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核电站的退役之路
时间: 2019年09月16日 | 作者: 戚译引 | 来源: 环球科学（huanqiukexue.com）5 F- q6 K- h0 _1 O/ p 全世界反应堆的平均年龄已经超30岁，而如何处理退役的核设施，却成为了一个难题。虽然中国在核电建设上已放慢了脚步，但无疑在未来也会面对相同的局面。 + F* S. z% c% p 美国三里岛核电站。1号反应堆预计在今年9月30号停止运行。$ j* d. c$ d4 `7 q; y/ q' m v# U 4 ?* t. U. @% X . @# j& p# g; h+ m! P8 Y7 l % P$ E8 K* Y5 W 撰文 | 戚译引( V2 k9 S$ k3 a) B8 p; U 4 j4 w+ H/ C/ {5 Z: G $ Y$ B' y: z' {2 w. H' H 6 k6 w5 g7 y, w3 L! S# \ . _3 R7 _3 [5 Y* v: n$ l2 [/ S1 | 5 Y# |% L: s: p / U+ E3 `0 O& O' e; [ 6 ^) v* _6 Y$ C) w& U # n* i& W# F: B& ^6 { 3 a# [* s3 S% J0 Q - ~0 W {3 g1 r @3 g6 R! M% e * P" B, w2 Z6 f/ d; N “核电将会消亡，这只是时间问题。如果核电是一个有机体的话，它早该出现在濒危物种名录上面了。从每年的《世界核能产业现状报告》（WNISR）中可以看出，新建的核电站数量不足以弥补接下来20年中大批核电站退役所造成的空缺。”国际核能政策独立分析师、WNISR发起者和首席作者迈克尔·施奈德（Mycle Schneider）说。2 t- o, Y& Y& o1 V2 ?" v & I- D, c( [5 g3 `8 p 5 X5 B$ r! d% L 9 ^' f6 X, x- m& V# f/ z. b ? $ d' X8 @& [% A$ o 4 X4 t" \: z) @7 m* b # x. I9 y& F% y& ]* f - {& B _5 d" d) y& P9 l" R3 Q# A 4 y* O6 R2 E" M& Z- c8 o , d4 z/ E3 z" J! ^) ^2 { - v& o+ c4 [: w* N0 }4 @ - Y% p' F9 l6 E8 Q1 n+ J + v! J* \5 \3 C( _ 1 U5 J, D5 W$ O% Q5 C; d1 P 老去的核电站4 N/ v; o2 W; Z7 c : L6 H9 d* B2 K( v- Q & Q T5 P" `' I$ T5 ` : j0 m9 g# S; w+ P N 8 U+ | F& E* ]9 x4 F" u, M + _# d7 N. \' B3 g4 R ~! Z X, e3 A* ]& J ! I. X2 X \3 E u% u; x+ R 每座反应堆的具体运行期限取决于许多因素，包括运行状况、经营牌照有效期和经济效益。不同国家对反应堆运行期限也有不同的规定。但总的来说，反应堆通常无法一直平稳运行到设计寿命的终点，它们正常运行的时间总比预期要短。& z' ~) k+ o: h7 F0 Y* Q9 {+ [ , M1 [3 b+ T9 c0 u % V) q$ m; B4 t" U% l , {) j/ @, r' f' v i' ? " N0 c, ?2 S' w+ c+ { - X: m* m/ E: a 8 |& i$ s) f& ^$ m/ }% L/ S & }5 f {! g7 b* B$ u 首先，维修一座老旧的核电站往往会发现许多预料之外的问题。施奈德说：“我们深入研究过一些案例。如果停机时间预计是两三个月，那么最后往往会延长到六个月、九个月甚至十二个月。维修工作一旦开始，人们就会发现还有更多的东西需要维修。就像修车一样，你拆下一个有问题的零件，就会发现里面还藏着更多有问题的零件。反应堆也是一样。” 5 b g8 u8 m) G$ B9 N7 ?) n% W , X$ b# ^8 d p' j9 A/ W! U 3 R: Q3 g! N6 \5 B( o 5 k# ]4 k2 Z; l 7 v+ J. t3 i7 b" N( F# E + G" S. F7 p. Y. E1 h0 C# [ 4 V, K" i1 s) F5 r4 f 4 U' p; {) Z' Z 事实上，可再生能源已经成长为核电强劲的竞争对手。太阳能电池技术近年来发展迅速，今年7月在美国洛杉矶，太阳能电力的价格已经跌破每千瓦时2美分，低于化石燃料和核能所能提供的电力价格。中国也在将不同的可再生能源相结合，以实现不间断供电。) P& ` L0 a: C 9 Z: j. t: f7 U1 F: M* s0 z' _ ( ]$ S+ B+ L% a$ `! p; v - r. d* j2 ~) ?( C7 G ! Y: J/ M! U+ G1 L' y2 R, w/ R / r$ }$ H$ C* g: \ ) s+ ?5 u9 h2 z9 N' D C 5 T' s% Y4 e- a/ g I 数据来自《2019 世界核能产业现状报告》，报告全文将于 2019 年 9 月 24 日发布。' m) y: C# @' o; B9 a 7 j) Q% ^3 x7 e4 J1 }4 L 8 v7 H& `) ], E# d' A$ B2 @ 2 f5 n( D1 ^4 f! W5 ]5 j/ n; @ : U, U' e5 J9 N; P- ~ $ I! Z& o, Y4 i6 J0 A( W/ \2 ~ - _5 G. W: w# ?# h: y7 ~ J' T# c4 C p3 |+ p( M# N8 ~. O$ V/ M) Q; \ " E! j) J% D- @9 B' v % r5 L* B& K; I' e& G 1 V. F6 V! \& w, h: x9 M " r/ m" u# U% A 7 ~4 r+ N8 O& }, x 0 J2 K- W3 w( R# X& \9 q5 a. G9 D 目前已经完成退役的反应堆中，最快的只用了6年，最慢的花了42年。它们大多是小型的展示堆或实验堆。目前为止，业界还没有运行了40年的大型商业化核电站完成退役的经验，但可以确定的是，这将是一项庞大的工程，并且最好趁早解决。8 }6 E+ P& s6 g 4 b4 s, a4 L6 l' R. v8 r , _9 y$ G1 b/ a& G 8 n- z4 K: U! ]- p+ N, v ~1 E8 j$ c 技术上，核设施的退役通常可以分为三个阶段。首先，反应堆内部剩余的燃料被取出，转移到乏燃料池中，同时部分大型部件被拆除；其次，拆解反应堆中受到较强辐射污染的部件，例如反应堆压力容器；最后，移除操作系统，并清除建筑物受到的污染，最终拆除建筑物。0 _7 D9 d$ Z2 Z9 n5 p2 d 3 u. {$ E& o4 v$ C 0 Q2 x4 g# ^5 l* F4 H . f' j5 {$ I' a3 n( Y 图片来源：pixabay- O0 V+ Z0 B" Z' v. c/ Y% C) O/ B / _; Y, ^4 k, z5 o5 [ ) T( K) H* _, A+ \' t ^& M+ J. U3 f 4 Z7 P' W5 |7 V% q 一座核电站工作的时间越长，累计产出的乏燃料就越多，设备受到的辐射污染也越严重，这意味着退役工作量将大大增加。施奈德指出，其中最大的挑战或许来自于钚——许多商用核电站使用铀钚混合氧化物燃料（MOX），其中的钚通过后处理过程分离而来；而钚具有较强的辐射毒性，会对核燃料生产和乏燃料后处理设备造成污染，进而给拆卸过程中的辐射防护带来困难。3 q/ Y) N$ t# |7 U8 R8 Y1 v o! l( z1 L 3 K2 u X- o2 o; x 3 [- ^# j9 t% v- j8 J5 L + Y; C" D( Z+ p7 g! j 在时间规划方面，核设施的退役通常有两种策略，立即拆除或推迟拆除。《2018世界核能产业现状报告》中指出：“一般而言，立即拆除是更好的解决方案，因为员工的技能和工作经验能够在退役过程中得到利用；责任划分更加明确；公共利益能够得到更好的保障。”1 |5 Q9 R8 h0 Q; [ D6 L. g6 Z 9 P' M! P; c* [, }/ G7 O8 n+ C+ o 8 I2 h5 x) U7 L$ g6 w" _2 _ ) @/ D5 p8 f. y4 s& ?8 {6 t 6 a; x$ E# f- }2 a* v5 ~ # ]8 l6 U+ t( a 3 Z( A6 I# n* {3 p( u6 w ( F- Z. z) b/ ^7 M8 D 数据来自《2019 世界核能产业现状报告》，报告全文将于 2019 年 9 月 24 日发布。! X: k8 h/ b9 T: g1 |" C3 g 3 u& B+ D" \9 P ! |: N, \) J& h0 V, R3 U" B" C7 D " N; l, T- h; c9 @# @6 D: S # k/ t% N. _+ h8 i 5 j/ K4 o8 U! {( V8 y 1 Z; c* H7 d' G2 N& z9 g' u8 k: l ! y4 C, ]( G5 r; j6 a" S, G# I $ M4 V$ R3 [4 Q' A H$ { / W& T8 m' ? x- p/ B) U3 M 1 q$ X4 o% ?$ H$ }. T; O# [ / C, k5 p6 }- T( Q- G # A7 v/ Q: g0 e' | - x& I" n5 n7 ~' G 施奈德指出，中国核电未来面临的挑战将与法国今天的局面非常相似。在20世纪80年代到90年代，法国在十年间建立了约四十座核电站，这意味着它们将在很短的时间内同时退役，并且这个时刻或许很快就要到来。而中国核电也经历了相似的发展过程。目前中国正在运行的47座反应堆中，36座的年龄在0到10岁之间。+ H- K Z: a: X : r8 x3 k/ m; j' s; v8 A ) H$ c7 v& P: I* J / ~$ l2 G, k" Z( H 不过，和十年前相比，中国核电建设已经放慢了脚步。自从2015年核准8台新建核电机组后，中国经历了三年的“零核准”，直到今年7月底才有新的核电站核准开工。另一方面，新能源的发展也让局面变得更加不确定。《2018世界核能产业现状报告》显示，2004～2017年间中国对核电的累计投资总计900亿美元，但是仅在2017年一年中，对新能源的投资就达到1260亿美元。施奈德指出，尽管中国新能源行业的企业一般规模较小，但它们数量众多，组合起来就是一个庞大的产业。并且，中广核等大型核电企业也已经强势进入新能源市场。/ J l/ p# m% h ) a5 I8 F0 ?% Q" \ 1 e/ H" X/ R- W7 I7 K % l1 c1 o/ u& e7 z. } * N/ F* [ c$ Y& m& K4 F- ^ % o/ D5 k+ r; z4 F- g 8 X/ k$ @% ], K+ A ' Q6 ~% ~4 q" T+ w" O 6 g. N ^" s! X 7 Y9 e: G+ ^. Z/ u, y7 N: ~ , p; H c/ a: f, A9 x $ _: F W8 s! R- m5 Z% B! Z & j# S/ i+ P& O ~& j* L2 p w 2 K0 n1 [& m' @: O, k$ S9 B % p' ^. K: F9 d* J- I ! ^+ U R2 m8 ]" l 图片来源：pixabay( Z+ u( S* B$ z* c5 x : z& [3 L1 U$ T: H1 v3 ^$ H + e) i( C k& T7 o) Q& A# H% j # h& y3 q; z; D2 n8 V; V0 H 4 t$ U5 `' V5 Y) Q! Y ; @ {! D8 W: N6 s# y( x& e / f. d: P$ f" H7 }$ G . D; {# w! [8 d, R& X8 A: T 施奈德说：“核电站的建造是非常不确定的，甚至在建的项目也不一定能完成。历史上大约有一百座反应堆没有完成建造。但是退役可以说是笔稳赚的生意，尤其是当国家政策要求立即拆除已退役核设施的时候，我们能知道确切的下线日期……这将是一个规模庞大的产业，而且非常确定，它就在那里。”事实上，国际原子能机构（IAEA）估计，到2050年核设施退役的市场规模将达到1万亿美元。 p8 @, r) G( \ % J. O% J( w- Y+ ]; R) |8 P6 b: l 8 V1 f% D: R/ y6 k5 @ . g! T9 W; x- `" A: q3 P" s' r9 H 或许，我们这代人不仅将目睹一座座核电站的关闭，也将目睹核电的终结。
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发表于 2019-9-17 10:40
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