三次嚴重事故對中國壓水堆核電發(fā)展的啟示

高健偉，薛 娜，邱 林，陳巧艷，王 輝，賀 楷，王曉霞，魏其銘，毛亞蔚

(中國核電工程有限公司，北京 100840)

2022年以來，國際形勢風云變幻，俄烏沖突引發(fā)了全球能源價格上漲，加之綠色低碳能源轉(zhuǎn)型、應(yīng)對氣候變化等已在國際社會形成共識，發(fā)達國家正在積極調(diào)整能源政策，核電又重新受到重視。比如法國在2022年2月宣布將不再關(guān)停核電廠，并大力發(fā)展創(chuàng)新型核反應(yīng)堆。核安全是公眾關(guān)心的焦點，近期兩則涉核事件再度引發(fā)了公眾對核電安全的擔憂。一則是福島第一核電廠事故后的核污染水排海計劃得到了正式批準；二則是俄烏沖突威脅歐洲最大核電廠扎波羅熱核電廠的安全。

安全是核電發(fā)展的“生命線”。 歷史上曾經(jīng)發(fā)生過三次核電嚴重事故，即美國三哩島核電站事故(1979年)、蘇聯(lián)切爾諾貝利核電廠事故(1986年)和日本福島第一核電廠事故(2011年)。事故后核工業(yè)界專家學(xué)者總結(jié)了大量經(jīng)驗教訓(xùn)，對核電安全的發(fā)展產(chǎn)生了重大影響。盡管這三次事故已經(jīng)過去多年，但是隨著科技的進步和人們對事故的認知水平的提升，其經(jīng)驗教訓(xùn)依然能夠?qū)ξ磥砗穗姷陌踩桶l(fā)展有所啟示。

目前，世界上大多數(shù)核電廠采用的是技術(shù)最為成熟的壓水堆技術(shù)，我國也是采用的壓水堆為主的核電發(fā)展技術(shù)路線[1]。壓水堆的功率密度高，安全性較高，建造和運行成本較低[2]。截至2022年11月，全球在役的商用反應(yīng)堆423臺，其中304臺為壓水堆，占71.9%[3]，我國運行核電機組54臺(不含臺灣地區(qū))，其中壓水堆51臺，占94.4%[4]。

通過回顧三次核電嚴重事故的影響，在分析事故原因異同點的基礎(chǔ)上，立足中國核電發(fā)展的現(xiàn)實情況，探討從三次嚴重事故中應(yīng)獲得的啟示，提出未來我國壓水堆安全方面的提升和研發(fā)方向，指出發(fā)展核電是中國實現(xiàn)“雙碳”目標和能源安全的客觀需要與現(xiàn)實選擇。

1 三次核電嚴重事故

1.1 三次核電嚴重事故的比較

對比三次核電嚴重事故不難發(fā)現(xiàn)許多不同之處，詳見表1。

表1 三次核電嚴重事故比較表

表面上看，發(fā)生在不同時間、地點的三次核電站嚴重事故的直接原因、現(xiàn)象、后果都各不相同，但是，透過完全不同的表象依然能夠發(fā)現(xiàn)在導(dǎo)致事故發(fā)生的隱形原因中存在諸多共同點。

(1)對核安全的認識不夠深入

發(fā)生事故的三座核電站采用的技術(shù)均成形于20世紀60～70年代，當時國際核工業(yè)界對于核安全的認識還不夠深入，尚未形成安全目標。所謂核安全并非絕對安全，而是要有度的，達到一個合理的可接受的水平就可認為是安全的。《核電安全的基本原則》(IAEA)指出：“無論怎樣努力，都不可能實現(xiàn)絕對安全。某種意義來說，生活中處處有危險”[8]。核安全是一種動態(tài)的、相對的安全。核安全的目標是維持核設(shè)施的正常運行，預(yù)防事故發(fā)生和在事故下緩解其結(jié)果，從而保護從業(yè)人員、公眾和環(huán)境不至于受到輻射帶來的危害。1979年美國三哩島核電廠事故發(fā)生之后，核電廠安全目標成為討論的焦點之一。

(2)采用的都是早期的第二代核電廠技術(shù)

從今天的角度來看，發(fā)生事故的三座核電廠采用的設(shè)計中存在很多缺陷，其中最重要的是缺乏可靠的嚴重事故應(yīng)對措施。前兩次事故直接催生了新一代核電(即第三代核電)技術(shù)的誕生，而完善的嚴重事故預(yù)防和緩解措施被認為是第三代核電技術(shù)最重要的安全特征[9]。

在概率安全分析中，衡量核電廠安全性的兩個重要指標是堆芯損壞概率和大量放射性釋放概率[10]。第二代核電技術(shù)這兩個安全指標的平均值分別為10-4(堆年)-1和10-5(堆年)-1，而第三代核電技術(shù)的要求為10-5(堆年)-1和10-6(堆年)-1，部分第三代核電技術(shù)(例如“華龍一號”)甚至能達到10-6(堆年)-1和10-7(堆年)-1。從這個指標來看，第三代核電技術(shù)發(fā)生堆芯損壞事故和大量放射性釋放事故的頻率，要比第二代核電技術(shù)降低1～2個數(shù)量級。

(3)核電廠核安全管理和核安全文化存在缺陷

三次嚴重核電事故都存在大量核安全意識淡薄和應(yīng)對突發(fā)事故能力欠缺的問題。三哩島核電廠設(shè)備和系統(tǒng)長期在降級狀況下運行，缺乏必要的維修；切爾諾貝利核電廠運行人員對電廠運行規(guī)程和試驗規(guī)程缺乏應(yīng)有的尊重和遵守，隨意違反操作規(guī)程；福島第一核電廠技術(shù)支持過于依賴承包商和分包商，缺乏熟悉電廠情況的技術(shù)支持和維修力量，以至于只能臨時招募搶險人員。

(4)核能公眾溝通機制不健全

三次嚴重核電事故發(fā)生后，都引發(fā)了反對核電的輿情。個體的認知水平不同，不同群體代表的利益不同，因此對核電有各種不同的看法實屬正常。然而，三次嚴重核電事故的發(fā)生增加了部分公眾對核電的焦慮感，在少數(shù)媒體夸大宣傳的情況下公眾對于核電安全的信任有所降低。盡管核電廠安全水平在不斷提升，但是公眾溝通能力不足，核電信息透明度不夠，公眾溝通機制不健全，從而影響了核能公眾接受性。

1.2 三次核電嚴重事故的影響

美國三哩島、蘇聯(lián)切爾諾貝利和日本福島這三次核電廠嚴重事故都深刻影響了世界核電的發(fā)展走向。

三哩島核電站事故是核電發(fā)展歷史上第一次核反應(yīng)堆堆芯熔化事故，由于反應(yīng)堆安全殼有效地包容了放射性物質(zhì)向環(huán)境釋放，所以次事故對環(huán)境和公眾造成的放射性后果并不嚴重。三哩島核電廠事故給美國整個核電行業(yè)和監(jiān)管部門敲響了警鐘，之前未予重視的小破口失水事故居然會釀成如此嚴重的后果，事故中反映出的管理(例如操作人員培訓(xùn)、應(yīng)急程序、組織、管理)與技術(shù)(例如設(shè)備設(shè)計、建造、設(shè)備鑒定和安全分析)方面問題同樣重要。事故發(fā)生后，美國NRC將工作重心從原來審批新核電廠執(zhí)照轉(zhuǎn)移到監(jiān)管運行核電廠，在事故后修改審查及監(jiān)督活動中投入了大量的人力；再次完善已有的現(xiàn)場監(jiān)督制度，便于監(jiān)督員把更多精力放在對核電廠運行和安全的深入了解上。事故發(fā)生后，美國成立了核電運行研究所(Institute of Nuclear Power Operations，INPO)，通過制定核電廠績效目標、準則和導(dǎo)則來促進核電廠安全運行；通過系統(tǒng)地收集、分析與分享運行安全有關(guān)信息來提高核電廠之間的經(jīng)驗反饋和信息交流。WASH-1400報告指出：審管部門在審查反應(yīng)堆時大破口失水事故作為設(shè)計基準事故分析，而小破口失水事故的發(fā)生頻率更高，因此風險貢獻更大。三哩島核電廠事故證實了這一觀點。作為一個分水嶺，安全分析由大破口失水事故轉(zhuǎn)向小破口失水事故和瞬態(tài)研究。另外，WASH-1400報告中采用的概率風險評價技術(shù)體現(xiàn)出傳統(tǒng)確定論分析技術(shù)所無法比擬的科學(xué)預(yù)見性。作為一個里程碑，三哩島核電事故使該技術(shù)得到了重生，并在隨后幾十年的發(fā)展應(yīng)用中展現(xiàn)了強大的生命力[11]。

切爾諾貝利核電事故是核電發(fā)展史上第一次最高級別的事故，蘇聯(lián)損失慘重，波及周邊國家和地區(qū)，但同時也給世界核電的發(fā)展帶來了一定的積極意義。

1)反應(yīng)堆的固有安全屬性得到了增強。事故發(fā)生后，業(yè)內(nèi)幾乎徹底摒棄了新建核電廠采用帶有正反饋效應(yīng)的堆芯核設(shè)計方案，石墨反應(yīng)堆的發(fā)展至此告終。

2)RBMK-1000型石墨反應(yīng)堆進行了一系列安全優(yōu)化。堆芯核設(shè)計中設(shè)置了附加的中子吸收體，改用了富集度為2.4%的鈾-鉺燃料，加裝了快速停堆系統(tǒng)，更新了運行導(dǎo)則和條例；加強人員技能培訓(xùn)，提高專業(yè)技術(shù)水平；主控室增加對運行人員的操作限制，從而有效降低核電廠發(fā)生人因失誤的可能性。類似的改進措施同樣推廣到其他在役的RMBK機組，從而消除類似事故的潛在風險。

3)承壓安全殼作為最后一道安全屏障已成為全行業(yè)的共識，增加了進一步降低大量放射性物質(zhì)釋放可能性，保護公眾健康和環(huán)境安全。

4)核安全文化誕生并得到全世界核行業(yè)的高度重視，核安全意識從核電廠運行擴展到設(shè)計、制造、建造、運行、監(jiān)管等諸多領(lǐng)域，為預(yù)防核電站事故發(fā)生起到重要作用。

5)冷戰(zhàn)背景下核技術(shù)領(lǐng)域的意識形態(tài)隔絕被打破，WANO等國際核電組織成立，“核安全無國界”理念得到確立[12]。

福島第一核電廠事故對日本的傷害程度及對世界環(huán)境的影響，至今難以蓋棺定論。事故發(fā)生后，全球在役的核電廠接受了安全性評估，同時各國采取了各不相同的應(yīng)對策略[13]。經(jīng)濟合作與發(fā)展組織(OECD)2017年的一份報告指出，事故后部分國家放棄核能；另一些國家，繼續(xù)提高核能在能源結(jié)構(gòu)中的占比。事故發(fā)生前，比利時和德國計劃放棄核能，事故后兩國強化了該計劃；瑞士放棄建造新反應(yīng)堆，只取代達到額定運行壽命的現(xiàn)有反應(yīng)堆；意大利在2011年6月的公投結(jié)果否定了核電重啟計劃。其他國家對事故表現(xiàn)出了不同的政策反應(yīng)，墨西哥基于核電廠安全評估結(jié)果決定繼續(xù)執(zhí)行現(xiàn)有核電開發(fā)計劃；美國為改善應(yīng)對失電和失冷的能力，要求核電廠升級安全系統(tǒng)和相關(guān)設(shè)施；而泰國則推遲了其開發(fā)核電廠的計劃[13]。

很難將這些不同的應(yīng)對措施簡單歸于單一事故的原因，因為其他因素也在影響世界核電項目的投資決策，包括儲量豐富且成本低廉的天然氣(主要在美國)，開發(fā)各種可再生能源發(fā)電的雄偉目標，許多發(fā)達國家的低電力需求和低電價以及在自由化市場(特別是歐洲和美國的一些地區(qū))投資于任何一種熱力發(fā)電設(shè)施所面臨的風險挑戰(zhàn)等。

德國數(shù)年來在發(fā)展核電和棄核之間徘徊，一方面因為試圖向可再生能源社會轉(zhuǎn)型，另一方面是執(zhí)政黨和反對黨選舉政治博弈的結(jié)果。2022年2月德國政府推遲了關(guān)閉最后三家核電廠的計劃，這與歐洲正在面臨的能源短缺危機密不可分。法國是全球第二大核電大國，2020年核電發(fā)電量占總發(fā)電量的70.6%。法國2015年發(fā)布《能源轉(zhuǎn)型綠色發(fā)展法案》指出到2035年核電占比將降低到50%。然而，隨著歐洲面臨能源短缺危機，2022年2月，法國宣布將重點發(fā)展可再生能源和核能兩大支柱能源；法國將不再關(guān)停核電廠，并大力發(fā)展創(chuàng)新型核反應(yīng)堆，這是對此前法國核能政策的戰(zhàn)略性轉(zhuǎn)向。

由此可見，福島第一核電廠事故發(fā)生以后，盡管公眾對核能的看法遭受了負面影響，但大多數(shù)國家仍然堅持事故發(fā)生之前對核能的態(tài)度。各國的核能政策與規(guī)劃更多受到經(jīng)濟、環(huán)境或氣候變化目標以及自然資源的制約，而福島第一核電廠事故的影響有限。

2 三次核電嚴重事故對中國壓水堆核電發(fā)展的啟示

從核電發(fā)展史上三次嚴重事故的歷史經(jīng)驗可以總結(jié)出，安全是核工業(yè)的生命線，開發(fā)利用核電必須以確保安全為前提。因此，發(fā)展核電的過程中務(wù)必把安全放在首位。從事核能行業(yè)的科學(xué)家和科技工作者致力于核能前沿領(lǐng)域的研發(fā)，未來我國核電站的安全將在以下方面進行提升。

2.1 提升固有安全性

(1)ATF燃料研發(fā)

核燃料作為核電站能量的來源，也是放射性物質(zhì)產(chǎn)生的最重要源頭，因此核燃料歷來均被視為放射性物質(zhì)釋放最重要的屏障。在事故工況下，燃料如果能夠保持完整性并有效滯留裂變產(chǎn)物，將會從源頭上降低事故的放射性后果。基于此，耐受事故燃料(Accident Tolerant Fuel，簡稱“ATF燃料”)的概念被提了出來，尤其在福島核電事故后，基于對反應(yīng)堆固有安全的進一步重視，ATF燃料成為了研究的熱點。相比于標準的UO2-鋯合金燃料，ATF燃料具有相當或更好的燃料性能。堆芯失去冷卻的情況下ATF燃料能夠更長時間保持完好，提供更長的事故應(yīng)對時間，能夠潛在地通過主動或被動方式緩解事故后果。

ATF燃料的重要研發(fā)方向包括：改善與蒸汽的反應(yīng)動力學(xué)參數(shù)(包括氧化速率和氧化產(chǎn)熱)；降低氫氣產(chǎn)生率，以減弱氫氣爆炸和燃料包殼氫脆等風險；改善包殼性能，提升其抵抗破裂、熱沖擊和熔化的能力，提升幾何穩(wěn)定性；改善燃料芯塊性能，以提供更低的燃料運行溫度、更高的熔化溫度，并改善包殼內(nèi)表面氧化和燃料重定位情況；提高對固、液、氣等各種形態(tài)裂變產(chǎn)物的包容能力。

世界主要核國家針對上述內(nèi)容開展了大量研究工作，既包括新型包殼材料的研究，也包括新型燃料的研究[14]。新型包殼材料研發(fā)方面，主要包括FeCrAl合金包殼、涂層鋯合金包殼、碳化硅包殼等。新型燃料研發(fā)方面，主要包括高密度和高導(dǎo)熱燃料以及彌散型惰性基體燃料。ATF燃料的成功研發(fā)和使用，將進一步提高燃料在事故工況下的耐受能力，提升反應(yīng)堆的安全水平。

(2)納米冷卻劑研發(fā)

提高壓水堆固有安全性能的另一核心問題在于改進燃料至冷卻劑的傳熱，通過在冷卻劑中加入納米顆粒，使之成為納米流體，提高流體導(dǎo)熱系數(shù)，從而可以有效提升傳熱性能。21世紀初研究人員提出了納米流體應(yīng)用于反應(yīng)堆的設(shè)想，目前業(yè)界已經(jīng)探討了納米流體在VVER-1000、APR1400和SCWR等水堆上的應(yīng)用，其中將Al2O3、TiO2納米流體于應(yīng)用于VVER-1000反應(yīng)堆的安全分析結(jié)果顯示，隨著冷卻劑中納米顆粒濃度的增加，流體溫度升高，傳熱強化；應(yīng)用于加拿大SCWR的分析結(jié)果表明，當冷卻劑中的納米顆粒質(zhì)量濃度超過40%時，包殼壁面最高溫度及燃料最高溫度分別降低20 ℃和30 ℃。雖然將納米流體作為冷卻劑有諸多優(yōu)點，但還存在諸如熱中子吸收截面較高、容易堵塞、侵蝕設(shè)備、流動壓降高等不足。后續(xù)可持續(xù)開展納米冷卻劑的研究工作，重點解決穩(wěn)定性問題，實現(xiàn)納米冷卻劑在壓水堆的實際應(yīng)用，有效提升壓水堆安全性能。

2.2 提升非能動安全性

(1)優(yōu)化的能動與非能動安全系統(tǒng)

壓水堆能動安全系統(tǒng)依賴外來觸發(fā)、動力源和能動設(shè)備以及核輔助系統(tǒng)的支持實現(xiàn)安全功能，用來應(yīng)對設(shè)計基準事故，缺乏完善的設(shè)計擴展工況應(yīng)對措施。美國的AP1000技術(shù)引入了非能動理念，利用物質(zhì)自然特性，減少了安全支持廠房、安全級設(shè)備和相關(guān)廠房，極大簡化了電廠設(shè)計。“華龍一號”采用了能動與非能動相結(jié)合的設(shè)計理念[15]，提高了系統(tǒng)安全性，但經(jīng)濟性稍差。未來壓水堆安全系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)充分發(fā)揮非能動系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟的優(yōu)點，進一步提升非能動系統(tǒng)的地位和作用，提高壓水堆的經(jīng)濟性，以較低代價實現(xiàn)整體安全目標。

(2)自然循環(huán)的反應(yīng)堆

目前主系統(tǒng)采用完全自然循環(huán)的反應(yīng)堆包括了美國的NuScale、阿根廷的CAREM-25、日本的IMR和中國的NHR200-Ⅱ。這類反應(yīng)堆的設(shè)計沒有設(shè)置主循環(huán)泵，在正常運行模式下，一次冷卻劑均實現(xiàn)了自然循環(huán)對反應(yīng)堆堆芯進行冷卻，消除了主泵與外部應(yīng)急電源的應(yīng)用，輔之以非能動的安全系統(tǒng)，極大提升了反應(yīng)堆的安全性和經(jīng)濟性。目前我國在建的模塊化小型壓水堆ACP100的設(shè)計中仍然采用了主循環(huán)泵作為動力驅(qū)動冷卻劑導(dǎo)出堆芯熱量，同時仍然保留了傳統(tǒng)的穩(wěn)壓器設(shè)計，一體化設(shè)計不夠徹底。在后續(xù)研發(fā)中，可以完善一體化設(shè)計，同時探索取消主循環(huán)泵、采用自然循環(huán)的技術(shù)方案，以提升反應(yīng)堆安全性和經(jīng)濟性。

2.3 加強人因工程研究，減少人因事故發(fā)生

核電廠系統(tǒng)和設(shè)備的設(shè)計、運行及管理都離不開人的作用。歷史上核電廠發(fā)生的三次嚴重事故的主要因素均為人因。經(jīng)統(tǒng)計，我國自進入21世紀以來，人因事件發(fā)生總次數(shù)呈上漲趨勢，人因事件在運行事件中占比較高。核事故和人因事件的發(fā)生為后來核電廠人員可靠性設(shè)計提供寶貴經(jīng)驗的同時，也說明未進行充分的人因工程研究可能造成危險后果。

人因工程研究是運用生理學(xué)、心理學(xué)和其他有關(guān)學(xué)科知識，使得機器和人相互適應(yīng)，創(chuàng)造舒適和安全的環(huán)境條件，從而提高工效。人因工程研究中使用的定性辨識人誤的方法均在核電廠人因可靠性分析(HRA)分析中得到應(yīng)用。核電廠HRA方法一般可分為第1代、第2代和第3代。目前核電廠主要采用的是第1代HRA方法，是一種靜態(tài)的HRA方法。其中多序貫失效模型方法SPAR-H是國際上認可和接受的方法，該方法將人員行為分為診斷和執(zhí)行兩部分，定義了8個績效因子。

隨著核電廠的開建和已建核電廠投入商業(yè)運行，人因事件可能更加頻繁地出現(xiàn)。而核電廠的更新?lián)Q代，如數(shù)字化主控室和模擬機的引入、電廠規(guī)程的變化等均對人因工程有著重大影響。這就需要我們加強人因工程研究，總結(jié)經(jīng)驗、未雨綢繆。一方面更進一步分析已發(fā)生的和假想的人因事件從中汲取經(jīng)驗，另一方面與時俱進充分考慮電廠的新變化對人因工程研究帶來的影響。在設(shè)計中，引入增加了人員認知行為分析的第2代和動態(tài)模擬的第3代HRA新方法，可以更好地從設(shè)計之初預(yù)防和減少人誤可能，從而提高核電廠安全。

2.4 提升安全殼性能

安全殼是核電廠的最后一道實體屏障。福島核事故后，業(yè)內(nèi)更加關(guān)注嚴重事故下的安全殼系統(tǒng)性能，針對嚴重事故下放射性氣溶膠的遷移與熱力學(xué)現(xiàn)象開展了廣泛研究，但對于影響氣溶膠遷移凝并的吸濕增長、衰變電荷等重要現(xiàn)象的研究仍有不足，非能動冷卻方式下的安全殼內(nèi)氣溶膠綜合行為有待深入研究。在包容能力方面，美國、法國等分別開展了比例模型以及貫穿件結(jié)構(gòu)可靠性研究。這些研究主要集中于壓力荷載下安全殼結(jié)構(gòu)承載能力和貫穿件密封性能方面，缺少嚴重事故熱力耦合下安全殼結(jié)構(gòu)失效機理和承載能力研究、安全殼結(jié)構(gòu)和貫穿件密封性能試驗及定量化的預(yù)測評價。在安全殼釋熱減壓和過濾排放技術(shù)研發(fā)方面，有必要探索新一代安全殼熱量導(dǎo)出和過濾排放技術(shù)，以實現(xiàn)電廠經(jīng)濟性和安全性的提升。

2.5 提升應(yīng)急技術(shù)能力和裝備水平

應(yīng)急是核輻射縱深防御的最后一道屏障。我國已經(jīng)建立了較為完善的核應(yīng)急組織體系和法律體系，但核應(yīng)急技術(shù)與裝備研究方面尚處于起步階段。未來核應(yīng)急在核與輻射應(yīng)急監(jiān)測技術(shù)、事故后果評價以及應(yīng)急技術(shù)與裝備等方面的關(guān)鍵技術(shù)加強研究[16]。

(1)多重協(xié)同輻射監(jiān)測系統(tǒng)(包括固定式和便攜式、車載式、航空式等)

為應(yīng)對核與輻射環(huán)境安全突發(fā)事件的突發(fā)性、瞬時性和偶然性，要求應(yīng)急監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)具有廣泛性、準確性和時效性。我國幅員遼闊，要求應(yīng)急監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)密度適中，與我國國土面積相匹配。此外，應(yīng)急監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)應(yīng)覆蓋陸地海洋和大氣，且采取多樣化的測量手段作為補充。未來我國將有必要在以上幾個方面完善和發(fā)展現(xiàn)有的應(yīng)急監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，形成多重協(xié)同輻射監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠覆蓋到所有省會城市、其他主要地市及重要、敏感的邊境地區(qū)；其監(jiān)測項目廣泛，包括空氣吸收劑量率、累積劑量、放射性核素定量分析(灰塵、土壤、池水、草、飲用水、沉降、海水、海底土壤)等；測量形式多樣化，固定點監(jiān)測與航空測量、車載移動測量、便攜式測量相結(jié)合，為應(yīng)對核與輻射突發(fā)事件的輻射監(jiān)測提供保障，為應(yīng)對措施提供決策支持信息。

(2)智能化應(yīng)急決策和事故后果評價系統(tǒng)，形成多種尺度的全球預(yù)測能力

縱觀歷史上三次重大核事故后的應(yīng)急過程可以看出，核事故情況下的應(yīng)急決策面臨諸多挑戰(zhàn)。一是核事故情景下決策環(huán)境復(fù)雜，應(yīng)急指揮人員面臨可居留條件惡化和主觀緊張情緒的不利影響，僅基于人工和專家經(jīng)驗的決策過程可能無法滿足應(yīng)急響應(yīng)的及時性和科學(xué)性的要求；二是核事故應(yīng)急響應(yīng)的影響因素復(fù)雜，用于應(yīng)急決策的數(shù)據(jù)具有多源異構(gòu)的特點，來源多樣且格式復(fù)雜，數(shù)據(jù)處理難度較大；三是核事故應(yīng)急涉及核電站內(nèi)外各級組織，決策主體多，決策協(xié)同、決策數(shù)據(jù)及信息共享存在困難，決策效率的提升面臨瓶頸；四是核應(yīng)急決策需充分考慮公眾及工作人員的健康、應(yīng)對策略的經(jīng)濟成本以及可能造成的社會影響等因素，核應(yīng)急面臨多目標決策的挑戰(zhàn)，影響了“無人監(jiān)控、少人值守智能運行”目標的實現(xiàn)。

智能核應(yīng)急輔助決策系統(tǒng)將充分利用大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能、無人機、機器人等先進的智能化技術(shù)，實現(xiàn)智能應(yīng)急狀態(tài)判斷、場外輻射主動感知、輻射智能預(yù)測預(yù)警、事故后果的智能判定、事故后劑量場智能耦合分析、防護行動方案的智能決策、智能應(yīng)急預(yù)案、智能應(yīng)急處置、應(yīng)急保障和應(yīng)急評估等方面，可應(yīng)用于核電廠應(yīng)急演習(xí)與演練以及事故應(yīng)急響應(yīng)場景中，為核事故應(yīng)急提供智能化輔助決策。

(3)核事故應(yīng)急技術(shù)與裝備

核應(yīng)急情況下，在強輻射區(qū)域以核機器人代替人工十分必要。目前我國正積極研制適應(yīng)強輻射環(huán)境的機器人，通過優(yōu)化材料、高溫退火等方法，使部件達到了耐輻射的要求。

此外，在提升應(yīng)急技術(shù)水平的同時也需要加強專業(yè)訓(xùn)練，提升應(yīng)急人員能力，提高演習(xí)的有效性，建立與核能發(fā)展規(guī)模相適應(yīng)的核應(yīng)急體系。

3 結(jié)論與展望

能源和氣候是當今世界面臨的兩大挑戰(zhàn)。2022年以來，俄烏沖突引發(fā)全球能源供應(yīng)危機，凸顯了非化石能源和國內(nèi)能源結(jié)構(gòu)多元化的重要性。俄烏沖突加劇了全球燃料市場的緊張局面，同時刺激電價上漲。這讓各國政府不得不重新審視本國的能源安全戰(zhàn)略，愈發(fā)重視立足于國內(nèi)及多元化的能源供給，減少對進口化石燃料的依賴。核能提供了大規(guī)模減少對化石燃料依賴的機會，有助于實現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)多元化。為增強能源發(fā)展的經(jīng)濟性、穩(wěn)定性與自主性，全球核電發(fā)展回暖，傳統(tǒng)核電大國提出重振核電計劃，無核電國家提出建設(shè)核電設(shè)想，棄核國家擬重啟核電或延緩核電退役，全球核能發(fā)展由舉棋不定階段轉(zhuǎn)入穩(wěn)步發(fā)展階段。

俄烏沖突引發(fā)的能源價格上漲提示我國有必要加強能源自給率，保障能源供應(yīng)安全。核電作為一種清潔、經(jīng)濟、可靠的能源，在保障能源供給和電力安全等方面扮演著重要的角色[17]。2021年《政府工作報告》中明確提出“在確保安全的前提下積極有序發(fā)展核電”，這是近十年來我國首次采用“積極”一詞來表述核電。2022年政府出臺的《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》提出，積極安全有序發(fā)展核電，到2025年，核電運行裝機容量達到7 000萬千瓦左右。

氣候危機問題也同樣嚴峻。我國的目標是2030年前實現(xiàn)碳達峰，2060年前實現(xiàn)碳中和。要實現(xiàn)“雙碳”目標，在21世紀中葉實現(xiàn)溫室氣體凈零排放，就必須迅速徹底實現(xiàn)發(fā)電和供熱脫碳。與化石能源相比，核電通過核裂變反應(yīng)產(chǎn)生熱量，無溫室氣體排放，運行穩(wěn)定可靠，是低碳電力的重要來源。

發(fā)展核電是我國實現(xiàn)“雙碳”和能源安全的客觀需要與現(xiàn)實選擇，高質(zhì)量發(fā)展核電將不斷為社會經(jīng)濟發(fā)展、能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化、溫室氣體減排等做出重要貢獻。歷史上三次核電嚴重事故以極大的損失為代價為全世界的核電事業(yè)提供了重要的教訓(xùn)，某種意義上為世界核電事業(yè)的發(fā)展做出了一份貢獻。客觀看待三次嚴重事故的事實，從中汲取經(jīng)驗和教訓(xùn)，無疑有利于核電事業(yè)特別是核安全的進一步發(fā)展和提高。如果因歷史上的事故就放棄和遠離核電，無疑只是一種逃避的做法。面對三次嚴重核電事故的教訓(xùn)，我們需要做的是通過技術(shù)創(chuàng)新不斷提高核能利用的安全性，設(shè)計建造出更加安全和低造價的核電廠。