美國核電為何被評為最安全產業

卓異

說起核電，許多人會跟核泄漏甚至核爆炸聯系到 起，對核電運營的安全性有質疑。不過，美國作為商業運行核電的“老大”，應用核電時間最久，核電站也最多，但其核電業卻被評為最安全的產業之一。那么，美國是如何保障核電運營安全的？

核管會有權直接關停核電廠

在電影和體育等領域，美國人推崇“出格”的個人英雄主義，但在政治、經濟、民生等領域，美國人很注重完善規章制度，用來規避不確定因素可能帶來的風險。筆者認為，美國核電安全歸根結底源于安全保守的標準體系，和一板一眼的監管機制。

美國核管制委員會（U.S. NuclearRegulatory Commission，NRC）是聯邦政府的一個相對獨立機構，直接對總統負責，接受國會監督，其任務是保護與核能有關的公共健康和安全。看國內中文多譯為“美國核管理委員會”，但根據英文“Regulatory”的詞義和該機構的職責，筆者認為翻譯成“管制”更恰當。美國核管制委員會（下簡稱“核管會”）根據1974年的能源重組法案成立，1975年開始運作，其職能包括監督反應堆安全，頒發反應堆及放射性原料許可證，以及監管乏燃料的儲存、安保、回收和處置等。核管會通過檢查可以罰款，甚至直接關停核電站。核管會制定了堪稱工業界的最高安全標準，且每家核電廠運營還要優于這些標準。核管會制定的涉核安保標準，也得到了素以嚴苛著稱的美國國土安全部的認同。

核管會檢查員不得和工人有私交

核管會向每個核電廠派駐至少兩名檢查員，可隨時隨地在工廠檢查任何事項，運營方不得拒絕。檢查員不住在工廠里，但必須住在附近社區，他們不能與核電廠員工發展私人社交，而且每7年必須更換一次常駐的核電廠。“我們在這里是為了維護健康和公共安全，希望與我們正在檢查的電廠及員工保持專業的工作關系，不想損害我們的誠信，哪怕是可能影響我們誠信的看法。”核管會駐電廠檢查員布蘭頓·雷耶斯（Brandon Reyes）對美國媒體透露。此外，核管會還定期分析全球各地的涉核活動，以確定美國核電行業可能的改進措施。

行業組織的作用不容忽視

除了隸屬于美國聯邦政府的核管會，一些行業組織在美國核電安全運營過程中，也起到不可忽視的作用。

美國機械工程師協會（ASME），成立于1880年，當年許多蒸汽鍋爐和壓力容器頻發故障，應運而生的該協會是美國歷史最悠久的標準開發組織之一，也是一個工程學社團，還兼有研發組織、游說集團、教育機構等多重角色。作為一個標準開發組織，該協會在壓力技術、核電站、電梯/自動扶梯、建筑、工程設計和性能測試等領域，持續開發和維護包括核電行業標準在內的近600種規范和標準，并在100多個國家廣泛使用。筆者作為美國機械工程師協會地方協會的組織者，也參加過一些年會和培訓，深感負責制定核電行業標準的部門，可能是該協會最一絲不茍嚴肅認真的部門，當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。

核電運營研究所（INPO）是美國一個由核電廠資助的行業組織，成立于1979年，旨在設定核電行業內的績效目標、基本標準和指導方針，促進運營機制的改善和核電廠之間經驗共享。核電運營研究所定期評估各核電廠，調查核安全的各方面，并把優勢和不足都總結出來與各核電站分享，以共同提高。核電運營研究所對核電廠評估的結果不向公眾披露，它在對各核電廠評估之后，按l到4分來打分，其中“INP0 1”是最好的分數，而“INPO4”則代表有嚴重運行問題，相關核電站必須加以整改。

1986年，蘇聯發生切爾諾貝利核事故，世界核電運營受到極大質疑。在美國核電運營研究所與歐洲的電力行業組織“國際電力生產和配電者協會（UNIPEDE）”的推動下，成立了世界核電運營者協會（WANO）。這是一個非官方機構，將核安全和核電運行業績作為首要目標，各國核電站只要接受WANO的宗旨并向其承諾就可加入。WANO在國際上做著與INPO在美國類似的工作，通過核電同行評審、績效分析、技術支持、行業發展和企業合作，促進有效溝通力保核電安全運營。不得不承認，在涉及系統性能和運營安全等方面，美國各核電廠都擁有WANO和INPO -貫的高分。

從業人員培訓繁復還要當“義工”

美國核電廠的反應堆操作員，必須持有聯邦執照才能運行或監督反應堆控制，而獲得這種執照至少需要兩年時間來通過美國核管會的一系列測試和認證。操作員在許可證有效期內每工作5至6周就要花一周時間在教室和反應堆模擬器上“再培訓”。此外，反應堆操作員必須經過身體健康和心理健康認證才能上崗，所有核電廠員工在上崗前，必須接受執法部門的背景和犯罪記錄調查。 核電工程師的要求就更高了。核專業的本科，甚至是碩士、博士畢業后，都要先考取見習工程師的執照，然后跟隨專業工程師（Professional Engineer，PE）工作1至4年，再用至少4年考取專業工程師執照才能獨立工作。很多人還會在這之后用十來年去考各種專業的涉核工程認證，期間會在相關行業協會當義工.比如參加美國機械工程師協會的標準評定等，說是義工，那是由于作為非營利組織的行業協會不給他們發工資，但這些“義工”所就職的核電公司一般會發相應工資和差旅費用。

按一個按鈕也須二人確認

在核電站的控制室里，墻上掛著五顏六色的旋鈕、操縱桿和開關板，讓人覺得一個錯誤操作就會引發無可挽回的核災難。其實這不太可能發生，因為對任何一項功能操作，核電廠都有多個備用系統，多個系統同時失效才會出事。

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

這兩個檢查員負責監管位于賓夕法尼亞州的“海貍谷”（Beaver Valley）核電廠的備用系統，并確保無需使用它們。他倆每天24小時待命，早上5點就到核電廠，檢查并監控所有核電系統和部件。他們監管“第一能源”（First Energy）核運營公司的工作人員，該公司負責運營海貍谷核電廠。檢查員通常會在控制室內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。比如一個人想調整某個按鈕，須經另一個同事確認可調整后，才能進行操作。

縱深防御 有多個獨立保護層

美國的各核電廠采用“縱深防御”的安全措施，反應堆及配套設施有多個相對獨立的保護層，每個保護層都有備用系統，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，裝燃料棒的反應堆，以及容納反應堆的鋼筋混凝土建筑，都被多重保護層緊密“呵護”。一旦哪個保護層受到攻擊或意外故障，其備用系統白行啟動，以防止輻射泄漏。美國所有核電廠都在廠區不同地點加裝了應急泵、發電機、蓄電池組、充電器、壓縮機和軟管，“備而不用”要遠勝于“用而無備”。

既要防災還需反恐

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

美國全國65座核電廠共有約9000名裝備精良且訓練有素的安保人員（其中許多有執法或從軍經歷）保護。核管會不到3年就對每座核電廠實施一次“反恐”演習，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有效應對。

2001年9·11恐怖襲擊發生后，美國各核電廠的外圍增加了帶刺的鐵絲網，并部署更多荷槍實彈的安保人員嚴陣以待。其實對一架高速飛行的客機來說，核電站并不是一個簡單目標，因為反應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繞的重型鋼制容器中。大型客機準確“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。

盡管反應堆堆芯受到嚴密保護，但一些管道、反應堆冷卻設備，以及輔助設備和相鄰的供電設施，則容易受到攻擊。對此，核電站配備了多個應急冷卻系統和備用電源。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。

當然，如果說核電廠有致命弱點，那就是用過的乏燃料儲存設施。從反應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。如果恐怖分子對冷卻池實施精確攻擊能讓冷卻水流失，導致乏燃料過熱并融化。對此，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 每個核電站都是孤島

“孤島運營”是美國核電站獨有的網絡保護措施。核電廠的安全系統靠硬件連接，而不接入互聯網。核電廠嚴格控制U盤、筆記本電腦或其他便攜式電子設備的使用。核電廠員工要經過大量的安全篩檢和培訓，那些使用電腦等數字設備的工人會受到嚴格監控。

美國各核電站有十幾年的抗黑客經驗，美國的核行業于2002年成立了網絡安全特別工作組，以不斷監測威脅并加強防御，2008年還實施了美國能源行業第一個網絡安全方案。

核電行業還與美國政府情報機構合作，以了解最新的網絡攻擊工具和技巧。核管會定期對每個核電廠的網絡安全狀況進行檢查，并與國土安全部和能源部積極合作，以防止黑客攻擊。

時刻準備災難來臨

在美國核電領域有一句話，“核電站必須期待最好的結果，準備最差的情況發生”，因為要時刻準備災難來臨，所有核設施能抵御白然災害和其他緊急情況。每個核電廠都有相同的目標：保護社區和員工，并為此制定了應急反應計劃。這些計劃必須經過聯邦政府批準，各核電站還要經常測試和改進計劃。

美國核管會和聯邦緊急事務管理機構（FEMA）制定總體要求，各核電運營商制定出符合要求的詳細計劃，運營商還與地方和州政府合作，培訓警察、消防員和醫務人員等急救員。

美國各核電廠每個月都會進行培訓和演習，每兩年都會與州和地方政府機構以及核管會執行應急演習。演習結束后，每位參與者都要深入剖析問題，并尋找需要改進的領域。

研發安全退役修復環境

1957年美國建成世界上第一座投入商業運營的核電廠，即位于賓夕法尼亞州的希平港（Shipping port）核電廠。目前美國全國有65座核電廠，105套核電機組。隨著許多核設施在未來數十年內即將退休，其安全退役以及對其場地進行環境補救至關重要。為此，美國核行業協會和各核電廠積極與高校合作，研發放射性廢物管理、土壤和地下水恢復、核設施停用及退役等方面的經驗和最佳做法。

美國一些核電站目前正與科學、技術、工程和數學等專業學校和科研機構合作，大力推動核設施退役和環境修復領域相關的人才隊伍建設，并與世界各地的相關機構在該領域開展聯合研究。通過這種合作關系培訓的學生，將來可能成為核電領域的科學家和工程師，他們將為解決涉及核電廠“安全退休”提供所需的創新。