中国核电：安全系数很“硬核”

广岛原子弹爆炸令人震惊，切尔诺贝利核泄漏令人恐惧。由于核能的特殊性，核电厂的安全性和可靠性引起了人们的极大关注。

“中国的核电站足够安全，完全符合国际安全监管机构对新反应堆的安全要求。”中国科学院地球环境研究所研究员侯晓林在接受《中国科学日报》采访时说。

最近，他带领团队通过分析在我国沿海地区表层土壤中采集的钚元素239Pu和240Pu，再次证实了这一观点。研究结果发表在《臭氧层》杂志上。

核活动的指纹

长期以来，核电厂的安全运行一直是社会关注的热点。分析核电站周围环境的放射性水平有助于准确评估核电站运行的辐射影响。在这个过程中，钚已经成为核安全的重要指标。

“自然界中没有钚元素。它是通过人工核反应合成的。”侯晓林介绍说，不同来源的钚具有不同的同位素组成。在20世纪50-80年代大气核武器试验造成的全球放射性沉降物中，钚同位素240钚与239钚的原子比是0.18。然而，由于燃料消耗高，核电站反应堆产生的钚同位素比率为0.3~0.5。

换句话说，钚同位素的比率就像核活动的指纹。通过分析环境中钚同位素的比例，可以确定其来源。“例如，如果在核电厂附近采集的样本中钚同位素比率约为0.3，我们可以推断，它的来源不是核武器试验的全球结算，也就是说，它可能来自核电厂。”侯晓琳说道。

基于这一独特的指标，研究人员可以进一步评估核电厂的潜在安全危害。

“核电站的正常运行不可能排放钚。一些反应堆燃料元件受损，少量挥发性放射性物质可能泄漏到附近地区。如果钚能在5公里甚至10公里外被探测到，这表明一定量的钚已经通过气体被释放和扩散。由于钚是一种非挥发性元素，这意味着核电站可能会有一些放射性泄漏。”侯晓琳说道。

无核泄漏

中国的核电站有核泄漏吗？因此，该小组系统地收集了中国核电站所在沿海地区的表层土壤和土壤剖面，并测量了其中钚同位素的分布。

结果表明，中国沿海地区土壤钚同位素水平与同一纬度的全球平均水平无明显差异，呈现出从北到南逐渐降低的梯度分布，与全球沉降的纬度分布相一致。

“因为地球是南北旋转，而不是东西旋转。从理论上讲，核爆炸产生的大多数放射性物质进入平流层大气，在平流层充分混合后进入配对过程，最后沉降到表面。由于全球大气核武器试验场主要分布在北半球中高纬度地区，沉积的放射性物质存在纬度差异，即沉降水平在中高纬度地区高，在低纬度地区低。”论文第一作者、中国科学院地球环境研究所环境放射性实验室博士张告诉《中国科学日报》。

实验证实了这一观点。在*、内蒙古、中国东北和其他高纬度地区采集的土壤中钚同位素浓度相对较高，而在江苏和浙江等南方地区则相对较低。然而，从东到西，从东北到西北没有太大的差异。

“总的来说，从中国沿海地区土壤中钚同位素的比例来看，没有任何核电站泄漏的迹象，从水平上也不清楚这些钚同位素来自核电站。”张对说道。

这进一步证实，中国沿海地区土壤中的钚同位素主要来自1945年至1980年全球大气核武器试验的沉降，其他人类核活动释放的钚同位素对沿海地区的贡献微乎其微。同时，研究区239，240Pu浓度的分布也受到植被覆盖、降水和土壤有机质等环境因素的影响。

新的核电站更安全

今年9月，国务院新闻办公室发布了第一份《中国核安全白皮书》，全面介绍了中国核安全监管理念和做法，有效回应了公众对核安全的关切，展示了中国倡导建立核安全共同命运的决心和行动。

生态环境部副部长刘桦在介绍中国当前的核安全战略和进展时表示，中国核电厂的安全保持了世界先进水平。“世界核电运营商协会(WANO)过去五年的统计数据显示，中国核电厂运营单位的指标有80%优于世界平均水平，其中70%达到了世界先进水平。应该说，整体经营指标处于世界前列。”

此外，中国对低、中水平放射性废物和高水平放射性废物的处理和处置做出了战略规划安排。现在，两个中低放射性废物处理厂已经建立，并正在安全运行。

据了解，目前中国核电技术已经发展到第三代，安全性更高，预防措施更好。为了防止核反应堆中的放射性物质泄漏出去，包括“华龙一号”在内的第三代核电厂的反应堆一般都配备了三种防护钢甲:核燃料棒包壳、主承压边界和安全壳。每种保护都有自己的责任，并补充其他保护。三个保护环相互连接并交叉保护，形成对反应堆的严密保护，有效降低了核泄漏风险。

“实际上，因为中国的核电厂基本上是安全性更高的新型核电厂，而其他国家的许多核电厂都很旧，已经使用了40至50年，而我们的核电厂仅使用了几年至10多年，最长的超过20年。因此，中国核电厂的安全状况自然比其他国家好得多。”谈到中国核电站的安全原因，侯晓林坦言。

相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2019.05.094

侯晓林(左)和他的队友们正在野外采样。