雙語閱讀-福島核事故之后的核安全反思

NuclearSafetyAfterFukushimaEvenwitheventsatJapan'sFukushimaDaiichinuclearpowercomplexstillinastateofflux,attentionisshiftingfromcontainmenttoassessment.The9.0magnitudeearthquake,hundredsofaftershocksandensuingtsunamiwerehistoric.Buttheycanhardlybecalledunforeseeable,andthereinliesthenubofthecriticalquestionsthisincidentwillraiseforregulatorseverywhere:Towhatextentshouldnuclearsafetyregulationtakeaccountofallforeseeablecontingencies,andshouldnewtechnologiesberequiredtoapplytopre-existingfacilitiesthatwerebuilttothestandardoftheindustryatthetimeofconstruction?Thesix-reactorFukushimaDaiichifacilitywascommissionedin1971and—bydesign—successfullywithstoodtheMarch11earthquakeanditsaftershocks.Butthetsunamitoppedthefacility'sseawall,knockingouttheback-updieselgeneratorandforcingthepumpcoolingsystemsandpressureventilatorstorelyonbatteriesuntilmobilegeneratorscouldbedeliveredtothesite.Wateralsofloodedthebasementwhereswitchingequipmentconnectedthepumpingequipment,impedingrepairs.Theresultwasoverheatingthatcausedpressuretobuildtoovertwotimesthedesignedlimitationsandledtoexplosionsatthreeofthereactors.Theouterbuildingsweredesignedtocontainthereactorandtowithstandsevereweatherconditions,butnothydrogenexplosions.Radiationleakagesresulted,causingwidespreadconcernsaboutthreatstohealthandtheenvironment.Suchachainofevents,howeverextraordinary,cannotbesaidtobeunforeseeable.Japan'sinfrastructureandregulatoryframeworkhaveanticipatedearthquakesfor150years;poweroutages,tsunamisandwidespreaddemandsthatstrainresponseeffortsareallpredictableconsequencesofearthquakerisk.Indeed,engineershavealreadydesignedsolutionstomitigatetherisksthatmaterializedatFukushima.Today'sthird-generationnuclearreactorsanticipatethepossibilityoffailedcoolingsystemsandhydrogenpressurebuild-ups.TheWestinghouseAP1000reactorhasaseriesofpassivecoolingsystemsthatoperatewithoutexternalordiesel-generatedpoweroractivationbyitsoperators.Italsohasrecombinersthatpreventhydrogenexplosions.ThisdesignhasbeenofficiallyadoptedinChinaforallinlandnuclearprojectswhereearthquakerisksaremoreprevalentthanonitscoasts.Areva'sEPRreactorunderconstructioninFinland,FranceandChinahasfourindependentemergencypassivecoolingsystemsandextracorecontainmentareasaroundthereactor.AndMitsubishi'snewAPWRhaspassiveandactiveredundantcoolingsystems.在：核安全監(jiān)管機(jī)構(gòu)應(yīng)該在多大程度上考慮所有可預(yù)見的意外事件？那些按照原先的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建造的已有設(shè)備是否需要采用新的技術(shù)？擁有六個核反應(yīng)爐的福島第一核電站從1971年開始運(yùn)行，從設(shè)計角度來看，它成功經(jīng)受住了3月11日的地震及余震的考驗。但是，海嘯沖破了核電站的海堤，摧毀了后備柴油發(fā)電機(jī)，導(dǎo)致冷卻泵系統(tǒng)和壓力通風(fēng)裝置在移動式發(fā)電機(jī)被送抵現(xiàn)場前需要依靠電池來工作。海水還灌進(jìn)了連接轉(zhuǎn)換設(shè)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(dǎo)致壓力升高至設(shè)計極限的兩倍多，并導(dǎo)致三個反應(yīng)堆爆炸。根據(jù)設(shè)計，用于包裹反應(yīng)堆的周邊建筑能夠經(jīng)受惡劣天氣狀況的考驗，但承受不了氫爆炸的沖擊。爆炸導(dǎo)致放射性物質(zhì)外泄，使人們普遍擔(dān)憂身體健康和環(huán)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(yù)見的。日本的基礎(chǔ)設(shè)施和監(jiān)管架構(gòu)預(yù)先考慮了未來150年可能發(fā)生的地震；供電中斷、海嘯以及考驗應(yīng)急能力的各種需求都是可預(yù)見的地震后果。事實上，工程師們已經(jīng)設(shè)計出了能夠減輕風(fēng)險的解決方案，雖然對福島核電站來說這些風(fēng)險已經(jīng)不幸成為現(xiàn)實。如今的第三代核反應(yīng)爐考慮了冷卻泵系統(tǒng)失靈和氫壓增大的可能性。美國西屋電氣(Westinghouse)建造的AP1000反應(yīng)堆擁有一系列不需要外部電源或柴油發(fā)電機(jī)的被動冷卻系統(tǒng)，也不需要操作人員起動。這個反應(yīng)堆還配備了防止氫爆炸的復(fù)合裝置。這項設(shè)計已經(jīng)正式被中國采納，推廣到所有內(nèi)陸地區(qū)的核電站專案，這些地區(qū)發(fā)生地震的危險要大于沿海地區(qū)。阿?，m集團(tuán)(Areva)的EPR反應(yīng)堆擁有四個獨(dú)立的緊急被動冷卻系統(tǒng)，反應(yīng)堆外面還有一個額外的核心包圍區(qū)，目前正在芬蘭、法國和中國建造。三菱重工(Mitsubishi)的新APWR反應(yīng)堆擁有被動和主動后備冷卻系統(tǒng)。那么，這些新技術(shù)為什么沒有被應(yīng)用于福島核電站呢？全球各國的核安全監(jiān)管機(jī)構(gòu)都要根據(jù)將被采納的技術(shù)、場所和一系列可能威脅設(shè)備安全及控制的事件來評估核電設(shè)備的相關(guān)風(fēng)險。即使是在核電廠建成之后，監(jiān)管機(jī)構(gòu)還有廣泛的權(quán)力對某個電站的設(shè)備、系統(tǒng)和程式追加更多要求。問題是，監(jiān)管機(jī)構(gòu)怎樣決定何時要求電廠運(yùn)營商對舊廠進(jìn)行代價不菲的技術(shù)更新呢？這正是日本監(jiān)管機(jī)構(gòu)在進(jìn)行合理審查時最終可能觸及的問題。這既是一個工程技術(shù)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(shè)備和控制系統(tǒng)可以進(jìn)行升級，但由于存在輻射，反應(yīng)堆周邊建筑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(guān)閉的問題了?？紤]到這種選擇，運(yùn)營商和監(jiān)管機(jī)構(gòu)往往會維持現(xiàn)狀不變，而不會要求舊電廠采用較新的系統(tǒng)以便更有效地解決看似遙遠(yuǎn)的風(fēng)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(jīng)驗還表明，監(jiān)管機(jī)構(gòu)和緊急規(guī)劃部門需要更加現(xiàn)實地考慮可能引發(fā)緊急狀況的各種情況。大多數(shù)核安全監(jiān)管規(guī)定都是基于這樣一種假設(shè)：只會在某一座核電站發(fā)生某一種災(zāi)難（類似切爾諾貝利(Chernobyl)核事故和三里島(ThreeMileIsland)核事故），由電站內(nèi)部或外部環(huán)境引發(fā)的事故只會影響電站周邊地區(qū)。這種規(guī)劃方法可能使各國當(dāng)局在類似福島核泄漏這樣的重大自然災(zāi)害中的核事故發(fā)生時措手不及。在仙臺地震發(fā)生后，應(yīng)急人員和救災(zāi)物資需要覆蓋到35,000平方英里的區(qū)域，在這個區(qū)域內(nèi)，有兩百萬人陷入斷水?dāng)嚯姾褪称范倘蔽C(jī)，道路、機(jī)場和其他基礎(chǔ)設(shè)施被嚴(yán)重?fù)p毀。如果事前進(jìn)行了更有遠(yuǎn)見的規(guī)劃，應(yīng)該已經(jīng)預(yù)料到這種環(huán)境下應(yīng)急服務(wù)的局限性。最后，監(jiān)管機(jī)構(gòu)還需要考慮社會和特定的文化因素。日本雄厚的財力、先進(jìn)的技術(shù)和高品質(zhì)的基礎(chǔ)設(shè)施使其出色地抵御了強(qiáng)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(zhì)的國民無疑也幫助了日本免于陷入末日般的災(zāi)難后果。雖然這不能阻止福島事故的發(fā)生，但確實意味著這個國家在應(yīng)對此類事件時可能要比其他國家準(zhǔn)備得更好。越南、馬來西亞、泰國、菲律賓、印尼以及其他位于太平洋斷層線上的有志開發(fā)核能的