福島核事故之後的核安全反思

儘管日本福島第一核電站仍然處於不穩定狀態,但目前關注的焦點已經從控制轉向評估。強達9.0級的地震、成百上千次餘震以及由此引發的海嘯都已經成為過去。但是,這些都不能說是不可預見的事件,這也正是此次事故給全球監管機構提出的一系列重要問題的核心所在:核安全監管機構應該在多大程度上考慮所有可預見的意外事件?那些按照原先的行業標準建造的已有設備是否需要採用新的技術?

擁有六個核反應爐的福島第一核電站從1971年開始運行,從設計角度來看,它成功經受住了3月11日的地震及餘震的考驗。但是,海嘯衝破了核電站的海堤,摧毀了後備柴油發電機,導致冷卻泵系統和壓力通風裝置在移動式發電機被送抵現場前需要依靠電池來工作。海水還灌進了連接轉換設備和冷卻泵的地下室,阻礙了維修工作。

由此帶來的過熱問題導致壓力升高至設計極限的兩倍多,並導致三個反應堆爆炸。根據設計,用於包裹反應堆的周邊建築能夠經受惡劣天氣狀況的考驗,但承受不了氫爆炸的衝擊。爆炸導致放射性物質外洩,使人們普遍擔憂身體健康和環境受到威脅。

雖然這一系列事件都非同尋常,但不能說是不可預見的。日本的基礎設施和監管架構預先考慮了未來150年可能發生的地震;供電中斷、海嘯以及考驗應急能力的各種需求都是可預見的地震後果。

事實上,工程師們已經設計出了能夠減輕風險的解決方案,雖然對福島核電站來說這些風險已經不幸成為現實。如今的第三代核反應爐考慮了冷卻泵系統失靈和氫壓增大的可能性。美國西屋電氣(Westinghouse)建造的AP1000反應堆擁有一系列不需要外部電源或柴油發電機的被動冷卻系統,也不需要操作人員起動。這個反應堆還配備了防止氫爆炸的復合裝置。

日本福島第一核電站這項設計已經正式被中國採納,推廣到所有內陸地區的核電站專案,這些地區發生地震的危險要大於沿海地區。阿海琺集團(Areva)的EPR反應堆擁有四個獨立的緊急被動冷卻系統,反應堆外面還有一個額外的核心包圍區,目前正在芬蘭、法國和中國建造。三菱重工(Mitsubishi)的新APWR反應堆擁有被動和主動後備冷卻系統。

那麼,這些新技術為什麼沒有被應用於福島核電站呢?全球各國的核安全監管機構都要根據將被採納的技術、場所和一系列可能威脅設備安全及控制的事件來評估核電設備的相關風險。即使是在核電廠建成之後,監管機構還有廣泛的權力對某個電站的設備、系統和程式追加更多要求。

問題是,監管機構怎樣決定何時要求電廠運營商對舊廠進行代價不菲的技術更新呢?這正是日本監管機構在進行合理審查時最終可能觸及的問題。這既是一個工程技術問題,也是一個成本效益分析問題。雖然核電站的某些模組設備和控制系統可以進行升級,但由於存在輻射,反應堆周邊建築的主體部分不能被輕易移除、處置或替換。

這就意味著在某些情況下面臨的選擇就不是核電站升不升級的問題,而是是否徹底關閉的問題了。考慮到這種選擇,運營商和監管機構往往會維持現狀不變,而不會要求舊電廠採用較新的系統以便更有效地解決看似遙遠的風險。福島核事故也許會促使日本乃至全球各國都重新考慮上面這種處理辦法。

日本的經驗還表明,監管機構和緊急規劃部門需要更加現實地考慮可能引發緊急狀況的各種情況。大多數核安全監管規定都是基於這樣一種假設:只會在某一座核電站發生某一種災難(類似切爾諾貝利(Chernobyl)核事故和三里島(Three Mile Island)核事故),由電站內部或外部環境引發的事故只會影響電站周邊地區。

這種規劃方法可能使各國當局在類似福島核洩漏這樣的重大自然災害中的核事故發生時措手不及。在仙台地震發生後,應急人員和救災物資需要覆蓋到35,000平方英里的區域,在這個區域內,有兩百萬人陷入斷水斷電和食品短缺危機,道路、機場和其他基礎設施被嚴重損毀。如果事前進行了更有遠見的規劃,應該已經預料到這種環境下應急服務的局限性

最後,監管機構還需要考慮社會和特定的文化因素。日本雄厚的財力、先進的技術和高品質的基礎設施使其出色地抵禦了強烈的地震和可怕的海嘯帶來的破壞。素以自律聞名的高素質的國民無疑也幫助了日本免於陷入末日般的災難後果。雖然這不能阻止福島事故的發生,但確實意味著這個國家在應對此類事件時可能要比其他國家準備得更好。

越南、馬來西亞、泰國、菲律賓、印尼以及其他位於太平洋斷層線上的有志開發核能的國家都需要認真評估本國應對類似情況的能力。即使不考慮災前規劃的品質問題,他們是否有足夠的資源來應對類似福島的事故

在未來的某個時候,即使是目前正在籌畫中的最先進的核電系統與那時的最新技術相比也會顯得落後。福島核事故應該使現在和將來的監管機構都停下來深思一下,他們在面臨技術革新的時候應該如何對待安全問題

本文引自 http://cn.wsj.com/gb/20110322/opn080836.asp


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