完美能源的不完美

“加满一箱油能买一辆自行车”

“92加满，吓到腿软；95加满，倾家荡产；98加满，三代还款”……

2022年以来，随着国际原油价格坐上“火箭”，国内成品油价格也是持续上涨，小编听到周边不少朋友感叹：开不起车啦！

但要维持现代生活的便捷与体面，真的是无法摆脱对于能源的依赖。可惜，煤炭、石油等传统能源不可再生，开采过程还对环境产生巨大压力；而可再生能源，诸如风电、光伏电等，却存在间歇性、随机性、同用电负荷的峰谷不匹配性，长距离输电损耗等问题，无法保证现行电 安全运行。实际上，完美的能源并不存在。

相比之下，似乎核电成了一种比较理想的能源，而且从物理理论角度分析，核能作为密度最大的能源形式，应当是优中之选。

可数次核电事故，始终是萦绕在人们心头的一片乌云，让人们对于核电技术的安全性产生疑问。特别是日本3.11大地震中福岛第一核电站事故，依旧让人心有余悸。在那之后，每次面对特大地震灾难，核电站似乎成为悬在人们头上的一柄达摩克里斯之剑。

弃我去者,昨日之日不可留

2011年3月11日，日本福岛第一核电站经历东部海域9.0级大地震后停堆；12日下午，一号机组发生爆炸；3月14日，三号机组发生两次爆炸。日本原子能安全保安院将其核泄漏事故等级确定为最严重的7级，与切尔诺贝利核电站同级。

这次事故虽然由地震引发，但是属于冷源安全事件，冷却能力失去正常运转，过热的燃料融化，下沉到反应堆底部并破坏了反应堆容器，导致三次熔毁。

电厂失去冷源后，安全相关系统热交换器入口温度逐渐上升，核岛相关设备热量将无法导出。虽然反应堆自动停堆，以减少热量的产生，但停堆后由于衰变依然存在，热量仍在持续产生，大量衰变热量无法及时导出，是导致核事故的最主要原因。

这样分析这次事故的原因就会发现，地震并不是导致这次事故发生的直接元凶。

从地震的角度来说，反应堆是坚固的。

其实，国内外的核电站在建造时都遵循了高标准的抗震设计要求，严格选址，设备及相关建筑设施都采用了高等级的抗震设防标准，一般也配备专用于核电站的地震预警系统，一旦触发装置，反应堆会自动停堆。

然而技术设计方面的缺陷，却使得福岛第一核电站没能抵御住由地震引发的巨大海啸。

福岛第一核电站的反应堆采用的是第二代核电站技术，制冷系统采用能动技术，靠着水泵把低处水池里的水压到高处，利用水比热容大的特性，冷却高处的反应堆。

水泵抽水的动力来自柴油发电机，为了保证安全，过去的做法是增设多套独立运转的动力机组，保证起码能有一套机组可运行，这样看似万无一失的设计，却无法应对超出设计标准的特大灾难事件。

比如福岛核事故，就是因为柴油发电机全部失效，导致反应堆不能及时正常降温，堆芯熔化。地震造成的15米高的巨大海啸，超越了近乎其设计能力的两倍，发电机组所处位置的海拔只有10米，15米高的海啸淹没了紧急启动的备用机组，发电机进水后，便无法提供动力，导致降温设备全部瘫痪，最终酿成惨祸。

新技术，新曙光

如何安全、高效运用核能，成为学界和业界共同关注的话题。我国积极发展采用非能动系统的第三代核技术，安全性比上一代技术提高近百倍。

如果咱们打个通俗的比喻，非能动技术就是核电站把冷却用的水箱顶在了头上，一旦有需要，水箱会自动打开，利用万有引力让水自然落下降温，就像当年苹果落在牛顿头上那么自然，不需要额外提供人工动力。

同时，为了防止放射性物质不扩散到环境中，第三代核电技术也改进了核电的安全壳。

切尔诺贝利核电站当初为了节省资金没有建设安全壳，而福岛事件中高温高压使得外壳的部分密封封装材料失效，导致氢气泄漏（氢气通过安全壳的贯穿件部分泄漏），从而引发系列爆炸和最终局面失控。第三代核电技术改进的这个钢质安全壳能包裹所有放射性装置，即使堆芯熔化了，放射性物质也不会扩散到环境中去。

日本福岛事故对推进新一代技术有巨大的促进意义。三代核电技术的代表包括美国的AP1000和欧洲的ERP。我国已从美国和法国分别购买引进了AP1000和ERP技术，浙江三门正在建造世界上第一个AP1000核电项目。目前，由我国清华大学核能与新能源研究院自主研发的第四代核反应堆技术也在山东石岛湾开展示范堆建设。

随着科技进步，人们要从核电站事故中吸取教训，采取更加有效的手段来控制核电站可能造成的放射性污染，使核电更好地为人类服务。

参考文献：

福岛第一核电站事故的四个因素

一年后反思：日本福岛核事故发生的主要原因有哪些

滨海压水堆核电厂冷源安全研究 刘亚伟

核能——人类的终极能源 袁越