文/科技最前线

　　近日，习近平主席访英无疑是网上最热的话题。当然，习大大访英是肩负重任的，就在昨日，中国广核集团和法国电力集团宣布，就共同修建和运营英国萨默塞特郡的欣克利角C核电站达成战略投资协议。

　　欣克利角C核电站投资高达250亿英镑，中广核主导的中方联合体和法电集团将分别占该核电站项目股份的33.5%和66.5%。

　　想必很多人都会有一个疑问：欧洲国家很多技术都远超中国，为何英国要与我们合作建核电站呢？其实，核电站是一项非常复杂、对安全要求极高的工程，英国核电曾经遥遥领先，但是随着俄国切尔诺贝利事故、美国三里岛事故以及日本的福岛核事故的相继爆发，英国核电遭受本土民众的强烈反对，导致核电事业出现断层现象。

　　而且，中国核电近几年发展迅速，最新研制的“华龙一号“可谓是世界最顶尖的核电技术。欣克利角C核电站是中国核电进军欧洲市场的第一炮，今后中国定会有的更多的核电输出，据预测，国内核电领域明年将迎来元年，内陆核电可能会陆续开启。

　　那么，对于“核”，你又了解多少呢？笔者曾经是一名核电工程师，于此，就与大家分享一些核电相关知识，以及笔者对核电的一些看法。

　　核电站是如何发电的？

　　我们知道，火电站能量来自于煤炭的燃烧，通过加热锅炉沸水释放出巨大的能量。而核电的能量来自哪里呢？

　　核电站的外观看上去非常庞大，但它的能量却来自非常小巧的核反应堆。先来看下核反应的过程：首先是通过中子轰击U-235核，原子核就变得不稳定，会分裂成两个较小质量的新原子核，这是核的裂变反应；产生巨大能量的同时，还会放出2～3个中子和其它射线。

　　其次，这些中子再打入别的U235核，引起新的核裂变，新的裂变又产生新的中子和裂变能，如此不断持续下去，就形成了链式反应。

　　正是通过中子不断的轰击U-235发生链式反应，不断释放巨大的能量，核电站才能持续供给热量。而核燃料更换一般一年一次，也是因为这个原因。

　　那么U235释放能量之后，下一步去哪呢？其实，后续的流程还是比较复杂的，核电站的能量输送主要分为一回路和二回路。

　　先来看下一回路：反应堆堆芯因核燃料裂变产生巨大的热能，由主泵泵入堆芯的水被加热成高温高压水，高温高压水流经蒸汽发生器内的传热U型管，通过管壁将热能传递给U型管外的二回路冷却水，释放热量后又被主泵送回堆芯重新加热再进入蒸汽发生器。一回路的水就这样不断地在密闭的回路内循环。

　　再来看下二回路：蒸汽发生器U型管外的二回路水受热从而变成蒸汽，推动汽轮发电机做功，把热能转化为电力，电力再通过变电站降压，输送到全国各地。而做完功后的蒸汽进入冷凝器冷却，凝结成水返回蒸汽发生器，重新加热成蒸汽。如此，二回路也形成一个闭环。

　　总之，核电站的能量传输过程可概括为核裂变产生能量>一回路>二回路>机械能>电能。而且，一回路与二回路均是闭环，且不相连。两个回路通过U型管壁进行热传递。

　　从以上能量产生及传输过程还可以看出，核电站的发电过程不产生任何污染气体。而且核电的发电效率相比火力发电效率高非常多。初略估算，1千克核燃料放出的能量相当于2700吨煤，一座核电站一年只需燃料30吨，而火电需要3300000吨煤。

　　中国核电市场半开放

　　我国的核电技术相比于欧美发达国家，发展起步较晚，1994大亚湾核电站投入商业运营，也是中国第一座大型核电站。时至今日，我国运行核电机组共21 台，但是占比发电比例仅2%。而美国100拥有个核反应堆，核电占总发电比例19%；法国58个核反应堆，核电占比达75%。

　　受到2011年福岛核事故影响，原本计划开启的内陆核电站全部停止，比如湖南桃花江核电站、江西彭泽核电站等均被迫中止。经过几年的”休整期“之后，重启内陆核电一直成为热门话题。

　　中国国家原子能机构副主任王毅韧表示：“中国对电力的需求不断增长，核电是必然选择，中国的内陆核电站将在“十三五”期间开工建设”。

　　国家对核电在持续推进，但行动非常谨慎。大气污染已经非常严重，尤其在京津翼地区，雾霾正在成为危害人们身体健康的潜在杀手，而这些有毒气体很大一部分就来自于燃煤电厂。但是，核电具有很强的不可控性，一旦泄露后果将是不可逆的，而且影响面广泛。所以，核电事业虽然紧迫，但审批是相当谨慎的，中国核电市场总体呈现半开放状态。

　　“华龙一号”为什么牛？

　　此次中国与英国合资的欣克利角C核电站将采用中国自主研发的第三代核电技术：华龙一号。其实，第三代核电技术很早就被提出，比如美国的AP1000、法国的EPR，都属于第三代核电技术。但是出于技术安全上的考虑，全世界至今还未建成一座第三代核电机组。

　　华龙一号由中核ACP1000和中广核ACPR1000 两种技术的融合。在国内，中广核在建的防城港核电站3、4号机组和中核福清5、6号机组就是采用"华龙一号"核电技术。

　　华龙一号反应堆采用中核集团“177堆芯”设计，相比国内在运核电机组的发电功率提升5%－10%。并采用"多重冗余的安全系统"和"能动与非能动相结合的安全措施"为主要技术特征。

　　在安全上，华龙一号在能动安全的基础上采取了有效的非能动安全措施，并结合了福岛核事故后国内外的经验反馈，提升了核安全级别。还补充了动力源丧失的非能动安全系统，提供了多样化的手段满足安全要求，是当前核电市场上接受度最高的三代核电机型之一。

　　在经济性层面，华龙一号与当前国际订单最多的俄罗斯核电技术产品相抗衡，与当前三代主流机型相比具有明显的经济竞争力。同时，华龙一号也将成为中国核电走出去的主要堆型。

　　关于核安全与核辐射

　　切尔诺贝利的至今仍是一片无人区，日本福岛核事故后出现的一些畸形物种，人们仍然心有余悸。很多人都会担心，下一个核事故会不会发生在中国？于此，笔者难以给予肯定的回答，但是从理性分析的角度上来说，没有万无一失的事情。

　　核电站的核安全措施是极高的，从核电站建设开始，核安全就被摆在第一位，哪怕是影响进度，核安全也是首先要考虑的。不得不说，中国核电借鉴了大亚湾时代，法国先进的核安全、以施工管理系统。

　　那么核安全级别到底达到一个怎样的高度呢？笔者举个例子来说明，比如在核电站里面最简单的施工：打个膨胀螺栓，需要走以下几个程序：

　　第一：开领料单，而开领料单需要先走网上程序，再找4-5个部门领导签字确认。

　　第二：做光谱分析，再次确认膨胀螺栓的材质、规格，没有问题方可领用，并需要有关部门签字确认。

　　第三：开运输单。运入核电站里面的一切东西都需要过“安检”，核电站门口一般都有武警站岗。哪怕是一个膨胀螺栓都需要开运输单，获得甲、乙方签字确认方可带入核电站施工区域。

　　第四：开动火证、作业安全分析表。这两个证明需要甲乙双方确定签字方可施工，为了避免作业周围有动火作业，所以需要事先做好防火措施。

　　第五：施工质量检查，QC1，QC2，QC3三级质量保证，签字确认，这项作业才算暂时完成(系统施工完成后还有诸多质量检查事项)

　　从以上不难看出，核电施工对质量安全的把控是非常严格的，而且施工也只是核电建设，还有核电运营、检修等层层安全措施。但是，虽然有非常严谨完善的核电安全管理系统，核电事故也不能说是万无一失。切尔诺贝利、三里岛以及日本福岛核泄漏都是非常鲜明的例子。

　　核安全有很多的不确定性因素，我们也无法预测。那么对于核安全我们能做什么呢？了解一些核辐射相关的知识是很有必要的。接下来，笔者就与大家分享下，核辐射是怎么回事。

　　首先，先来了解下辐射，辐射可分为非电离辐射和电离辐射，非电离辐射是指不能使物质的原子或者分子产生电离的辐射，一般能量比较低，比如紫外线、微波、无线电波等。而电离辐射直接或间接电离粒子或二者混合组成的辐射。比如α粒子、β粒子、质子，不带电粒子有中子以及X射线、γ射线，能量非常高。而核辐射就是主要是释放γ射线，属于电离辐射。

　　那么，核辐射具体是如何影响我们身体的呢？

　　核辐射影响人体是因为电离辐射在人体产生相应的生物效应。说的简单点，核辐射在人体内会和周围的物质发生相互作用，相互作用的过程也是能量转移的过程(电离辐射蕴含的能量是相当高的)。在这一系列的相互作用中会对人体细胞内的生理结构及功能的完整性造成严重损伤。

　　电离辐射的能量转移过程分为直接作用和间接作用。

　　直接作用——电离辐射直接引起靶分子电离和激发而发生物理化学变化，造成结构和功能损伤的过程。

　　间接作用——电离辐射作用于生物分子的周围介质(主要是水)生成水解自由基，这些自由基再作用于生物分子发生物理化学变化，如生成生物分子自由基(次级自由基)，造成结构和功能损伤的过程。

　　生物效应产生的三个过程：

　　1、物理过程与能量转移，能量沉积在细胞内并引起电离

　　2、物理化学作用，生成自由基，比如H2O2, HO2,H- , OH OH-等，离子与其他水分子反应形成自由基等，自由基和氧化剂可能破坏染色体结构。

　　3、分子组成及性质的改变，细胞早期死亡；阻止或延迟细胞分裂；细胞永久变形。

　　电离辐射对DNA的作用

　　1. DNA分子损伤，碱基变化，比如碱基环破坏、碱基脱落丢失等；

　　2.DNA链断裂，如果是单链断裂，对真核生物可以修复，对原核生物是致死性的。如果是双链断裂，细胞可通过重组修复，但染色体畸变率高，可导致细胞死亡。

　　细胞水平损伤

　　增殖死亡，细胞受照射后经过1个或几个分裂周期以后，丧失了继续增殖的能力而死亡，称增殖死亡，也称延迟死亡。

　　间期死亡，细胞受照射后不经分裂，在几小时内就开始死亡，称间期死亡，又称即刻死亡。

　　最后，DNA分子水平、细胞水平的损伤达到一定程度后，人体就会从宏观上显现出相关的照射症状。

　　结语

　　核电历来是一个争议性比较大的项目，核能拥有巨大的能量，但也有它的双面性，用的好可以造富一方，用的不好也可能毁灭一方。当下能源危机逼近，重启核能是重压所致，但是，核电安全切不可有半点疏忽，从事核电事业的朋友需要铭记使命。