美國對福島事件的反映和我們的思考

鄭健超

針對日本福島核電站泄漏事件，美國核能管理委員會召開公眾聽證會。 攝影/Mark Wilson/GettyNorthAmerica/CFP

作為核電技術(shù)和規(guī)模核電發(fā)展的始作俑者，美國對福島事件的反應(yīng)受到高度關(guān)注。福島事件后，與德國政府倉促決定凍結(jié)核電延長使用期限的做法截然不同，奧巴馬總統(tǒng)于3月17日表態(tài)：“我們的核電站已經(jīng)過了詳盡的研究并宣稱在任何極端緊急情況下也是安全的，但看到日本發(fā)生的危機(jī)時，我們有責(zé)任從這個事件中吸取教訓(xùn)”。與此同時，美國參眾兩院召開了一系列的聽證會，核管會官員、資深科學(xué)家、議員、電力公司主管等紛紛出席作證，對美國現(xiàn)有核電站的安全性、福島事件的啟示和應(yīng)對措施等議題，依據(jù)事實各抒己見。這些聽證報告或許能為我國后福島的核電發(fā)展戰(zhàn)略、制定核電安全規(guī)劃、調(diào)整核電發(fā)展的節(jié)奏提供一些有益的啟示。

美國參議院能源與自然資源委員會就福島核電站核泄漏事故召開聽證會。 攝影/Chip Somodevilla/ GettyNorthAmerica/CFP

一、現(xiàn)有反應(yīng)堆的安全性評價

美國在運(yùn)行的反應(yīng)堆是否安全成為關(guān)注的焦點(diǎn)，這是因為：

（一）美國現(xiàn)有65個核電站104臺機(jī)組在運(yùn)轉(zhuǎn)，全部都是所謂“二代”反應(yīng)堆，其中包括23臺與福島1號核電站同類的沸水堆。

（二）這些機(jī)組絕大部分建于上世紀(jì)70年代初至80年代末，相當(dāng)大部分已接近退役年限，其中包括距離紐約75英里位于新澤西州已運(yùn)行43年的Oyster Creek沸水堆核電站，和距離紐約市僅27英里的已服役近40年的Indian Point核電站。

（三）美國核電站周邊人口高度密集。有8個核電站（Indian Point, Three Mile Island, Limerick, Catawba, McGuire, St.Lucie, Turkey Point 和 Oyster Creek）20km范圍的人口為20萬～45萬之間；30個核電站20km范圍內(nèi)的人口超過69,000人，均超過福島同等距離的人口密度。9個電站30km范圍人口在50萬～98萬之間，31個核電站30km范圍內(nèi)的人口超過16萬人，超過福島核電站同等距離的人口密度。特別是Indian Point核電站，若按50英里應(yīng)急范圍計算，將涉及2000萬人?？梢?，美國核應(yīng)急疏散的難度遠(yuǎn)超日本。

（四）美國核電站的絕大部分位于內(nèi)陸，倚江河湖泊而建，已發(fā)生過排放影響生態(tài)的事件，如發(fā)生核泄漏后果會更嚴(yán)重。因此，福島事件后，美國現(xiàn)有核電站是否安全，自然成為聽證會質(zhì)疑的重點(diǎn)。

美國核管會（NRC）主席和官員在聽證陳述中，一再表示核監(jiān)管當(dāng)局對在運(yùn)的104臺核電機(jī)組的安全持有重新的信心，理由是：NRC現(xiàn)有4000雇員，包括頂級的核科學(xué)家、最有經(jīng)驗的工程師和各種專業(yè)人員，成立伊始就遵循縱深防御的理念，對美國核電站的選址、設(shè)計、建設(shè)指導(dǎo)運(yùn)行采用最高標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行全程嚴(yán)格監(jiān)管。每一個核電站設(shè)計都考慮了廠址可能發(fā)生的自然災(zāi)害，如地震、颶風(fēng)、龍卷風(fēng)、水災(zāi)、海嘯等。例如，處于地震帶的Onofre核電站，按照耐受水平加速度0.67g設(shè)計（福島為0.35g）可以抵御超過福島烈度的地震。三里島事件后，大幅度修改了應(yīng)急規(guī)劃的要求和應(yīng)急操作程序。為避免人為錯誤，頒令要求改進(jìn)控制室的布局和儀表指示、要求控制室應(yīng)顯示泵和閥門的狀態(tài)。增加了防止安全殼Mark-1的設(shè)計（注：福島核電站使用的廣受垢病的Mark-1安全殼，當(dāng)時西屋公司設(shè)計時，為了降低造價，減少了安全殼內(nèi)的空間，加之防止氫氣爆炸的措施不力，因此造成福島的氫氣爆炸和部分安全殼損壞）。在核安全組織體制上，強(qiáng)化了駐廠安全督察員制度。每一個核電站至少派2名安全督察員，可不受任何限制地查詢核電站的任何活動。駐廠安全督察與區(qū)域安全監(jiān)管中心和核管局總部保持實時聯(lián)系。必要時，區(qū)域安全監(jiān)管中心可派出多專業(yè)的專家到現(xiàn)場解決有爭議的問題。

核電運(yùn)營商PSEG Power總裁的證詞具有一定代表性。他從核電運(yùn)營商的角度，陳述美國核電站是安全的理由如下：

美國核電站經(jīng)過持續(xù)的技術(shù)改進(jìn)，平均能力因子從初期的不足70%提升到現(xiàn)在的90%以上，這是非常不容易的事。非計劃停堆等各項安全指標(biāo)逐年提高。為了確保核電安全，美國的核工業(yè)僅2009年就投入了65億美元用以更換汽輪機(jī)、壓力殼頂蓋等設(shè)備。三里島事件后，成立了核電運(yùn)營研究所（INPO），這是美國核工業(yè)界通過同行評審以保證核安全的自律性組織。它有權(quán)建立核電站性能指標(biāo)和評價準(zhǔn)則，各個核電運(yùn)營商有責(zé)任根據(jù)INPO的研究成果和建議落實改進(jìn)措施，INPO擁有核電界的設(shè)備性能和信息交換數(shù)據(jù)庫——EPIX。所有核電公司應(yīng)向EPIX提交設(shè)備出現(xiàn)的問題，以便進(jìn)行設(shè)備可靠性評價和指導(dǎo)設(shè)備的維修。INPO還擁有一個稱為“核網(wǎng)”的系統(tǒng)，讓各個核電運(yùn)營商可及時報告和分享有關(guān)運(yùn)行事件的信息，以便保證一旦某個電廠出現(xiàn)的事件不會在其他電廠重演。

上述對核電站的安全評價也得到比較超脫的獨(dú)立咨詢組織的贊同。自然資源保護(hù)委員會（NRDC）是一個由科學(xué)家、律師、環(huán)保專家組成、致力于公眾健康和環(huán)境保護(hù)的國際性非贏利組織。代表NRDC的資深科學(xué)家也認(rèn)為，由于強(qiáng)化核安全監(jiān)管、安全文化的培育和持續(xù)技術(shù)改進(jìn)，美國本土的反應(yīng)堆是安全的。在福島事件之前，他就預(yù)言過，下一次嚴(yán)重核事故一定會發(fā)生在美國本土之外。

上：日本核電站分布圖

下：2011年6月，日本東京舉行大規(guī)模反核游行。 攝影/ChinaFotoPress/CFP

二、福島事件的啟示

聽證會圍繞福島事件揭示出的核安全的薄弱環(huán)節(jié)，對需高度關(guān)注的問題展開質(zhì)詢、提出改進(jìn)建議。

（一）核電站電源的安全性

福島事件的直接原因是海嘯導(dǎo)致外部電網(wǎng)交流電源和核電站應(yīng)急電源同時喪失，而應(yīng)急蓄電池電源只支撐了8個小時，堆芯和乏燃料水池冷卻系統(tǒng)失效，最終導(dǎo)致災(zāi)害性事故。美國電網(wǎng)大停電的事故并不罕見，而外網(wǎng)停電時核電站應(yīng)急柴油機(jī)也失效的事件也發(fā)生過（Vogtle核電站，1990）。因此，在自然災(zāi)害或恐怖襲擊情況下，核電站電源的可靠性成為質(zhì)疑的重點(diǎn)。盡管NRC已頒發(fā)了應(yīng)對全站停電的法規(guī)，但質(zhì)疑者認(rèn)為還不夠。有專家建議新的安全法規(guī)應(yīng)將應(yīng)急柴油機(jī)的燃油儲存量從現(xiàn)有的7天增加至14天，應(yīng)急蓄電池電源可工作的時間從現(xiàn)有的4～8小時增加至72小時。

（二）乏燃料密集儲存問題

福島事件擴(kuò)大的一個重要影響因素是乏燃料水池循環(huán)冷卻系統(tǒng)失效引起火災(zāi)和放射性泄漏。因此，NRC允許乏燃料組件在水池中密集儲存的做法受到質(zhì)疑。例如，麻省的pilgrim核電站乏燃料水池與福島核電站的水池有相同的結(jié)構(gòu)，而NRC批準(zhǔn)該核電站可儲存4000個乏燃料組件。質(zhì)詢者認(rèn)為，如遇類似福島的災(zāi)害，產(chǎn)生乏燃料熔化和放射性泄漏的可能性很高，建議禁止乏燃料組件在水池中長期密集儲存，一俟冷卻到合適的溫度應(yīng)立即轉(zhuǎn)為干儲存。實際上，美國一些核電站廠址內(nèi)就建有乏燃料干儲存的設(shè)施。

（三）安全殼的完整性和可靠性

安全殼是防止放射性物質(zhì)大量泄漏的最后防線。世界上三次嚴(yán)重核事故突顯了安全殼的極端重要性。因此，不論是現(xiàn)在運(yùn)行沸水堆核電站Mark-1安全殼、還是新設(shè)計的先進(jìn)堆的安全殼及屏蔽建筑物的可靠性，成為了質(zhì)疑的重點(diǎn)。

（四）對反應(yīng)堆延壽計劃的質(zhì)疑

美國相當(dāng)大部分核電反應(yīng)堆已接近設(shè)計的退役年限，有半數(shù)已向NRC提交了延壽申請，已有20座反應(yīng)堆獲批延壽20年。由于福島事件發(fā)生在不少核電機(jī)組行將退役而提出延壽申請的非常時期，因而引發(fā)了對核電站延壽計劃的質(zhì)疑。爭議最大的要數(shù)距離紐約市僅27英里的Indian Point核電站。其2號和3號機(jī)組反應(yīng)堆（百萬千萬級壓水堆）將于2013年和2015年運(yùn)行屆滿40年，已列入延壽行列。該核電站按照耐受6.1級地震設(shè)計，而該地區(qū)歷史上出現(xiàn)過的最高震級是4級。但2008年哥倫比亞大學(xué)地震學(xué)家發(fā)表的報告稱，根據(jù)他們的研究，未來50年內(nèi)該地區(qū)有1.5%的可能性發(fā)生7級地震。此外，該核電站在運(yùn)行中發(fā)生過放射性蒸汽排放、變壓器爆炸、哈德遜河水溫升高造成死魚等事件。福島事件后，要求關(guān)閉該核電站的呼聲日高。環(huán)保人士認(rèn)為，人口高度密集的紐約市郊不容核電站存在。NRC堅持認(rèn)為，該核電站是安全的，對環(huán)境的影響不大，不妨礙它的延壽計劃。電力部門認(rèn)為，該核電站為紐約及周邊地區(qū)提供了30%的電力供應(yīng)，而且位于電網(wǎng)樞紐上，尋找替代方案絕非易事，而且會影響紐約的電價和碳排放計劃。估計，爭議還會持續(xù)下去。

三、美國聽證會的啟示

（一）美國眾參兩院聽證會的主導(dǎo)意見認(rèn)為，現(xiàn)有核電機(jī)組是安全的，但需吸取福島的教訓(xùn)，針對超設(shè)計基準(zhǔn)自然災(zāi)害情況襲來時核安全的薄弱環(huán)節(jié)，研究進(jìn)一步的技術(shù)改進(jìn)措施。

我國在運(yùn)（包括在建）的核電機(jī)組與美國主流的機(jī)組相比，已有近20年的時間跨度，設(shè)計上吸取了這些年來核電技術(shù)進(jìn)步的成果。而且我國主流堆型是壓水堆，它在安全殼可靠性、防止氫爆措施、應(yīng)急電源的安全性等方面已做了大量改進(jìn)。我們有理由理直氣壯地宣稱：中國的核電站是安全的。當(dāng)然，這并不意味著我們可以放松進(jìn)一步技術(shù)改進(jìn)的努力。

（二）一個權(quán)威和高效的核監(jiān)管體系是確保核安全的基礎(chǔ)。美國在三里島事件后，逐步建立了一個完整的有權(quán)威的核安全監(jiān)管體系。這個系統(tǒng)由核電企業(yè)層面的安全文化體系、核電行業(yè)層面以IN-PO模式為代表的同行安全自律體系和國家核監(jiān)管系統(tǒng)三大系統(tǒng)組成。后者又分駐廠安全督察、區(qū)域安全監(jiān)管和核管會總部監(jiān)管三個層次。核安全監(jiān)管機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)對核電站安全實施全面和全程的監(jiān)管，并負(fù)責(zé)應(yīng)對有關(guān)核安全的質(zhì)詢。

如前所述，美國核電站周邊人口高度密集，大部分核電站又是行將退役的老機(jī)組，核電站運(yùn)行中不可避免會出現(xiàn)不少低等級的事件（任何事件都不發(fā)生反而不正常，或說明監(jiān)管不到位）。福島事件后，美國并未出現(xiàn)大的反核浪潮，公眾對發(fā)展核電多持理性態(tài)度，更沒有出現(xiàn)無緣無故的核恐慌。公眾對政府監(jiān)管機(jī)構(gòu)的信任可能是主要原因。

我國處在快節(jié)奏規(guī)模發(fā)展核電的階段，而短期行為、輕率浮躁之風(fēng)的大環(huán)境的負(fù)面影響不可低估，在事關(guān)核安全的各個環(huán)節(jié)難免有疏漏，因此，強(qiáng)化核安全監(jiān)管是當(dāng)務(wù)之急。在建立健全我國核安全監(jiān)督體系方面，美國的經(jīng)驗值得我們借鑒。

（三）核安全必須依靠科技進(jìn)步，僅靠小心謹(jǐn)慎遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，藝高才能膽大。美國核電站良好的安全記錄得益于三里島事件后核電領(lǐng)域持續(xù)的技術(shù)改進(jìn)和創(chuàng)新。30多年來，美國核工業(yè)界和科技部門對反應(yīng)堆的設(shè)計的持續(xù)改進(jìn)、避免人因失誤和應(yīng)對各種自然災(zāi)害（包括超設(shè)計基準(zhǔn)的災(zāi)害）的措施，已經(jīng)完成了大量的技術(shù)創(chuàng)新研究并已應(yīng)用于工程。美國在反應(yīng)堆設(shè)計方面也發(fā)揮了先導(dǎo)作用。與美國相比，我國在核電技術(shù)領(lǐng)域仍有不小差距。為推動我國核電健康的發(fā)展，需要研究福島事件后世界核電發(fā)展趨勢，修訂我國核技術(shù)領(lǐng)域的科技創(chuàng)新規(guī)劃和計劃。更重要的是，要發(fā)揚(yáng)“兩彈一星”精神，克服體制機(jī)制障礙，大力協(xié)同、同舟共濟(jì)，使有限的科技資源發(fā)揮應(yīng)有作用。

（四）美國在政策制定和技術(shù)決策方面已經(jīng)建立了比較科學(xué)、民主和透明的決策機(jī)制和程序。凡遇重大決策，政府官員、企業(yè)首腦、國會議員、專家學(xué)者都出席聽證會作證，以事實為依據(jù)各陳己見，并對自己證詞的真實性負(fù)責(zé)。希望不久的將來，我們能有機(jī)會出席我國人大、政協(xié)主持的聽證會。