來源:南方人物周刊 發(fā)布日期:2010-06-28
核電站安全嗎?
在核電界, 已經(jīng)建立起了一種核電廠特有的企業(yè)文化——無論哪個(gè)環(huán)節(jié)、哪個(gè)人出何種程度的安全事故, 絕不追究責(zé)任, 而是鼓勵(lì)及時(shí)報(bào)告, 再由管理者向政府主管部門和公眾通報(bào),決不隱瞞
在1997年的一部紀(jì)錄片《前線》里,很多普通民眾寫下他們從“核能”聯(lián)想到的東西,關(guān)鍵詞包括:災(zāi)難、煩惱、厭惡、危險(xiǎn),以及輻射……而世界上最著名的核電廠安全檢查員——《辛普森一家》中的荷馬·辛普森的說法則是:“仁慈而萬能的上帝,感謝你賜予我們核能——世界上最清潔的能源,僅次于太陽(yáng)能。當(dāng)然了,太陽(yáng)能只是那些自以為是的家伙癡人說夢(mèng)罷了。阿門!”
上世紀(jì)初,愛因斯坦提出了E=mc2,之后由這個(gè)簡(jiǎn)潔公式所揭示的原子中的巨大能量逐漸變成了現(xiàn)實(shí)。1942年12月2日15點(diǎn)20分,在芝加哥大學(xué)西操場(chǎng)上,物理學(xué)家費(fèi)米啟動(dòng)了世界上第一座可控原子反應(yīng)堆。1954年6月27日,前蘇聯(lián)在奧布寧斯克建成世界第一座電功率5MW試驗(yàn)電廠。不管人類是否愿意、有沒有做好準(zhǔn)備,清潔的、綠色的,但又讓人歡喜讓人憂的核能登場(chǎng)了。
廣島和長(zhǎng)崎首先讓世人見識(shí)到核彈的巨大威力,而切爾諾貝利的核災(zāi)難,又讓更多人的眉頭緊鎖。因此,當(dāng)大亞灣核電站二號(hào)機(jī)組反應(yīng)堆中的一根燃料棒包殼出現(xiàn)微小裂紋的消息傳出后,又有人開始談“核”色變——而這更多的是因?yàn)樵S多人對(duì)核的不了解和混淆。
核電站會(huì)像原子彈那樣爆炸嗎?
提到核能,避不開的一個(gè)物理概念是“鏈?zhǔn)椒磻?yīng)”。某些原子核可以分裂,并產(chǎn)生巨大的能量,即所謂的核裂變。比如鈾235(鈾同位素中的一種),只需要用一個(gè)中子輕柔地打它一下,它就可以發(fā)生分裂,分裂成兩個(gè)或多個(gè)原子核,產(chǎn)生巨大能量。除此之外,本次分裂還會(huì)再產(chǎn)生更多個(gè)中子,比如兩個(gè),這兩個(gè)中子如果打到了附近的兩個(gè)鈾核,這兩個(gè)鈾核會(huì)繼續(xù)分裂并產(chǎn)生4個(gè)中子,接著是8、16、32……產(chǎn)生成級(jí)數(shù)增加的中子和相應(yīng)的伴隨有大量能量釋放的核裂變,這就是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。
鏈?zhǔn)椒磻?yīng)一經(jīng)觸發(fā),勢(shì)不可擋。百萬分之一秒內(nèi),中子倍增的過程可以發(fā)生81次,引起2后面跟24個(gè)零那么多的鈾核發(fā)生分裂。這個(gè)數(shù)目剛好是在廣島爆炸的那顆原子彈中發(fā)生分裂的鈾核數(shù)目,在那個(gè)百萬分之一秒中,被釋放的能量相當(dāng)于1300噸TNT。
核彈通過中子的倍增使得整個(gè)裂變?cè)跇O短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生,但核電廠的反應(yīng)堆則剛好相反。在反應(yīng)堆中只有持續(xù)的鏈?zhǔn)椒磻?yīng),而沒有倍增過程——在反應(yīng)堆中,裂變釋放2或3個(gè)中子,但平均只有一個(gè)中子會(huì)打擊某個(gè)核,觸發(fā)一次新的裂變,所以反應(yīng)不會(huì)加速。能量以不變的速率釋放出來,將水加熱,產(chǎn)生蒸汽;蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī),汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī),產(chǎn)生電能——除了燃料不同,核電廠做的事情跟火力發(fā)電廠也差不了許多。
那么,如果反應(yīng)堆的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)失控,會(huì)發(fā)生什么事情?每個(gè)核反應(yīng)堆都是一顆隨時(shí)可能爆炸的核彈嗎?我們是不是在靠反應(yīng)堆操作者的警惕來避免那種爆炸呢?
事實(shí)上,核反應(yīng)堆是不可能像原子彈那樣爆炸的。這個(gè)結(jié)論的原因很簡(jiǎn)單:核反應(yīng)堆的燃料鈾不純,它們沒有能力產(chǎn)生原子彈式的爆炸。
雖然核彈和核反應(yīng)堆都是以鈾為原料,但兩者對(duì)純度的要求截然不同。從地下挖出來的天然鈾含99.3%的鈾238和只有0.7%的鈾235,而只有后者才是能夠發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的鈾。生產(chǎn)核彈時(shí),你需要付出昂貴的代價(jià)去除雜質(zhì)鈾238,要求鈾235的純度在90%以上,而反應(yīng)堆中一般只需要稍微3%左右提純的鈾,正如烈度白酒可以點(diǎn)燃,啤酒卻不能點(diǎn)燃的道理一樣,反應(yīng)堆即使失控,也不會(huì)像原子彈那樣爆炸。
放心!核電廠很安全
核泄漏事故是核電廠的噩夢(mèng)。
現(xiàn)代的壓水堆核電廠的反應(yīng)堆中,有很完善的措施保證放射性物質(zhì)不會(huì)外泄。核反應(yīng)發(fā)生在一個(gè)鋯合金的包殼內(nèi),鋯合金外面流動(dòng)著一回路的冷卻水,因?yàn)檫@些水幾乎直接跟核反應(yīng)的核心部分接觸,有一定放射性,我們并不利用這些水直接發(fā)電。在蒸汽發(fā)生器中,直接接觸反應(yīng)核心的一回路水與二回路水發(fā)生熱交換,產(chǎn)生蒸汽,推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。在發(fā)電機(jī)內(nèi)做完功的蒸汽被外界冷的海水冷卻成水。
而據(jù)官方消息:“5月23日,大亞灣核電站二號(hào)機(jī)組監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)一回路放射性水平異常上升……初步判斷有一根燃料棒的包殼可能存在微小裂縫?!憋@然,這種情況下,核泄漏還沒有發(fā)生。因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)上,一回路的冷卻水與外界完全隔離,且一回路與燃料之外還有個(gè)鋼筋混凝土安全殼。
資料顯示,在這些安全屏障的保護(hù)下,發(fā)生嚴(yán)重的核事故的幾率極低,從概率上來講,一個(gè)反應(yīng)堆大約運(yùn)行100000年才可能有一次,而新建的第三代機(jī)組發(fā)生頻率還要低。
不發(fā)生事故的情況下,核電廠附近的日常輻射有多少?根據(jù)一位核電廠內(nèi)部人士介紹,電廠員工平均每年接受的來自核電機(jī)組的輻射量比環(huán)境本底的輻射小得多;而周圍居民接受的來自核電廠的輻射更是微乎其微,一般每年在0.01毫希沃特以下,相當(dāng)于每年增加了5天的環(huán)境本底外照射——在我們生活的環(huán)境里,放射性無處不在,比如,我們喝的酒就有放射性,人本身也有放射性,就算死后也有,這也是考古學(xué)上可以通過測(cè)量骨頭里碳的放射性的減少來推斷死亡時(shí)間的依據(jù)。
當(dāng)記者問:有沒有安全感?一位在華東某核電廠工作的年輕人的回答是:“這個(gè)問題對(duì)于我這樣專業(yè)的人員來說可以不用問。”“你要知道目前全世界共有400多個(gè)核電機(jī)組,平均每個(gè)機(jī)組運(yùn)行了30年,所有核電廠的工作人員是以萬計(jì),周圍的公眾是以千萬計(jì),他們由于核電廠的運(yùn)行而增加的風(fēng)險(xiǎn)是微乎其微的。”“核電廠比幾乎所有的工業(yè)都要安全。核電廠周圍的輻射量,甚至比一般的火電廠要小得多。”而另一位研究核能的專家則指出,“除了核廢料的處理尚是個(gè)小麻煩,現(xiàn)代的核電站幾乎不用擔(dān)心安全性問題?!?/P>
我們?yōu)槭裁春ε路派湫裕?/STRONG>
既然如此安全,我們?yōu)槭裁春ε路派湫阅??去?月,河南杞縣的居民曾因?yàn)橹{傳中的鈷-60爆炸而紛紛逃離。很顯然,這次大亞灣核電站的“微小泄露”風(fēng)波,又剛好觸動(dòng)了我們敏感的神經(jīng)。
對(duì)放射性的恐慌并非中國(guó)獨(dú)有,也許,它是一種人類的共性。人類害怕未知,且天性對(duì)負(fù)面信息更敏感,這也就注定了,我們面對(duì)放射性時(shí)的恐慌。加州伯克利大學(xué)的物理學(xué)教授R·A·穆勒曾在一本書中指出:這也許是榮格說過的“種族記憶”的新例子——我們害怕看不見的危險(xiǎn),最初也許只是怕那些潛伏的捕食者或敵人。
那么,如何消除公眾這種恐慌呢?一篇對(duì)法國(guó)核安全局副局長(zhǎng)采訪的舊文中說,“法國(guó)的核安全局每年都要發(fā)表一次長(zhǎng)達(dá)400多頁(yè)的年報(bào),披露各種情況,包括核設(shè)施檢查中發(fā)現(xiàn)的隱患?!眱H在2004年年報(bào)中,就披露了核電站存在的100項(xiàng)安全隱患,其中,很多隱患都是安全級(jí)別很低的,并且很快就可以得到解決的。他們還會(huì)經(jīng)常舉行新聞發(fā)布會(huì),與媒體溝通,向社會(huì)釋疑。
其實(shí),在世界的核電廠,已經(jīng)建立起了一種特有的企業(yè)文化——無論哪個(gè)環(huán)節(jié)、哪個(gè)人出何種程度的安全事故,絕不追究責(zé)任,而是鼓勵(lì)及時(shí)報(bào)告,再由管理者向政府主管部門和公眾通報(bào),決不隱瞞。
目前,法國(guó)是世界上核電比例最高的國(guó)家,其核電占總發(fā)電量的比例達(dá)到85%以上,這個(gè)數(shù)字的世界平均水平是17%-18%,而在中國(guó),這個(gè)比例約為2%。
對(duì)于本次大亞灣事件,一位不愿意透露姓名的核電行業(yè)相關(guān)人士則告訴記者,這次中廣核的處理其實(shí)是及時(shí)而規(guī)范的:他們檢測(cè)到第一回路的冷卻水輻射異常后,馬上采取了行動(dòng),在很短的時(shí)間內(nèi)找到了原因,使問題得以控制和解決,并及時(shí)上報(bào)給了國(guó)家核安全局。
因此,倒不必太為放射性擔(dān)憂,在物理學(xué)專家圈子里,一個(gè)公認(rèn)的事實(shí)是:在廣島被原子彈殺死的人中,死于輻射引起的癌癥的人,不到2%。
核安全文化的變遷
時(shí)至今日,美國(guó)的核管會(huì)(NRC)在對(duì)第四代核電站技術(shù)進(jìn)行安全評(píng)估時(shí),“幾乎假設(shè)倒霉的操作員把所有能犯的錯(cuò)誤都犯了一遍,同時(shí)還趕上天災(zāi)(地震或海嘯)”
人類在利用核能的道路上并不是一帆風(fēng)順的。上世紀(jì)70年代之前,核電站在設(shè)計(jì)上采用和采取了許多設(shè)備和措施以防止事故的發(fā)生及限制事故的后果。但設(shè)計(jì)的前提是認(rèn)為所有的意外均在設(shè)計(jì)考慮中,成熟而理性的操作員按照規(guī)程正確操作,從而保證安全。但是,兩次核泄漏事故改變了這一觀念:經(jīng)過三哩島事故,人們認(rèn)識(shí)到出現(xiàn)操作員誤操作的可能性;而通過切爾諾貝利事故,則進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到,緊急情況下,核安全文化對(duì)一個(gè)核電站的決定性作用。
三哩島事故
1979年3月29日,在美國(guó)賓夕法尼亞州哈里斯堡附近的三哩島,一個(gè)核反應(yīng)堆出事了。先是因?yàn)橄蚍磻?yīng)堆灌注冷卻水的管道爆裂,而備用管道的一個(gè)管件閥門又不小心關(guān)閉了。雖然控制棒已中斷了鏈?zhǔn)椒磻?yīng),但裂變碎片衰變的能量仍在繼續(xù)加熱著堆芯,此時(shí),一位操作員誤以為反應(yīng)堆灌滿了水,關(guān)閉了堆芯緊急冷卻系統(tǒng)。堆芯開始過熱,燃料包殼和構(gòu)建都熔化為液體;之后,雖然裝載燃料的壓力容器沒有熔化,但仍有部分有放射性的一回路冷卻劑漏進(jìn)了安全殼,這使得安全殼內(nèi)充滿了強(qiáng)放射性的混合物。就這樣,在三哩島事故中,1/3的堆芯出現(xiàn)損壞,并發(fā)生了部分放射性泄漏到環(huán)境的事故。
三哩島事故后,附近的很多居民買來蓋革計(jì)數(shù)器測(cè)量當(dāng)?shù)氐姆派湫?,發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)氐姆派湫员热珖?guó)平均水平高約30%。這個(gè)發(fā)現(xiàn)引起巨大的關(guān)注,卻也令專家們疑惑,因?yàn)楹穗娬踞尫诺姆派湫赃h(yuǎn)低于那個(gè)數(shù)字。最后發(fā)現(xiàn),高劑量是當(dāng)?shù)氐膮^(qū)域性特征,早在事故之前就這樣了,它來自當(dāng)?shù)赝寥览锏碾?。而?jù)科學(xué)家們預(yù)計(jì),對(duì)生活在三哩島附近的5萬人來說,當(dāng)時(shí)的核泄漏只能殺死60人。但這些并不能阻止當(dāng)?shù)鼐用竦目只?,三哩島事故30周年時(shí),仍有居住在附近的人撰寫紀(jì)念文章,表示:“不管科學(xué)家怎么說,也不論政客們是如何向媒體解釋,我都要告訴大家,三哩島附近的城鎮(zhèn)中的癌癥發(fā)病率奇高。比世界上任何一個(gè)地方都高(切爾諾貝利地區(qū)除外)?!?/P>
三哩島事故極大地影響了公眾對(duì)核能的看法,在此之前的能源危機(jī)后,西方主要工業(yè)國(guó)家紛紛把核能作為化石能源的替代品,正是核能的黃金時(shí)代。事故后,曾經(jīng)在美國(guó)蓬勃發(fā)展的核電行業(yè)中止了。沒有新的核電項(xiàng)目,甚至很多原計(jì)劃兩年后開工的項(xiàng)目都終止了。三哩島事故后長(zhǎng)達(dá)30年的時(shí)間,美國(guó)沒有建設(shè)或投產(chǎn)過一臺(tái)核電機(jī)組,作為世界核供貨商龍頭老大的西屋公司,民用核設(shè)施生產(chǎn)幾乎沒有了訂單。甚至有人認(rèn)為,正是從三哩島事故開始,世界核電發(fā)展開始步入近30年的蕭條期。
但這次事故也使業(yè)界更注重儀器操作平臺(tái)的研究,以減少人為因素的失誤,并以更苛刻的標(biāo)準(zhǔn)重新評(píng)價(jià)核電站對(duì)公眾的潛在風(fēng)險(xiǎn)。時(shí)至今日,美國(guó)的核管會(huì)(NRC)在對(duì)第四代核電站技術(shù)進(jìn)行安全評(píng)估時(shí),“幾乎假設(shè)倒霉的操作員把所有能犯的錯(cuò)誤都犯了一遍,同時(shí)還趕上天災(zāi)(地震或海嘯)。”
三哩島事故當(dāng)時(shí)在美國(guó)引起的恐慌,還與當(dāng)時(shí)剛剛放映過的電影《中國(guó)綜合癥》有關(guān)。這部簡(jiǎn)·方達(dá)主演的電影講述一位女記者偶然拍到某核電站控制室發(fā)生了名為“中國(guó)綜合癥”的故障,而核電站則繼續(xù)在事故隱患沒有完全排除下發(fā)電……這種中國(guó)綜合癥的故障,幾乎與三哩島的事故完全類似:急救的堆芯冷卻系統(tǒng)失靈了,燃料將繼續(xù)被輻射熱熔化,這些熱量也會(huì)熔化包含燃料的容器,炙熱的液態(tài)燃料將在鋼容器的底部聚集。要命的是,電影設(shè)置的場(chǎng)景顯示:液態(tài)燃料仍會(huì)繼續(xù)變熱,它們會(huì)熔穿反應(yīng)容器,破壞容器建筑的混凝土基底,穿過地殼一直向下,“直到地球另一面的中國(guó)”。
然而,會(huì)不會(huì)出現(xiàn)中國(guó)綜合癥中的情況,核電站在故障隱患未完全排除的情況下繼續(xù)發(fā)電?一座百萬千瓦級(jí)的核電廠,其投資一般在幾百億人民幣,建設(shè)周期一般要4-5年甚至更長(zhǎng),運(yùn)行周期一般在40-60年,一般10-15年可以收回投資,從資本增值的角度考慮,讓它們“帶病堅(jiān)持工作”,也不是個(gè)好主意。
切爾諾貝利的災(zāi)難
1986年4月26日,有史以來最嚴(yán)重的核反應(yīng)堆事故,在前蘇聯(lián)烏克蘭切爾諾貝利村附近發(fā)生。當(dāng)時(shí),在4號(hào)反應(yīng)堆進(jìn)行的一個(gè)為測(cè)試反應(yīng)堆安全性而設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)中,鏈?zhǔn)椒磻?yīng)變得越來越失控。部分是因?yàn)椴僮鲉T的失誤,部分是因?yàn)樽玖拥脑O(shè)計(jì)。反應(yīng)堆的熱量使冷卻水爆炸式沸騰,炸開了反應(yīng)堆的包圍容器。反應(yīng)堆中用作緩和劑的碳開始燃燒,堆芯中的放射性物質(zhì)被煙攜帶,擴(kuò)散到了反應(yīng)堆外,造成了周圍地區(qū)嚴(yán)重的放射性污染。事故導(dǎo)致了31人當(dāng)場(chǎng)死亡,而據(jù)聯(lián)合國(guó)的估計(jì),這次事故還導(dǎo)致額外的4000人死于癌變。事故發(fā)生后,輻射塵甚至飄散到了歐洲的大部分地區(qū),因此,意大利規(guī)定部分農(nóng)作物禁止食用,例如蘑菇。
切爾諾貝利核電站事故后,國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)通過對(duì)事故的分析和討論,確認(rèn)事故源于一系列人因失誤——有意識(shí)違反操作規(guī)程:為完成汽輪機(jī)試驗(yàn)不顧反應(yīng)堆將進(jìn)入不穩(wěn)定狀態(tài),眼看要發(fā)生事故還想把試驗(yàn)做完,最終釀成了一場(chǎng)人為的核災(zāi)難。
1986年IAEA國(guó)際核安全咨詢組提交的《關(guān)于切爾諾貝利核電廠事故后審評(píng)會(huì)議的總結(jié)報(bào)告》中提出了“核安全文化”概念,并在進(jìn)一步的報(bào)告《安全文化》中明確了此概念,即“安全文化是存在于單位和個(gè)人中的種種特性和態(tài)度的總和,它建立一種超出一切之上的觀念,即核電站的安全問題由于它的重要性要保證得到應(yīng)有的重視”?!鞍踩幕边@一術(shù)語(yǔ)的內(nèi)涵十分豐富,其含義的本質(zhì)是在核電廠內(nèi)營(yíng)造一種氣氛,通過管理工作的不斷努力,使核電廠整個(gè)集體和每個(gè)人都處在一個(gè)重視并嚴(yán)格貫徹各項(xiàng)安全要求的環(huán)境中。核安全工作不僅僅是安全工程師的事,也是直接或間接地與每一個(gè)員工密切相關(guān)的工作。安全文化的培育,必須從高層做起。對(duì)于核電廠廠長(zhǎng)來說,培養(yǎng)安全文化是第一位重要的工作任務(wù)。
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