福岛核危机启示录

世界上每一次核电站危机，都会成为各国核电站学习的教材。此次福岛核电站也不例外，虽然国际原子能机构(IAEA)还未发布有关该事故的评估报告。在世界各国范围内，反省已经开始，这不仅发生在中国，据美国核电工业委员会称，类似应对灾害事故能力的工厂检查也正在进行。

每一次危机都会成为改进的契机，然而核电站永远无法预估所有复杂的具体操作情况，无法预判现实世界可能出现的最大危机，所以核电的绝对安全并不存在。比如此次地震和海啸同时发生断水断电，即使在核电大国日本，也被作为小概率事件忽视。

事故前曾升级防震设备

在福岛核危机中，哪个因素最重要，地震、海啸、还是技术设施过老?在核电强国的日本，为何危机在最初的几天会演变为不可控制的局面?

东京大学工学系研究科原子炉工学教授上坂充是日本国内著名的反应堆专家，他在接受南都记者采访时，介绍了福岛核危机发生时日本国内的实际情况。他说，“事实上政府在地震发生不久前，已经在所有反应堆升级了预防地震的设计和装备，所以地震并不是导致福岛核电站危机的主要原因”。

最重要的因素是海啸，上坂充说，它摧毁了反应堆大部分的建筑和设备，反应堆底楼的应急电力系统破坏非常严重，冷却剂无法在反应堆和乏燃料池里正常运作，“所以，我们必须在这次事故后修订反应堆设计”。

根据美国核能研究院公布的福岛核事故原因及结果。福岛第一核电站修建于上世纪70年代，运行接近40年，处在服役的晚期。这次它发生了多次氢气爆炸，因为铀燃料棒被储存在锆合金里，当暴露在非常高的温度时，锆和水反应生氧化锆和氢气。

氢气聚集爆炸并冲破保护壳之后，辐射物质随之泄漏。美国核能研究院依据核工业界专家在日本的调查认为，“至少四座机组都被发现有燃料堆的损害，而且有显著的放射性物质泄漏”。

《自然》也报道了福岛核电站的危机过程，在核反应堆内部，燃料棒是淹没在水里的，它们产生热量，把水变成蒸汽，再推动发电机产生电能。当遇到紧急事故时，控制棒插入两个燃料棒之间，链式反应马上被终止，然而，燃料棒仍然在散发热量。问题在于，“没有电力来启动冷却系统”，所以操作人员只能添加水进行人工冷却，但是渐渐地蒸发速度超过了加水速度。燃料棒暴露在空气里，随着温度升高，锆套管破裂，开始释放放射线和氢气。

处在最核心位置的燃料棒可能也遭到了损害，随着温度不断升高，福岛第一核电站1、2、3号机组有部分程度的燃料熔融，虽然2号反应堆的氢气爆炸比其他反应堆更为严重，但是美国核能研究院表示，没有证据显示在任何机组出现了燃料堆的全部熔融(m eltdow n)。

东电：事故超出设计能力

在福岛核电站事态逐渐恶化的第一周，日本有民众指责政府没有及时采取恰当的处理措施。事实上最初几天事态一直在逐渐扩大，伴随着明显超出标准剂量的辐射泄漏，核电站周围农产品被污染，远在200多公里外的东京也受到了影响。

根据东京电力公司的说法，这次严重事故的成因是灾难超出了核电站应对海啸和地震的能力。福岛核电站按照海水最高淹没5.7米来设计，所以反应堆和后备柴油机组都放在10到13米的高度之间，然而此次海啸到达福岛核电站时，淹没到了14米高度。导致核电站机组故障。

事故后的一切应急措施，都是围绕如何恢复冷却系统设备电力供应展开，包括不断喷洒冷却剂，也是为安装输电线路准备充足时间。

这个策略显示了正确的一面，从3月18日冷却水开始人工大量注入之后，情况往向好的方向发展。在1号和2号反应堆接通电力之后，5号、6号，以及乏燃料池也得到了相应妥当的处理，其他机组也将陆续恢复电力供应。

“虽然，目前福岛核电站事故已经在控制中”，东京大学教授上坂充告诉南都记者，但由于电力设备已经被湿润的海水浸泡，给后续的处理工作增加了难度。为了避免事故，恢复仍然需要“非常非常小心”。

国内压水堆并非绝对安全

福岛第一核电站建于上世纪70年代，使用的反应堆属于第二代沸水式反应堆技术。

福岛核事故引发了公众对核安全的担忧，他们开始关注中国国内的核反应堆技术。于是压水堆、沸水堆、A P1000等本属于专业领域的技术名词，开始频频见诸报端，也引出了沸水反应堆和压水反应堆安全问题的讨论。

蒸汽泄漏同时释放核辐射被认为是沸水式反应堆可能产生的问题。沸水反应堆和压水反应堆是核电站反应堆的两种基本类型，后者是中国采用的反应堆类型。目前沸水反应堆主要分布在美国和日本。根据美国核能研究所统计数据，美国共有23个核电站是沸水反应堆，美国核能安全委员会曾经对这种反应容器进行分析，发现两种情境最危险，其中一种情境就是福岛核电站经历的“系统停止”。

在总结福岛事故时，中国原子能科学研究院快堆工程部总工程师徐銤对新华社记者说，核电站发生意外时确保安全有三大要素，一是安全停堆，二是导出余热，三是包容放射性。

然而，事实说明，这三大要素并未在福岛事故中得到全部处理，由于福岛核电站冷却系统故障，余热无法顺利导出，氢气爆炸也导致明显的放射性泄漏。

中国核反应堆和福岛核反应堆的类型并不相同。正在使用的12座反应堆全是压水反应堆，清华大学工程物理系教授施工向记者介绍，在建的28座也全是压水反应堆，其中包括法国阿海珐集团的M 301和西屋公司的A P1000，也就是通常所说的二代改和三代核技术。

由于压水堆比沸水堆多一个回路，可以让从反应堆出来的蒸汽通过热交换器间接传导热能，令放射性射线不能进入发电机内部。于是在福岛核电站事故中，氢气爆炸带出放射性蒸汽的可能性就会大幅降低，施工说，这是压水堆相对更安全的地方。优点还在于，检修蒸汽机时，可以不必担心较多放射性射线的问题。

而专家们同时指出，也不能笼统地说压水堆比沸水堆更安全。东京大学教授上坂充说，沸水反应堆能够容纳比压水反应堆更多的冷却水，同时由于结构更简单，需要的气压更低，或许更能适应类似于福岛的核电站。

最大启示：安全措施可能用不上

核电站事故不断成为技术改进的契机。

1986年切尔诺贝利事故反应堆爆炸是第一代反应堆事故，由于外面没有安全壳，辐射线和物质被喷射到大气层中。之后的第二代反应堆，大多在外层添加了安全壳。而和此次福岛核电站危机更为类似的是1979年，美国三哩岛核电站事故，同样是制冷系统毁坏后，曾经导致了一部分反应堆核心熔融。事故之后，如何处理反应堆容器里的氢气累积和爆炸，给工业界上了宝贵的一课。于是很多沸水反应堆都进行了相应的改进，增加了压力排放，这让电站可以释放主要的压力。

值得注意的是，有专家指出，虽然习惯上把核电站技术的改进区分为若干代，但事实上，核电站基本工作原理(核反应热量带动蒸汽机发电)在几十年里一直沿用，并未发生根本性的变革。而每一代的改进，都是试图在安全性能和建设成本上做出提升。

中国目前选择了西屋公司的AP1000作为第三代的旗舰技术，但目前全世界还没有一台A P1000反应堆。

虽然2009年，西屋在美国进行的A P1000机组的主泵空载试验曾一度失败。但目前国内大部分专家都对这种最新的技术类型表示了谨慎的乐观，包括中国核工业集团公司中国原子能科学研究院原院长赵志祥。“美国也在新建A P1000机组”，复旦大学核工程技术系教授袁竹书说，A P1000的设计理念更能保证安全，比如它的非能动安全系统，在顶部增加一个大水箱，在发生事故时，冷却水可以依靠重力下落，不依赖电力，还有在空气循环方面，也有相应改进。A P1000是否会成为中国第三代核工程的方向，主要还是依据这种新型反应堆未来的运行情况。

西屋公司则在回复南都记者邮件采访时说明，A P1000标准是在美国核安全委员会依据美国和欧洲的地震风险制定的，山东和浙江在建的四个A P1000机组仍然在按照计划进行，预计在2013年可以完成第一台机组的建设。

然而，没有绝对安全的核电站技术。一则A P1000还未得到实体反应堆检验，二则即使再好的技术，也不可能预想到所有情况。

“此前我们考虑核安全可能面临的紧急情况，大多是考虑断电断水”，清华大学工程物理系教授施工说。福岛核事故给我们最大的启示就是，以前的安全办法完全用不上了。虽然之前的考虑很周全，比如考虑断电情况，会让柴油发动机储存足够几天用的油。但在福岛事故里，由于发动机被破坏，应急措施根本没派上用场。另外，如果地震破坏了反应堆的整体结构，即使柴油发动机没坏，也有可能没有正常的通路，让冷却水进入。

所以，核电站永远无法预估所有复杂的具体操作情况，无法预判现实世界可能出现的最大危机。

不确定的危机处理方案

福岛核事故让更多核电站审视自己的安全问题。不仅是改进技术，预备更多的危机处理方案无疑是增加核电站安全性的重要手段。

但在相似情景下，不同机构出于各自立场，可能有不同的处理举措。比如类似福岛核事故，美国科学家提出的建议方案是，一遇到可能发生燃料熔融的情况时，立刻灌海水，但一位专家告诉记者，由于东电是私人公司，可能出于维护财产的目的，他们并未马上这样做。

美国核能研究院表示，虽然我们目前还能掌握所有情况，但是福岛核电站1号到3号机组失去了所有的电力和应急柴油发动机。这种情况被称为系统停止(stationblackout)。美国核安全委员会(N R C)在规范里列明了需要处理这种情景。美国的核电站需要向N R C证明他们能够在断电情况下保证核电站安全。于是很多电厂加入了备用电源来应对。

而在福岛核事故中，恰好出现了备用电源失灵，证明了危机预案可能面临的问题。

在应对地震方面，美国的核电站是按照能够忍受历史最大地震以及海啸的安全系统来设计的。根据美国地质调查局的数据，200英里内可能发生的地震都会得到考虑，那些可能发生在25英里内的地震会得到特别重点地研究，除了地壳运动，还需要考虑的是核电站地基泥土的性质，比如黏土和石头的牢固程度不一样。

而美国核电站是否能抵抗和福岛一样大的地震和海啸，事实上也不能预判，美国核能研究院只是表示是否会发生这样强度的地震和海啸，还要依赖美国地质调查局的数据。

所以联邦法律规定，能源公司必须具有应对紧急事故的完备能力。核电站必备的应急措施包括，有能力撤离10英里半径内的社区。在9·11之后，还增加了应对恐怖袭击的部分，诸如被要求在飞机撞击的情况下，保证核电站的安全。

核电站的人治风险

福岛事故后，中国国务院总理温家宝已经宣布暂停审批新建项目，这个消息已经引起了美国和欧洲的关注，纽约时报等纷纷以《中国推迟核电站审批》为题进行报道。

截至2011年1月，全球29个国家共有442台运行核电机组，还有65座核电站在建。其中，中国在建的反应堆达28座，约占全球在建核反应堆总数的40%。

福岛事故并非日本给中国提供的第一个“反面教材”。据国家核安全局通报，原日本通产省资源能源厅接到举报，1987年至1995年，东电曾发现了一些反应堆管道有裂痕和其他结构损坏的情况，但不仅未向核安全管理报告，也未及时检修。同时，在核安全管理当局规定的一些检查项目中，该公司还存在‘隐瞒事实及提交虚假报告’的问题。

据此，日本通产省成立了直接对大臣负责的“东京电力伪造检查记录的调查审查委员会”，并通过当时的通产省资源能源厅和目前的原子力安全保安院(N ISA )进行了2年多的政府调查。让事实变得更恶劣的是，在调查初期，该企业还仍试图掩盖事实真相，直到2002年初，协助调查的通用电器公司提供了不止2起伪造事件的调查材料，2002年8月，东电才终于承认了该公司曾29次编造虚假检查报告。

值得特别关注的是日本原子能安保院公布的东电事件原因，其中包括未引起重视的原因：“由于过去没有发生过冷却剂泄漏事件，认为真正事件的可能性很微小，这种低泄漏率不会对核安全有实际影响”，瞒报的原因则被认为是“由于泄漏原因没有查明，如果检查延迟，东电担心随后的进度将变得不确定”。

虽然国际原子能机构还没有发出事故的最终报告，但耐人寻味的是，此次福岛核事故，距离东电关闭所有核电站机组的整改，只有8年。

南都记者 杨传敏