概率就增長了。比如廣島原子彈爆炸以後，放射性很強，很多人得了癌症。但並不是說那個地區的人全得癌症，只是概率高了。福島核電站事故核泄漏的後果也沒有那麼可怕，因為真正接受到高劑量輻射的人是很少的，核的放射性一般都是後來才出來，那時候人都撤離了，只有搶險的人能接受到高劑量。大部分人接受的劑量很低，到底危險程度有多大，現在還沒有定論。至於那些所謂被污染的牛奶、蔬菜、魚等，對我們幹這一行的人來說也沒什麼。那些魚如果拿來我們肯定照吃不誤，因為沒有根據證明它有問題。沒有定論的事為什麼要說它有問題呢？環球人物雜誌：雖然沒有定論，但為了以防萬一是不是也應該盡量遠離？吳宜燦：沒有定論的事太多了。有人說手機用多了容易得腦癌，那我們現在不也還是天天在用？但是核神秘，神秘的東西就會被想像是有危害的，特別是聯想到核武器。這沒有道理。要求1000萬堆年不出事環球人物雜誌：福島核事故之後，我國政府緊急出台「國四條」——叫停所有新建核電項目的審批等，核電發展陷入低谷。但您在2011年的時候卻大膽預言「一場雨不會進入冬季」。吳宜燦：我始終認為這件事是暫時的。我國的現狀是能源供應跟不上經濟發展，煤電會引起二氧化碳和霧霾，造風車和太陽能板也會產生污染，而且能量密度低不適於大規模工業應用。目前來看，能大規模發展的能源還是核能。我們平常衡量一個東西好壞要講收益和風險。核能的收益不必多說，風險主要看兩個因素的乘積：一是這件事出危險的概率；二是一旦出了危險，後果有多嚴重。從這個角度看，核能是安全的。首先，它不常出事故；其次，出了事故後，它的危害是通過適當措施進行緩解、層層防護的，給人造成的影響沒有想像的那麼大。全世界30多個國家發展核能，有核反應堆400座，運行了六七十年僅發生了3次比較大的事故。其中，三里島事故沒有造成核電站範圍外的污染；切爾諾貝利事故是比較嚴重的，死了幾十個人；福島事故因為控制得比較好，整個核電站沒有人因核輻射死亡，只有2個人是因為機械操作等其他原因死亡。環球人物雜誌：從專業角度能否幫我們解讀一下，為什麼福島事故比切爾諾貝利事故控制得好？吳宜燦：我認為最重要的原因，是切爾諾貝利事故發生前人們對安全的認識和重視不夠。當時，西方國家的核電站在建設時外面都有一層安全殼，它的作用是萬一出現核事故，可以把反應堆包在裡面，防止放射性物質泄露對環境造成影響。但切爾諾貝利核電站設計時，世界上還沒有哪座核電站發生過大泄漏，所以蘇聯政府沒有很重視這個問題。切爾諾貝利核電站沒有安全殼，導致了人類歷史上最嚴重的核事故。現在的核反應堆都有安全殼，天上的飛機掉下來都不會砸壞。福島核事故其實沒那麼嚴重，核反應堆出現異常時，如果及時進行灌水冷卻，放射性物質就會被包在殼裡出不來。但恰恰因為事情本身不那麼嚴重，有些人從經濟利益出發，希望保住核電站，沒有及時灌水，結果反應堆繼續發熱，產生氫氣爆炸之後放射性就出來了。當然，福島核事故里還有其他各種偶然因素。那個反應堆建於上世紀70年代初，比較老了，各種備用的東西都沒有。當初設計的時候也沒有考慮到會有9級地震和那麼大的海嘯。環球人物雜誌：有人說福島核事故的發生是因為核電站是用二代技術建造的，到了退役年齡又遇上了9級地震。核電站技術分幾代，區別在哪兒？吳宜燦：目前大概可以分為4代，主要是安全性不一樣，但這個分類不是特別嚴格。基本上最早的一代是示範性的，未大規模應用。三里島事故後引入了概率的理念，我們承認核電站會出事，在設計時要保障把出事概率控制在十萬分之一內，也就是10萬堆年(1個堆年相當於核電站中的1個反應堆運行1年)內不允許嚴重破壞超過一次。二代技術核電站就採用了這種理念進行設計。日本的福島核電站，我國早期的大亞灣、秦山核電站都屬於二代的大範圍。不過大亞灣、秦山核電站已在常規二代的基礎上做了一些改進，比二代更先進也更安全，我們有時候稱之為「二代加」。現在馬上要建的核電站屬於三代，最主要的設計理念是「非能動安全」，就是不要人為去干涉，假設出了事，它會自動變成安全的狀態，可以保證1000萬堆年安全運行。要實現這一理念，具體支持技術有很多。我們不能建1000個反應堆來做實驗，看看出幾個事故，但我們有一套邏輯理論來計算它的概率或可靠性。我們講可靠性，最後要分配到每個元器件上去，比如每個螺絲釘的作用是不一樣的，我們可用1000顆螺絲釘來做實驗，做完以後用理論計算分析看可靠性怎麼樣。目前正在研發、馬上要做工業示範的，是第四代技術。第四代技術就更加強調從源頭也就是從基本規律來保證安全，我們叫「固有安全」。同時，第四代還強調可持續發展。三代里一個標準的核電站一年要出30噸廢燃料，且還是有強放射性的，現在全世界都沒辦法，都擱在那裡暫存，百萬年、千萬年它還在那裡，沒辦法處理。第四代技術的特點是核廢料可以循環回去被燒掉，做得好可以沒有強放射性尾料。打撈一顆螺絲釘需花1000萬元環球人物雜誌：採用不同技術設計建造的核電站壽命是否不同？吳宜燦：一般二代的設計壽命是40年，現在三代是按照60年設計的，四代的使用時間會更長。我國最早的秦山核電站，是上世紀80年代末建成的，還有將近20年的壽命。但是，現在西方國家的很多核電站已經到40年了，發現還完好無損，所以大家就想繼續用它。核電站運行成本占其電力成本的10%左右，不考慮初投資的話，相當於凈賺90%，哪怕多運行一年都是不得了的產出和收益。所以，現在出現一個新的名詞叫做「核電站延壽」，很多核電站都是超期服役，包括福島核電站。環球人物雜誌：一座核電站最多能延壽多少年？會不會有安全隱患？吳宜燦：一般情況下預期延到60年不是問題，有的核電站甚至可延到80年。這跟原設計和後期維護措施有關，要看原來反應堆設計時裕量有多少，材料壽命有多長，老化的程度如何等。要做各種實驗分析評估，保證沒有問題的核電站才能延壽。現在各個國家都把核電站延壽作為一個熱點來研究。但我們在評估核電站是否可以延壽時，不只關心反應堆本身的安全，我們還關心延壽對社會、對生態、對人的安全的影響。現在媒體傳播這麼快，發生事故後會不會引發社會公共安全問題，會不會導致國家經濟混亂……這些都需要評估。環球人物雜誌：用二代技術建造的核電站能否升級成三代或者四代？吳宜燦：很難升級，只能說在某些細節上改進可確保它安全運行，很難從本質上改進。舉個例子你就明白了：我們國家有座核電站，其中有顆螺絲釘鬆了，掉到反應堆容器里。僅為了把那顆螺絲釘從水裡撈出來，就花了近1000萬元。因為反應堆裡面都是放射性的，人不能進去，要設計專門的機器人或者機械手把它找出來。如果不找出來，萬一核電站運行中出現問題，那可能就是十億元、百億元的損失。改造核電站花的錢可能比重建一個還多。環球人物雜誌：目前我國在運行的反應堆20多個，到2020年要建成100個，總量相當於美國的水平。我國的核安全處於一個什麼水準？吳宜燦：我國的核能應用起步較晚，但引進的核安全設施和技術是一類，在國際上是排在前列的，可以說我們的安全情況到目前為止是很好的。在此基礎上，我們還在發展自主產權的先進核安全技術。在先進反應堆設計研究中，加速器驅動次臨界系統(英文名稱ADS系統)是國際公認的最有前景的高放核廢料處理方案，世界上還沒有一個建成的ADS嬗變裝置。核安全所目前正在進行中科院戰略性先導科技專項「未來先進核裂變能——ADS嬗變系統」鉛鉍冷卻反應堆項目的設計研究工作。經過100多位科研人員3年多的艱苦攻關研發建設，核安全所已經建成了「多功能鉛鉍堆技術綜合實驗迴路KYLIN—Ⅱ」。這個迴路世界最大、功能最全，它的成功研製是ADS嬗變反應堆系統由物理設計走向工程化的重要里程碑。另外，我們自主研發的多款核能軟體也得到國內外同行的認可。環球人物雜誌：有沒有跟老百姓日常生活相關的安全技術？吳宜燦：有。醫學方面有我們自主研發的精準放射治療系統ARTS。現在醫學上廣泛應用的放療儀器只能大致勾勒出腫瘤的位置，放射治療時容易誤傷其他組織器官，我們正在研製的精準放射治療系統可以精確描畫出腫瘤形狀，並能隨著人體呼吸所造成的起伏移動位置，準確照射病灶，且不會對人體其他部位造成損害。環球人物雜誌：搞了這麼多年核安全研究，最大的挑戰是什麼？吳宜燦：我認為技術一定要重視，但跟技術同等重要，甚至更重要的，是對安全的認識。我指的安全有3個層面，一是技術上的，要把核電站做安全，包括安全設計、安全建造、安全運行。二是管理上的，福島核事故之所以造成那麼大影響，不只是因為核能技術本身，還因為管理問題。三是社會環境，要讓公眾認識到核能總體上是安全的，要支持這項事業的發展，核能才會變得更加安全。我們現在的情況是，民眾一味地強調核恐怖，政府就會把錢一股腦兒投到技術保障上去，結果技術上很強，增加了成本，管理和認識卻沒跟上。環球人物雜誌：您能理解民眾採取遊行等方式反對核電站上馬嗎？吳宜燦：恐懼自己不了解的東西是人的共性。上大學的時候教科書就告訴我們，核能是清潔能源，是安全的。但到底如何安全，能帶來什麼好處，有哪些危險，都沒有進行透徹的解釋和教育。這是一個社會教育問題，但現在真正做核能科普相關教育工作的，全國加起來不到1000人。我們也在琢磨怎麼做出特色來，比如寫科普文章、上電視台介紹、組織科普活動等。但這件事不是一朝一夕能完成的，真正要見成效也不能只靠我們，要靠整個社會。
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