为什么核电站需要电力来保证安全？

最近，有关乌克兰扎波罗热核电站的新闻大多与该设施是否能接入外部电力线有关。国际原子能机构 (IAEA) 9 月 13 日的最新消息谨慎地分享了好消息：欧洲最大的核电站有三条不同的线路将其与外部电力连接，此前这三条线路全部被切断。

国际原子能机构表示，目前的情况是，其中一条线路为该核电站提供所需的电力，而另外两条线路则作为备用线路。尽管这是一个好的发展，而且该核电站的六座核反应堆都已关闭，但国际原子能机构仍发出警告。该组织总干事拉斐尔·马里亚诺·格罗西“再次强调，该核电站的核安全状况仍然岌岌可危——该核电站由俄罗斯军队控制，但由乌克兰工作人员在战区中部运营。”格罗西说，炮击“仍在更广泛的地区发生”。

核电站是否拥有维持其系统运行所需的电力是一个关键问题，也为我们提供了一个机会来深入了解核电站的工作原理以及如何在极端情况下保持安全。

基础知识

现代核电站是一个复杂而昂贵的设施，但其工作原理在理论上很简单。“任何核电站的工作原理都是铀衰变成其他元素，并在这一过程中以热量的形式释放能量，”哥伦比亚大学梅尔曼公共卫生学院助理教授诺曼·克莱曼解释说，他研究电离辐射对人和动物的影响。“这些热量被用来烧水、产生蒸汽、驱动涡轮机、发电。”

更具体地说，乌克兰的扎波罗热核电站和美国的大部分核电站都是压水反应堆。这意味着反应堆中的水会因为燃料棒的存在而变热，并且水会加热其他水（但不与之混合），这些水会以蒸汽的形式转动涡轮机。（另一种类型称为沸水反应堆。）

“会产生大量热量，”克莱曼补充道。“如果不去除这些热量，就会导致核电站材料（燃料棒本身、燃料所在的金属外壳和其他部件）的物理熔化。所以你需要一种方法来冷却核电站。”

当然，这需要电力，核电站的其他系统也一样。Good Energy Collective 的执行董事杰西卡·洛弗林 (Jessica Lovering) 表示，如今的核电站“总是需要电力来维持冷却剂在核电站内的循环”，Good Energy Collective 是一个从气候变化角度支持核能（不产生碳排放）的组织。“他们需要泵或其他东西将水推过堆芯以保持冷却，这样就不会变得太热而导致事故。如果核电站关闭，所需的冷却剂就会少得多。”

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扎波罗热州有六座核反应堆。国际原子能机构指出，这些反应堆“处于冷停机状态”。但是，“它们仍然需要电力来维持必要的安全功能。”

电力来源有多种。根据国际原子能机构的说法，目前扎波罗热核电站的电力来自备用电力线，但也可能来自现场柴油发电机。该核电站还利用了最后一座正在运行的反应堆，即六号反应堆，来提供所需的电力。 《纽约时报》上周报道称，这种做法被称为“孤岛模式”，但指出这种模式不应持续很长时间——不能超过 60 分钟，这是对乌克兰国家能源公司 Energoatom 负责人 Petro Kotin 的采访。

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洛弗林说，一般来说，冷却剂问题是关键。“世界各地发生的大多数核事故都是因为冷却剂以某种方式丢失。”日本福岛就是一个悲剧性的例子。

“他们现在可能处于相当不错的状态，”洛弗林说，“但缺点是他们没有为乌克兰和欧洲生产电力。”不过，她也对柴油发电机表示担忧，因为一旦外部电源连接再次被切断，该设施现场还有多少燃料。她还担心现场工人的福祉。

“你不想看到核电站周围遭到炮击，但现在核电站已经关闭，所以这个问题不再那么紧急，”她补充道。