美國(guó)核電為何被評(píng)為最安全產(chǎn)業(yè)

卓異

說起核電，許多人會(huì)跟核泄漏甚至核爆炸聯(lián)系到 起，對(duì)核電運(yùn)營(yíng)的安全性有質(zhì)疑。不過，美國(guó)作為商業(yè)運(yùn)行核電的“老大”，應(yīng)用核電時(shí)間最久，核電站也最多，但其核電業(yè)卻被評(píng)為最安全的產(chǎn)業(yè)之一。那么，美國(guó)是如何保障核電運(yùn)營(yíng)安全的？

核管會(huì)有權(quán)直接關(guān)停核電廠

在電影和體育等領(lǐng)域，美國(guó)人推崇“出格”的個(gè)人英雄主義，但在政治、經(jīng)濟(jì)、民生等領(lǐng)域，美國(guó)人很注重完善規(guī)章制度，用來規(guī)避不確定因素可能帶來的風(fēng)險(xiǎn)。筆者認(rèn)為，美國(guó)核電安全歸根結(jié)底源于安全保守的標(biāo)準(zhǔn)體系，和一板一眼的監(jiān)管機(jī)制。

美國(guó)核管制委員會(huì)（U.S. NuclearRegulatory Commission，NRC）是聯(lián)邦政府的一個(gè)相對(duì)獨(dú)立機(jī)構(gòu)，直接對(duì)總統(tǒng)負(fù)責(zé)，接受國(guó)會(huì)監(jiān)督，其任務(wù)是保護(hù)與核能有關(guān)的公共健康和安全?？磭?guó)內(nèi)中文多譯為“美國(guó)核管理委員會(huì)”，但根據(jù)英文“Regulatory”的詞義和該機(jī)構(gòu)的職責(zé)，筆者認(rèn)為翻譯成“管制”更恰當(dāng)。美國(guó)核管制委員會(huì)（下簡(jiǎn)稱“核管會(huì)”）根據(jù)1974年的能源重組法案成立，1975年開始運(yùn)作，其職能包括監(jiān)督反應(yīng)堆安全，頒發(fā)反應(yīng)堆及放射性原料許可證，以及監(jiān)管乏燃料的儲(chǔ)存、安保、回收和處置等。核管會(huì)通過檢查可以罰款，甚至直接關(guān)停核電站。核管會(huì)制定了堪稱工業(yè)界的最高安全標(biāo)準(zhǔn)，且每家核電廠運(yùn)營(yíng)還要優(yōu)于這些標(biāo)準(zhǔn)。核管會(huì)制定的涉核安保標(biāo)準(zhǔn)，也得到了素以嚴(yán)苛著稱的美國(guó)國(guó)土安全部的認(rèn)同。

核管會(huì)檢查員不得和工人有私交

核管會(huì)向每個(gè)核電廠派駐至少兩名檢查員，可隨時(shí)隨地在工廠檢查任何事項(xiàng)，運(yùn)營(yíng)方不得拒絕。檢查員不住在工廠里，但必須住在附近社區(qū)，他們不能與核電廠員工發(fā)展私人社交，而且每7年必須更換一次常駐的核電廠。“我們?cè)谶@里是為了維護(hù)健康和公共安全，希望與我們正在檢查的電廠及員工保持專業(yè)的工作關(guān)系，不想損害我們的誠(chéng)信，哪怕是可能影響我們誠(chéng)信的看法?！焙斯軙?huì)駐電廠檢查員布蘭頓·雷耶斯（Brandon Reyes）對(duì)美國(guó)媒體透露。此外，核管會(huì)還定期分析全球各地的涉核活動(dòng)，以確定美國(guó)核電行業(yè)可能的改進(jìn)措施。

行業(yè)組織的作用不容忽視

除了隸屬于美國(guó)聯(lián)邦政府的核管會(huì)，一些行業(yè)組織在美國(guó)核電安全運(yùn)營(yíng)過程中，也起到不可忽視的作用。

美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)（ASME），成立于1880年，當(dāng)年許多蒸汽鍋爐和壓力容器頻發(fā)故障，應(yīng)運(yùn)而生的該協(xié)會(huì)是美國(guó)歷史最悠久的標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)組織之一，也是一個(gè)工程學(xué)社團(tuán)，還兼有研發(fā)組織、游說集團(tuán)、教育機(jī)構(gòu)等多重角色。作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)組織，該協(xié)會(huì)在壓力技術(shù)、核電站、電梯/自動(dòng)扶梯、建筑、工程設(shè)計(jì)和性能測(cè)試等領(lǐng)域，持續(xù)開發(fā)和維護(hù)包括核電行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)在內(nèi)的近600種規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，并在100多個(gè)國(guó)家廣泛使用。筆者作為美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)地方協(xié)會(huì)的組織者，也參加過一些年會(huì)和培訓(xùn)，深感負(fù)責(zé)制定核電行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的部門，可能是該協(xié)會(huì)最一絲不茍嚴(yán)肅認(rèn)真的部門，當(dāng)然也是收入較高的部門，只是成員年齡普遍偏高，新生力量不足。

核電運(yùn)營(yíng)研究所（INPO）是美國(guó)一個(gè)由核電廠資助的行業(yè)組織，成立于1979年，旨在設(shè)定核電行業(yè)內(nèi)的績(jī)效目標(biāo)、基本標(biāo)準(zhǔn)和指導(dǎo)方針，促進(jìn)運(yùn)營(yíng)機(jī)制的改善和核電廠之間經(jīng)驗(yàn)共享。核電運(yùn)營(yíng)研究所定期評(píng)估各核電廠，調(diào)查核安全的各方面，并把優(yōu)勢(shì)和不足都總結(jié)出來與各核電站分享，以共同提高。核電運(yùn)營(yíng)研究所對(duì)核電廠評(píng)估的結(jié)果不向公眾披露，它在對(duì)各核電廠評(píng)估之后，按l到4分來打分，其中“INP0 1”是最好的分?jǐn)?shù)，而“INPO4”則代表有嚴(yán)重運(yùn)行問題，相關(guān)核電站必須加以整改。

1986年，蘇聯(lián)發(fā)生切爾諾貝利核事故，世界核電運(yùn)營(yíng)受到極大質(zhì)疑。在美國(guó)核電運(yùn)營(yíng)研究所與歐洲的電力行業(yè)組織“國(guó)際電力生產(chǎn)和配電者協(xié)會(huì)（UNIPEDE）”的推動(dòng)下，成立了世界核電運(yùn)營(yíng)者協(xié)會(huì)（WANO）。這是一個(gè)非官方機(jī)構(gòu)，將核安全和核電運(yùn)行業(yè)績(jī)作為首要目標(biāo)，各國(guó)核電站只要接受WANO的宗旨并向其承諾就可加入。WANO在國(guó)際上做著與INPO在美國(guó)類似的工作，通過核電同行評(píng)審、績(jī)效分析、技術(shù)支持、行業(yè)發(fā)展和企業(yè)合作，促進(jìn)有效溝通力保核電安全運(yùn)營(yíng)。不得不承認(rèn)，在涉及系統(tǒng)性能和運(yùn)營(yíng)安全等方面，美國(guó)各核電廠都擁有WANO和INPO -貫的高分。

從業(yè)人員培訓(xùn)繁復(fù)還要當(dāng)“義工”

美國(guó)核電廠的反應(yīng)堆操作員，必須持有聯(lián)邦執(zhí)照才能運(yùn)行或監(jiān)督反應(yīng)堆控制，而獲得這種執(zhí)照至少需要兩年時(shí)間來通過美國(guó)核管會(huì)的一系列測(cè)試和認(rèn)證。操作員在許可證有效期內(nèi)每工作5至6周就要花一周時(shí)間在教室和反應(yīng)堆模擬器上“再培訓(xùn)”。此外，反應(yīng)堆操作員必須經(jīng)過身體健康和心理健康認(rèn)證才能上崗，所有核電廠員工在上崗前，必須接受執(zhí)法部門的背景和犯罪記錄調(diào)查。 核電工程師的要求就更高了。核專業(yè)的本科，甚至是碩士、博士畢業(yè)后，都要先考取見習(xí)工程師的執(zhí)照，然后跟隨專業(yè)工程師（Professional Engineer，PE）工作1至4年，再用至少4年考取專業(yè)工程師執(zhí)照才能獨(dú)立工作。很多人還會(huì)在這之后用十來年去考各種專業(yè)的涉核工程認(rèn)證，期間會(huì)在相關(guān)行業(yè)協(xié)會(huì)當(dāng)義工.比如參加美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定等，說是義工，那是由于作為非營(yíng)利組織的行業(yè)協(xié)會(huì)不給他們發(fā)工資，但這些“義工”所就職的核電公司一般會(huì)發(fā)相應(yīng)工資和差旅費(fèi)用。

按一個(gè)按鈕也須二人確認(rèn)

在核電站的控制室里，墻上掛著五顏六色的旋鈕、操縱桿和開關(guān)板，讓人覺得一個(gè)錯(cuò)誤操作就會(huì)引發(fā)無可挽回的核災(zāi)難。其實(shí)這不太可能發(fā)生，因?yàn)閷?duì)任何一項(xiàng)功能操作，核電廠都有多個(gè)備用系統(tǒng)，多個(gè)系統(tǒng)同時(shí)失效才會(huì)出事。

“核能一直是頭條新聞，主要因?yàn)樗o公眾帶來潛在巨大危險(xiǎn)，而不是它提供了多少能源，”美國(guó)核管會(huì)檢查員布蘭頓·雷耶斯說，“它受到了不成比例的關(guān)注。”另一位檢查員吉姆·卡拉福迪（Jim Krafty）說：“如果我認(rèn)為核電廠不安全，就不會(huì)在這里工作。我曾在造紙廠和化工廠工作過，但我更愿意在核電廠工作?！?/p>

這兩個(gè)檢查員負(fù)責(zé)監(jiān)管位于賓夕法尼亞州的“海貍谷”（Beaver Valley）核電廠的備用系統(tǒng)，并確保無需使用它們。他倆每天24小時(shí)待命，早上5點(diǎn)就到核電廠，檢查并監(jiān)控所有核電系統(tǒng)和部件。他們監(jiān)管“第一能源”（First Energy）核運(yùn)營(yíng)公司的工作人員，該公司負(fù)責(zé)運(yùn)營(yíng)海貍谷核電廠。檢查員通常會(huì)在控制室內(nèi)確保所有旋鈕和控制桿的位置正確并正常工作。任何一人在做任何操作前，都要向另一人確認(rèn)。比如一個(gè)人想調(diào)整某個(gè)按鈕，須經(jīng)另一個(gè)同事確認(rèn)可調(diào)整后，才能進(jìn)行操作。

縱深防御 有多個(gè)獨(dú)立保護(hù)層

美國(guó)的各核電廠采用“縱深防御”的安全措施，反應(yīng)堆及配套設(shè)施有多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的保護(hù)層，每個(gè)保護(hù)層都有備用系統(tǒng)，還有多層物理屏障可防止意外的輻射泄漏。例如裝入鈾燃料的棒，裝燃料棒的反應(yīng)堆，以及容納反應(yīng)堆的鋼筋混凝土建筑，都被多重保護(hù)層緊密“呵護(hù)”。一旦哪個(gè)保護(hù)層受到攻擊或意外故障，其備用系統(tǒng)白行啟動(dòng)，以防止輻射泄漏。美國(guó)所有核電廠都在廠區(qū)不同地點(diǎn)加裝了應(yīng)急泵、發(fā)電機(jī)、蓄電池組、充電器、壓縮機(jī)和軟管，“備而不用”要遠(yuǎn)勝于“用而無備”。

既要防災(zāi)還需反恐

核電廠的防御體系必須足夠強(qiáng)大，來抵御自然災(zāi)害和恐怖襲擊。核反應(yīng)堆由帶鋼板的約1米厚的鋼筋混凝土保護(hù)，反應(yīng)堆容器由約6英寸（約15厘米）的合金制成;反應(yīng)堆安置在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，能抵御包括颶風(fēng)、地震和洪水等自然災(zāi)害;反應(yīng)堆的外殼建筑可承受噴氣式客機(jī)直接撞擊。

美國(guó)全國(guó)65座核電廠共有約9000名裝備精良且訓(xùn)練有素的安保人員（其中許多有執(zhí)法或從軍經(jīng)歷）保護(hù)。核管會(huì)不到3年就對(duì)每座核電廠實(shí)施一次“反恐”演習(xí)，模擬敵人試圖洞穿防御體系破壞核電站，要求核電廠的安保部隊(duì)有效應(yīng)對(duì)。

2001年9·11恐怖襲擊發(fā)生后，美國(guó)各核電廠的外圍增加了帶刺的鐵絲網(wǎng)，并部署更多荷槍實(shí)彈的安保人員嚴(yán)陣以待。其實(shí)對(duì)一架高速飛行的客機(jī)來說，核電站并不是一個(gè)簡(jiǎn)單目標(biāo)，因?yàn)榉磻?yīng)堆堆芯直徑通常小于3米，高不到3.6米，它被封閉在一座由混凝土堡壘環(huán)繞的重型鋼制容器中。大型客機(jī)準(zhǔn)確“命中”的概率不亞于讓“駱駝走鋼絲”，而小型航空器的撞擊則難以形成致命影響。

盡管反應(yīng)堆堆芯受到嚴(yán)密保護(hù)，但一些管道、反應(yīng)堆冷卻設(shè)備，以及輔助設(shè)備和相鄰的供電設(shè)施，則容易受到攻擊。對(duì)此，核電站配備了多個(gè)應(yīng)急冷卻系統(tǒng)和備用電源。在所有這些備用措施都被破壞的極小概率事件中，堆芯才可能過熱并融化，比如福島核泄漏事件。即便在這種極端情況下，放射性材料仍被“封鎖”在壓力容器內(nèi)。

當(dāng)然，如果說核電廠有致命弱點(diǎn)，那就是用過的乏燃料儲(chǔ)存設(shè)施。從反應(yīng)堆中取出的乏燃料組件被保存在深水池中冷卻并屏蔽其輻射。如果恐怖分子對(duì)冷卻池實(shí)施精確攻擊能讓冷卻水流失，導(dǎo)致乏燃料過熱并融化。對(duì)此，各核電廠都有消防水帶迅速向冷卻池注水讓乏燃料“不那么熱”。

防黑客 每個(gè)核電站都是孤島

“孤島運(yùn)營(yíng)”是美國(guó)核電站獨(dú)有的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)措施。核電廠的安全系統(tǒng)靠硬件連接，而不接入互聯(lián)網(wǎng)。核電廠嚴(yán)格控制U盤、筆記本電腦或其他便攜式電子設(shè)備的使用。核電廠員工要經(jīng)過大量的安全篩檢和培訓(xùn)，那些使用電腦等數(shù)字設(shè)備的工人會(huì)受到嚴(yán)格監(jiān)控。

美國(guó)各核電站有十幾年的抗黑客經(jīng)驗(yàn)，美國(guó)的核行業(yè)于2002年成立了網(wǎng)絡(luò)安全特別工作組，以不斷監(jiān)測(cè)威脅并加強(qiáng)防御，2008年還實(shí)施了美國(guó)能源行業(yè)第一個(gè)網(wǎng)絡(luò)安全方案。

核電行業(yè)還與美國(guó)政府情報(bào)機(jī)構(gòu)合作，以了解最新的網(wǎng)絡(luò)攻擊工具和技巧。核管會(huì)定期對(duì)每個(gè)核電廠的網(wǎng)絡(luò)安全狀況進(jìn)行檢查，并與國(guó)土安全部和能源部積極合作，以防止黑客攻擊。

時(shí)刻準(zhǔn)備災(zāi)難來臨

在美國(guó)核電領(lǐng)域有一句話，“核電站必須期待最好的結(jié)果，準(zhǔn)備最差的情況發(fā)生”，因?yàn)橐獣r(shí)刻準(zhǔn)備災(zāi)難來臨，所有核設(shè)施能抵御白然災(zāi)害和其他緊急情況。每個(gè)核電廠都有相同的目標(biāo)：保護(hù)社區(qū)和員工，并為此制定了應(yīng)急反應(yīng)計(jì)劃。這些計(jì)劃必須經(jīng)過聯(lián)邦政府批準(zhǔn)，各核電站還要經(jīng)常測(cè)試和改進(jìn)計(jì)劃。

美國(guó)核管會(huì)和聯(lián)邦緊急事務(wù)管理機(jī)構(gòu)（FEMA）制定總體要求，各核電運(yùn)營(yíng)商制定出符合要求的詳細(xì)計(jì)劃，運(yùn)營(yíng)商還與地方和州政府合作，培訓(xùn)警察、消防員和醫(yī)務(wù)人員等急救員。

美國(guó)各核電廠每個(gè)月都會(huì)進(jìn)行培訓(xùn)和演習(xí)，每?jī)赡甓紩?huì)與州和地方政府機(jī)構(gòu)以及核管會(huì)執(zhí)行應(yīng)急演習(xí)。演習(xí)結(jié)束后，每位參與者都要深入剖析問題，并尋找需要改進(jìn)的領(lǐng)域。

研發(fā)安全退役修復(fù)環(huán)境

1957年美國(guó)建成世界上第一座投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)的核電廠，即位于賓夕法尼亞州的希平港（Shipping port）核電廠。目前美國(guó)全國(guó)有65座核電廠，105套核電機(jī)組。隨著許多核設(shè)施在未來數(shù)十年內(nèi)即將退休，其安全退役以及對(duì)其場(chǎng)地進(jìn)行環(huán)境補(bǔ)救至關(guān)重要。為此，美國(guó)核行業(yè)協(xié)會(huì)和各核電廠積極與高校合作，研發(fā)放射性廢物管理、土壤和地下水恢復(fù)、核設(shè)施停用及退役等方面的經(jīng)驗(yàn)和最佳做法。

美國(guó)一些核電站目前正與科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)等專業(yè)學(xué)校和科研機(jī)構(gòu)合作，大力推動(dòng)核設(shè)施退役和環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域相關(guān)的人才隊(duì)伍建設(shè)，并與世界各地的相關(guān)機(jī)構(gòu)在該領(lǐng)域開展聯(lián)合研究。通過這種合作關(guān)系培訓(xùn)的學(xué)生，將來可能成為核電領(lǐng)域的科學(xué)家和工程師，他們將為解決涉及核電廠“安全退休”提供所需的創(chuàng)新。