日本核危機(jī)重新引發(fā)關(guān)于環(huán)境、健康和全球能源利用的爭(zhēng)論

大衛(wèi)·比艾羅

從結(jié)構(gòu)上來講，坐落在海邊、包括6個(gè)核能反應(yīng)堆的福島第一核電站在2011年3月11日襲擊日本本州東北海岸的破壞性地震中得以幸存，但是隨后海嘯產(chǎn)生的14米高海浪導(dǎo)致其真正的毀滅。海浪沖走了為備用發(fā)電機(jī)準(zhǔn)備的柴油，并且導(dǎo)致為保持反應(yīng)堆溫度提供冷卻水的水泵斷電。結(jié)果，6個(gè)核反應(yīng)堆中的3個(gè)核反應(yīng)堆和2個(gè)核廢料池至少部分熔化。熔化是一個(gè)通俗的術(shù)語，表示為核反應(yīng)堆提供能量的鈾燃料棒的熔化。在這場(chǎng)自1986年切爾諾貝利事件以來最嚴(yán)重的核事故中，未知數(shù)量的放射性碘、銫和钚（它們是超過700種的鈾裂變副產(chǎn)品中的一部分）被排放到自然環(huán)境中。

核電站的工作人員冒著不可見的氫氣火焰和放射性的水，努力恢復(fù)電力，并為遭受重創(chuàng)的反應(yīng)堆降溫。為了保證他們能夠執(zhí)行這項(xiàng)工作，日本衛(wèi)生廳將輻射的法定限量提高至每年250毫西韋特，這個(gè)數(shù)值是美國的5倍。日本政府疏散了核電站20公里范圍內(nèi)的居民，此時(shí)，負(fù)責(zé)監(jiān)管美國核電站的美國核管理委員會(huì)建議美國公民所在地離核電站應(yīng)至少80公里。遠(yuǎn)在南方幾百公里外的東京自來水中，以及相隔至少一個(gè)大洋和一個(gè)大陸的馬薩諸塞州的雨水中均可以檢測(cè)到放射性同位素。

在世界范圍內(nèi)，這場(chǎng)災(zāi)難重新引起了關(guān)于核電站安全的長久爭(zhēng)論，并且再一次強(qiáng)調(diào)了在全球能源使用背后復(fù)雜的環(huán)境頑癥。在一段時(shí)間內(nèi)，人們不可能完全認(rèn)識(shí)到核輻射對(duì)人類健康的真正影響。但是如果拿以前的核事故作為參考，受到核輻射污染的人群中某些癌癥的發(fā)病率偏高就是其影響的一個(gè)明證。

更大的問題源自比較。世界需要能源，什么形式的能源對(duì)人類健康的危害性更大？是由鈾裂變產(chǎn)生的危害還是燃燒化石燃料產(chǎn)生的危害？畢竟，每年由燃燒煤、石油和其它化石燃料導(dǎo)致的空氣污染使成百上千的人死亡，或者被哮喘等相關(guān)的疾病折磨。盡管切爾諾貝利事故導(dǎo)致大約50個(gè)人因救火和搶救熔化而死亡，導(dǎo)致出現(xiàn)了約4 000～100 000例癌癥患者并最終死亡，但是發(fā)生在1979年，被認(rèn)為是美國至今最嚴(yán)重的核事故的賓夕法尼亞三里島核反應(yīng)堆部分熔化事故，卻沒有人員死亡。

換句話說，如果提問變成“核能有多危險(xiǎn)？”相對(duì)于其它形式的能源而言，其答案是“危險(xiǎn)不是很大”。

1 風(fēng)險(xiǎn)與回報(bào)

當(dāng)任何形式的輻射被人體吸收后，它的數(shù)量將以西韋特為單位測(cè)量。這個(gè)單位是以一生致力于輻射對(duì)生物影響研究的瑞典健康物理學(xué)家Rolf Sievert（1896—1966）的名字命名。嚴(yán)重的輻射病在總輻射量為2西韋特的情況下發(fā)生，這大概比人類平均年輻射量高1 000倍。病癥伴隨著皮膚發(fā)紅或燒傷、脫發(fā)、惡心和腹瀉。這些影響導(dǎo)致51個(gè)消防隊(duì)員和核電站工作人員在1986年切爾諾貝利事故的后續(xù)處理中喪生，這依然是至今為止最嚴(yán)重的核事故。

截至2011年4月底，福島第一核電站二號(hào)反應(yīng)堆附近的輻射水平已經(jīng)達(dá)到每小時(shí)1西韋特，這使得人類不可能在這一區(qū)域內(nèi)對(duì)設(shè)備開展修復(fù)工作。核電站附近的海水中含有的輻射碘量比日本法定標(biāo)準(zhǔn)高4 000倍，而且很可能在食物鏈中的海草和其它海洋生物中富集。東京電力也已經(jīng)開始將超過11 000噸的放射性海水倒入海中，而這將使污染情況進(jìn)一步惡化。

在附近的土壤中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了钚，其濃度與核武器試驗(yàn)后的濃度水平相當(dāng)。在遭到破壞的日本核電站40公里以外，國際原子能組織已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了風(fēng)和雨水中攜帶放射性銫，其濃度比切爾諾貝利附近的濃度更高。

東京電力為防止反應(yīng)堆壓力過高而排放的水蒸汽產(chǎn)生放射性氫——氚。氚在衰減過程中放射出低能的β粒子，并且很容易被人體攝取或吸入。這些放射性蒸汽也將更危險(xiǎn)的放射性粒子帶到遠(yuǎn)方，例如钚或銫-137。

這種銫的半衰期為30年，這意味著至2041年它的濃度將有一半轉(zhuǎn)變?yōu)楹罄m(xù)同位素，而其中一種同位素仍然會(huì)放射γ射線。由于氣候的影響，這種污染可能將被限制在核電站西北部的一片長條形的土壤和海域中。由于放射性銫和其它粒子的影響，在這片長條形區(qū)域中某些地方的輻射水平可能高至每年1西韋特，而這足以引發(fā)放射性疾病。

在反應(yīng)堆幾百碼外的核電站大門處，輻射水平降低至每小時(shí)0.1毫西韋特，這意味著這里2.5天的持續(xù)輻射量等于美國人一年的輻射量。據(jù)美國環(huán)境保護(hù)署透露，這種輻射水平也足以引起人體內(nèi)血液化學(xué)成分的變化。

同樣可怕的是，這種輻射物質(zhì)對(duì)健康的影響依然是可見的。以往的核事故只是給我們一些潛在影響的啟示。例如，通過切爾諾貝利事故，我們可以肯定暴露在放射性碘中的人以后幾乎都會(huì)患甲狀腺癌。與此同時(shí)，一項(xiàng)對(duì)日本廣島和長崎原子彈爆炸幸存者的研究從1947年持續(xù)至今。該研究發(fā)現(xiàn)，輻射導(dǎo)致患白血病、肺癌和皮膚癌的風(fēng)險(xiǎn)增加，尤其是那些遭受輻射超過100毫西韋特的人。輻射量越大，患癌癥的可能性越大。但是，參加調(diào)查的20萬日本幸存者中超過40％的人仍然存活至今，其中有些人在原子彈爆炸時(shí)只是嬰兒或兒童。

美國國家科學(xué)院認(rèn)為，根本不存在電離輻射的安全劑量，或者說放射物都有足夠的能量誘發(fā)健康問題。但是他們也認(rèn)為當(dāng)劑量很小時(shí)其風(fēng)險(xiǎn)也相對(duì)較小。國家輻射防護(hù)與測(cè)量委員會(huì)作為一個(gè)獨(dú)立的科學(xué)機(jī)構(gòu)，出于其自身立場(chǎng)，建議以1毫西韋特，或者以美國人每年在高空飛行和醫(yī)學(xué)掃描中接受到背景輻射的1/2～1/3作為每年接受輻射的安全劑量。

大多數(shù)科學(xué)家強(qiáng)調(diào)，關(guān)鍵是避免攝取或者吸入輻射粒子。國際原子能組織發(fā)現(xiàn)，日本山形縣毀壞的核電站的東北方土壤中輻射性碘和銫可能污染綠葉蔬菜和其它農(nóng)產(chǎn)品。美國倫斯勒理工學(xué)院的保健物理學(xué)家，研究反應(yīng)堆和放射性物質(zhì)及設(shè)備輻射安全的Peter Caracappa說：“你可以避開外部輻射源”，但是放射性物質(zhì)會(huì)通過污染食物途徑進(jìn)入你體內(nèi)，“它們會(huì)存留在你身體里，而你無法避開你自己”。

最大的健康風(fēng)險(xiǎn)在于仍然在核電站附近居住的那些日本人。在受創(chuàng)的核電站附近，放射性水被有意和無意地排入海洋中。食用在這些水中生長的魚類或者海藻將額外帶來每年0.6毫西韋特的輻射量。并且，從福島到京都至少12個(gè)不同地區(qū)的菠菜、水果和海鮮中均發(fā)現(xiàn)了放射性碘和銫。

日本已經(jīng)開始在核電站附近的地上噴塑料來固定這些同位素，他們?cè)噲D用這種方法阻止放射性同位素進(jìn)一步從受損核電站中釋放。但是從熱燃料棒中釋放的钚將在福島第一核電站的土壤中存留幾百年，甚至上千年。這意味著這些土地將很有可能變的像切爾諾貝利一樣：一片荒蕪，中心是被埋在混凝土中的熔化的核燃料，周圍則是一片隔離區(qū)。

2 關(guān)鍵辯論

在日本核事故的余波中，太平洋西北部和加利福尼亞到明尼蘇達(dá)的雨水中都檢測(cè)到了低量的放射性碘，這引起了美國公眾的關(guān)注。盡管如此，日本的核事故看起來沒有改變美國政府對(duì)核電的支持。美國能源部長Steven Chu在2011年3月15日向國會(huì)保證：“美國有嚴(yán)格的安全規(guī)章來保證我們的核電是安全和負(fù)責(zé)任的，美國民眾應(yīng)該對(duì)此有充足的信心”。［1］而且即使福島反應(yīng)堆的設(shè)計(jì)和美國現(xiàn)在仍在運(yùn)行的23個(gè)核反應(yīng)堆相同或相似，美國官員相信他們通過采取適當(dāng)?shù)陌踩胧┛梢员ＷC反應(yīng)堆安全運(yùn)行，當(dāng)然他們無疑也將從日本事故中吸取教訓(xùn)。

從根本上說，核電站的安全不僅僅取決于技術(shù)，更重要的是能夠擁有并實(shí)施這種技術(shù)的人員。任何一個(gè)民用核電事故都因人為失誤而惡化，這種失誤可能屬于監(jiān)管、管理或者操作層面上。例如，在三里島事故中，操作員認(rèn)為反應(yīng)堆核心的水量過多，而實(shí)際上卻是里面的水量過少，從而導(dǎo)致了部分熔化。切爾諾貝利的燃燒是因?yàn)橐粋€(gè)有缺陷的安全試驗(yàn)。奧巴馬總統(tǒng)在2011年3月31日的一次演講中發(fā)表聲明，他已經(jīng)要求核管理委員會(huì)進(jìn)行一次充分的安全檢查，這次安全檢查應(yīng)該可以重新喚起核電站運(yùn)營者和操作者的警覺。［2］

同樣是在這次演講中，奧巴馬總統(tǒng)指出了一個(gè)關(guān)鍵的能源權(quán)衡。核能發(fā)電排放的二氧化碳遠(yuǎn)低于化石能源，而且它對(duì)健康產(chǎn)生的副作用可能相對(duì)較少，例如空氣污染。事實(shí)上，由核電產(chǎn)生的空氣污染僅限于制造它的鈾、燃料棒、水泥和鋼等部件時(shí)需要的能量。

的確，核能發(fā)電導(dǎo)致的災(zāi)難性熔化風(fēng)險(xiǎn)雖然小但確實(shí)存在。全球范圍內(nèi)，民用核電已經(jīng)有將近55年的歷史，在這期間至少發(fā)生了3次熔化事故。美國核工業(yè)的目標(biāo)是將每10萬年發(fā)生嚴(yán)重事故的次數(shù)限定在1次以內(nèi)。

相比之下，燃燒化石能源會(huì)日復(fù)一日地產(chǎn)生健康問題。利用控制鈾原子裂變來發(fā)電是一個(gè)相對(duì)清潔的方式，因?yàn)樗粫?huì)每天都對(duì)健康產(chǎn)生影響。但是一旦發(fā)生熔化事故，大量致命的輻射物將被釋放到環(huán)境中，將會(huì)影響很多人的健康。

可是根據(jù)國際原子能機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)，至今為止，全球的核電站每發(fā)1 000萬兆瓦時(shí)的電僅會(huì)導(dǎo)致0.2～1.2人死亡。另一方面，以燃煤的方式每發(fā)1 000萬兆瓦時(shí)的電則會(huì)導(dǎo)致2.8～32.7人死亡。

毫無疑問，由燃煤導(dǎo)致的死亡包括從地底挖掘煤礦石的礦工的死亡，以及燃煤產(chǎn)生的空氣污染導(dǎo)致的死亡。凈化空氣任務(wù)組織指出，在美國僅燃煤產(chǎn)生的細(xì)小懸浮顆粒就導(dǎo)致每年13 200人死亡。而且這只是Health Affairs雜志對(duì)死亡人數(shù)的保守估計(jì)，懸浮顆粒和其它形式的空氣污染還會(huì)導(dǎo)致其它形式的危險(xiǎn)。與該問題相關(guān)的文獻(xiàn)顯示，空氣污染影響貧困地區(qū)學(xué)生的學(xué)業(yè)［3］，而細(xì)微顆粒的釋放與更高層次的健康問題——例如因吸入這些細(xì)微顆粒而患有毛細(xì)支氣管炎的嬰兒的住院治療費(fèi)用，直接相關(guān)。［4］

當(dāng)然，還有潛在危害更小的能源：可再生能源，如風(fēng)能和太陽能。除非這種可再生能源能夠完全滿足地球的需要，否則我們將一直面對(duì)這種可怕的選擇：使用可能帶來大范圍疾病和死亡的化石能源，還是偶然熔化導(dǎo)致放射物傳播威脅的核反應(yīng)堆。

［1］Chu S.Statement of Secretary of Energy Steven Chu［EB/OL］.（2011-03-15）［2011-04-20］.http://www.eere.energy.gov/office_eere/m/testimony_chu_031511.html.

［2］White House.Remarks by the president on America’s energy security［EB/OL］.（2011-03-30）［2011-04-20］.http://www.whitehouse.gov/the-press-office/2011/03/30/remarks-president-americas-energy-security.

［3］Mohai P，Kweon B S，Lee S，et al.Air pollution around schools is linked to poorer student health and academic performance［J］.Health Affairs，2011，30（5）：852-862.

［4］Sheffield P，RoyA，Wong K，et al.Fine particulate matter pollution linked to respiratory hospital costs［J］.Health Affairs，2011，30（5）：871-878.