确保核电的安全未来

世界需要扩大全球核能发电，以帮助遏制全球碳排放。 这一结论基于大量模型和预测，这些模型和预测表明可再生能源无法单独做到这一点。

但有一个重要的警告。 我们根本不能再发生像乌克兰切尔诺贝利和日本福岛那样的重大核事故。 我认为这些是低风险但后果严重的事件。

在核电历史上，很少发生过严重事故。 但核电站具有在发生严重事故时永久取代整个城市的独特潜力。

切尔诺贝利事故最终导致约 350,000 万人流离失所。 切尔诺贝利核电站周围有数千平方公里的无人居住禁区。 许多人也因福岛事故而流离失所，尽管人数没有切尔诺贝利事故那么多。

如果核电要发挥其减少碳排放的潜力，我们必须确保不再发生此类事故。

建设更安全的核电站

最近，我有机会与能源部核能办公室助理部长凯瑟琳·赫夫博士讨论了这些问题。

赫夫博士解释说，被动安全系统是确保在发生事故时工人可以离开核电站并使其在安全状态下关闭的关键。

这里有一个重要的区别。 公众可能期望核设计能够万无一失，但有很多原因导致该指标永远无法实现。 您根本无法防范所有可能发生的事件。 因此，我们尝试减轻可能的后果，并实施故障安全设计。

故障安全设计的一个简单示例是电气保险丝。 它不能防止过多电流试图流过保险丝的事件。 但如果发生这种情况，连接就会融化并停止电流流动——这是一种故障安全状态。 切尔诺贝利和福岛都不是自动防故障设计。

但如何实现这种自动防故障设计呢？ 赫夫博士举了两个例子。

第一个是新的 AP1000® 压水反应堆 (PWR) 西屋。 福岛的问题是，停堆后，需要有电力来循环水以冷却反应堆。 当断电时，反应堆堆芯的冷却能力就消失了。

新的APR反应堆依靠重力、自然循环和压缩气体等自然力来循环水并防止堆芯和安全壳过热。

除了被动冷却之外，在开发下一代耐事故燃料类型方面也进行了创新。 例如，三结构各向同性 (TRISO) 颗粒燃料 由铀、碳和氧燃料内核制成。 由于有三层涂层，每个颗粒都是自己的遏制系统。 TRISO 颗粒可以承受比当前核燃料高得多的温度，并且根本无法在反应堆中熔化。

Huff 博士表示，先进的反应堆演示将在本世纪末上线，其特点是充满 TRISO 颗粒的卵石床。

这两项创新可能会确保未来核电站永远不会发生重大事故。 但还有其他问题需要解决，例如核废料的处置。 我将在与赫夫博士对话的第二部分中讨论这一问题，以及美国为推广核电所做的努力。