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

作為核電技術和規模核電發展的始作俑者，美國對福島事件的反應受到高度關注。福島事件后，與德國政府倉促決定凍結核電延長使用期限的做法截然不同，奧巴馬總統于3月17日表態：“我們的核電站已經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，但看到日本發生的危機時，我們有責任從這個事件中吸取教訓”。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、資深科學家、議員、電力公司主管等紛紛出席作證，對美國現有核電站的安全性、福島事件的啟示和應對措施等議題，依據事實各抒己見。這些聽證報告或許能為我國后福島的核電發展戰略、制定核電安全規劃、調整核電發展的節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、現有反應堆的安全性評價

美國在運行的反應堆是否安全成為關注的焦點，這是因為：

（一）美國現有65個核電站104臺機組在運轉，全部都是所謂“二代”反應堆，其中包括23臺與福島1號核電站同類的沸水堆。

（二）這些機組絕大部分建于上世紀70年代初至80年代末，相當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英里應急范圍計算，將涉及2000萬人。可見，美國核應急疏散的難度遠超日本。

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

美國核管會（NRC）主席和官員在聽證陳述中，一再表示核監管當局對在運的104臺核電機組的安全持有重新的信心，理由是：NRC現有4000雇員，包括頂級的核科學家、最有經驗的工程師和各種專業人員，成立伊始就遵循縱深防御的理念，對美國核電站的選址、設計、建設指導運行采用最高標準進行全程嚴格監管。每一個核電站設計都考慮了廠址可能發生的自然災害，如地震、颶風、龍卷風、水災、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，大幅度修改了應急規劃的要求和應急操作程序。為避免人為錯誤，頒令要求改進控制室的布局和儀表指示、要求控制室應顯示泵和閥門的狀態。增加了防止安全殼Mark-1的設計（注：福島核電站使用的廣受垢病的Mark-1安全殼，當時西屋公司設計時，為了降低造價，減少了安全殼內的空間，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。駐廠安全督察與區域安全監管中心和核管局總部保持實時聯系。必要時，區域安全監管中心可派出多專業的專家到現場解決有爭議的問題。

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

美國核電站經過持續的技術改進，平均能力因子從初期的不足70%提升到現在的90%以上，這是非常不容易的事。非計劃停堆等各項安全指標逐年提高。為了確保核電安全，美國的核工業僅2009年就投入了65億美元用以更換汽輪機、壓力殼頂蓋等設備。三里島事件后，成立了核電運營研究所（INPO），這是美國核工業界通過同行評審以保證核安全的自律性組織。它有權建立核電站性能指標和評價準則，各個核電運營商有責任根據INPO的研究成果和建議落實改進措施，INPO擁有核電界的設備性能和信息交換數據庫——EPIX。所有核電公司應向EPIX提交設備出現的問題，以便進行設備可靠性評價和指導設備的維修。INPO還擁有一個稱為“核網”的系統，讓各個核電運營商可及時報告和分享有關運行事件的信息，以便保證一旦某個電廠出現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立咨詢組織的贊同。自然資源保護委員會（NRDC）是一個由科學家、律師、環保專家組成、致力于公眾健康和環境保護的國際性非贏利組織。代表NRDC的資深科學家也認為，由于強化核安全監管、安全文化的培育和持續技術改進，美國本土的反應堆是安全的。在福島事件之前，他就預言過，下一次嚴重核事故一定會發生在美國本土之外。

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節，對需高度關注的問題展開質詢、提出改進建議。

（一）核電站電源的安全性

福島事件的直接原因是海嘯導致外部電網交流電源和核電站應急電源同時喪失，而應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失效，最終導致災害性事故。美國電網大停電的事故并不罕見，而外網停電時核電站應急柴油機也失效的事件也發生過（Vogtle核電站，1990）。因此，在自然災害或恐怖襲擊情況下，核電站電源的可靠性成為質疑的重點。盡管NRC已頒發了應對全站停電的法規，但質疑者認為還不夠。有專家建議新的安全法規應將應急柴油機的燃油儲存量從現有的7天增加至14天，應急蓄電池電源可工作的時間從現有的4～8小時增加至72小時。

（二）乏燃料密集儲存問題

福島事件擴大的一個重要影響因素是乏燃料水池循環冷卻系統失效引起火災和放射性泄漏。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構，而NRC批準該核電站可儲存4000個乏燃料組件。質詢者認為，如遇類似福島的災害，產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立即轉為干儲存。實際上，美國一些核電站廠址內就建有乏燃料干儲存的設施。

（三）安全殼的完整性和可靠性

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

（四）對反應堆延壽計劃的質疑

美國相當大部分核電反應堆已接近設計的退役年限，有半數已向NRC提交了延壽申請，已有20座反應堆獲批延壽20年。由于福島事件發生在不少核電機組行將退役而提出延壽申請的非常時期，因而引發了對核電站延壽計劃的質疑。爭議最大的要數距離紐約市僅27英里的Indian Point核電站。其2號和3號機組反應堆（百萬千萬級壓水堆）將于2013年和2015年運行屆滿40年，已列入延壽行列。該核電站按照耐受6.1級地震設計，而該地區歷史上出現過的最高震級是4級。但2008年哥倫比亞大學地震學家發表的報告稱，根據他們的研究，未來50年內該地區有1.5%的可能性發生7級地震。此外，該核電站在運行中發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，要求關閉該核電站的呼聲日高。環保人士認為，人口高度密集的紐約市郊不容核電站存在。NRC堅持認為，該核電站是安全的，對環境的影響不大，不妨礙它的延壽計劃。電力部門認為，該核電站為紐約及周邊地區提供了30%的電力供應，而且位于電網樞紐上，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，爭議還會持續下去。

三、美國聽證會的啟示

（一）美國眾參兩院聽證會的主導意見認為，現有核電機組是安全的，但需吸取福島的教訓，針對超設計基準自然災害情況襲來時核安全的薄弱環節，研究進一步的技術改進措施。

我國在運（包括在建）的核電機組與美國主流的機組相比，已有近20年的時間跨度，設計上吸取了這些年來核電技術進步的成果。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、應急電源的安全性等方面已做了大量改進。我們有理由理直氣壯地宣稱：中國的核電站是安全的。當然，這并不意味著我們可以放松進一步技術改進的努力。

（二）一個權威和高效的核監管體系是確保核安全的基礎。美國在三里島事件后，逐步建立了一個完整的有權威的核安全監管體系。這個系統由核電企業層面的安全文化體系、核電行業層面以IN-PO模式為代表的同行安全自律體系和國家核監管系統三大系統組成。后者又分駐廠安全督察、區域安全監管和核管會總部監管三個層次。核安全監管機構負責對核電站安全實施全面和全程的監管，并負責應對有關核安全的質詢。

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組，核電站運行中不可避免會出現不少低等級的事件（任何事件都不發生反而不正常，或說明監管不到位）。福島事件后，美國并未出現大的反核浪潮，公眾對發展核電多持理性態度，更沒有出現無緣無故的核恐慌。公眾對政府監管機構的信任可能是主要原因。

我國處在快節奏規模發展核電的階段，而短期行為、輕率浮躁之風的大環境的負面影響不可低估，在事關核安全的各個環節難免有疏漏，因此，強化核安全監管是當務之急。在建立健全我國核安全監督體系方面，美國的經驗值得我們借鑒。

（三）核安全必須依靠科技進步，僅靠小心謹慎遠遠不夠，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域持續的技術改進和創新。30多年來，美國核工業界和科技部門對反應堆的設計的持續改進、避免人因失誤和應對各種自然災害（包括超設計基準的災害）的措施，已經完成了大量的技術創新研究并已應用于工程。美國在反應堆設計方面也發揮了先導作用。與美國相比，我國在核電技術領域仍有不小差距。為推動我國核電健康的發展，需要研究福島事件后世界核電發展趨勢，修訂我國核技術領域的科技創新規劃和計劃。更重要的是，要發揚“兩彈一星”精神，克服體制機制障礙，大力協同、同舟共濟，使有限的科技資源發揮應有作用。

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