自1954年首座商业核电站诞生以来, 截止目前, 全球已经有500余座核反应机组在商业运行中, 提供全球电力20%左右, 日本和美国都在30%左右^[1]。但是, 核能的应用及发展, 在给人类带来巨大收益的同时, 也给人类社会的生产与发展带来一定的负面影响, 放射性及由此产生的各种辐射, 也成为人们关注的焦点。在半个世纪的核电发展史上, 除了1979年3月28日美国三里岛核电站和1986年4月26日苏联切尔诺贝利核电站的核事故外, 核电的安全记录基本上是良好的; 但2011年3月12日, 日本9级地震造成的福岛第一核电站的核事故, 引发新一轮的核恐惧, 对核电的发展产生了巨大的影响。日本福岛核事故发生以后, 国务院连发5条措辞严厉的规定:立即组织全面安全检查; 加强正在运行核设施的安全管理; 全面审查在建核电站; 不符合安全标准的要立即停止建设; 严格审批新上核电项目。抓紧编制核安全规划, 调整完善核电发展中长期规划, 核安全规划批准前, 暂停审批核电项目包括开展前期工作的项目。核电的安全与发展问题成为世界各地热议及争论的话题。

1 回顾核事件 1.1 最严重的核电站事故

1986年4月26日, 前苏联乌克兰切尔诺贝利核电站4号反应堆发生爆炸, 当场死亡2人。更多爆炸随即发生并引发大火, 致使8 t多强辐射物喷涌而出, 释放出的放射性物质相当于日本广岛原子弹爆炸释放的200多倍。切尔诺贝利核泄漏事故是历史上最严重的核灾难。白俄罗斯国家科学院研究报告指出, 全球共有20亿人受到切尔诺贝利事故影响, 320多万人直接遭受核辐射侵害。有专家称消除切尔诺贝利核事故的后遗症至少需要800年, 其后果几乎影响整个国际能源。仅在1987年, 国际原子能机构(International Atomic Energy Agency, IAEA)用于核安全方面的预算即增加了30%^[2]。

1979年3月28日, 美国宾夕法尼亚州三里岛核电站由于制冷系统出现故障, 放射性裂变产物从损坏的元件中泄漏。最终造成美国历史上最严重的一次核泄漏, 至少15万居民被迫撤离。正是从1979年起, 美国方兴未艾的核能产业一下子变得"功能失调"起来, 尽管后来不断有人宣传"核能复苏", 但30年来, 美国都没有再建起一座核电站^[3]。

2011年3月11日, 日本福岛发生大地震, 福岛第一核电站核辐射泄漏, 4月12日, 福岛第一核电站向大气泄漏的放射性物质已达到37万万亿贝克勒尔(3.7×10¹⁷Bq), 而原子能安全委员会推断为63万万亿贝克勒尔(6.3×10¹⁷Bq), 将事故调升为7级^[4], 与被称为"历史上最严重核电站事故"的切尔诺贝利核事故等级相同。

1.2 核危害

核电站对环境的影响, 主要存在两种潜在危险:一是自身事故或外来因素引起爆炸事故, 造成人员伤亡。一是发生反应堆冷却剂外溢事故时, 造成放射性危害^[1]。

在核辐射中, 对人体比较有危害的放射性同位素有:碘- 131、铯-137、锶-90及钚-239。碘-131:与人体天然所需的物质(如碘)基本一致, 通过摄入或吸入进人人体。这四种放射性元素中, 碘-131是最为危险的, 因为它可以在最短的时间内让人体细胞癌化, 尤其是针对甲状腺细胞。但放射性碘的半衰期是8.3天。这就意味着, 大约3个月后, 几乎所有的放射性碘将衰变完了。铯-137:危险性仅次于碘-131, 铯-137的半衰期约为30a, 铯潜人身体内部, 可以隐藏在人们骨头中很多年。锶-90:物理半衰期长达29.1a, 在化学性质上与钙相似, 易于进人人的骨骼和牙齿。大量摄入锶-90可导致骨髓抑制、骨癌或白血病。核电站事故一般不会释放大量的锶-90。钚-239:毒性十分强烈, 它能通过呼吸传播, 从而会引发肺癌^[5]。

2 中国核电事业不停止发展的原因 2.1 重大核事故发生原因并非核能的自身不可控

切尔诺贝利核电站的RBMK反应堆设计上存在几个固有的严重缺陷:一是它的正温度系数; 二是它有大量的石墨慢化体, 当它燃烧时大大增加了锆包壳的大范围失效、水蒸汽的释放以及爆炸性氢气和一氧化碳产生的机会; 三是缺乏一个完备反应堆堆芯的包容结构-压力容器和安全外壳。假若不存在上述设计中的严重缺陷, 该事故将不会发生, 或者即使发生事故, 其严重性将远远低于此次事故的后果影响。其次, 反应堆操纵人员的违规操作是事故发生的直接原因^[6]。

福岛核事故客观上是由地震和海啸引发, 而主观上是该核电站属于东电公司, 而东电公司又是一家民营企业, 为了企业的私利, 过去就有隐瞒事实和提供虚假报告的不光彩的记录, 或者是主观上的判断失误, 或者是有意隐瞒了某些事实真象, 为降低事故的危害程度而向日本政府和社会提供了不当的信息, 导致政府的应对措施无力。有外媒报道称, 福岛第一核电站已经长达11年没有对设备进行检查, 第一核电站已经服役40年, 出现了一系列老化现象, 但仍让其延期服役20年^[7]。这次发生的核泄露灾害, 尽管是由于地震引起的, 但天灾只是导火索, "人祸"才是"真凶"。

2.2 国内核电站辐射监测, 未出现安全隐患

马明强等^[8]研究显示, 秦山核电站周围20 km范围内环境中大气沉降灰、饮用水、食品等样品中放射性水平属正常本底。居民病伤死亡原因分析显示, 呼吸系统、循环系统等慢性非传染性疾病是居民的主要死因, 恶性肿瘤死亡率低于浙江省疾病监测点的监测结果。余宁乐等^[9]研究显示, 田湾核电站天然放射性所致公众累积有效剂量儿童691μSv/a, 成人327μSv/a; 恶性肿瘤总发病率113.92/10万, 白血病发病率4.64/10万, 外周血淋巴细胞微核率(4.78±2.47)‰, HPRT基因位点突变率(0.89±0.60)%。梁绵英等^[10]研究显示, 广州大亚湾核电站建成前后周围居民健康水平基本维持稳定, 未发现异常的疾病流行和变动。

2.3 国际与国内实际核事故损害

1966年到2007年核与辐射事故引起的死亡和急性损伤人数统计中看到, 1966到1986年的核设施事故较高, 主要是切尔诺贝利事故引起的, 扣除切尔诺贝利事故引起的死亡和急性损伤, 则死亡人数和急性损伤均为6人。总的来看, 核设施的核事故和辐射事故均呈下降趋势。最近20年全世界核设施引起的核事故死亡3人, 急性损伤1人, 辐射事故未引起人员死亡, 急性损伤1人。我国核设施至今没有发生引起人员伤亡和急性损伤的事故。需要指出的是, 核设施因辐射引起的人员死亡和急性损伤均系工作人员。辐射的远期效应是指癌症和遗传效应。切尔诺贝利事故后的研究结果是:事故后参加恢复行动的人员(约40万人)未发现癌症发生率增加。我国和世界核工业从业人员除早期地下铀矿开采外, 均未发现癌症发生率增加^[6]。

2.4 全球节能减排的呼吁

和其他国家或地区能源消费结构不一样, 中国70%左右的能源来自于煤炭, 这是中国二氧化碳排放居世界第一的最主要原因^[11]。通过不同类型的能源发电, 碳的排放系数最大的是煤, 其次是石油, 然后是太阳能、水能、风能和核电, 其中核电是碳排放最低的。因此, 在清洁能源的研制开发完成前, 中国仍应该在比较短的时期内发展核电。

2.5 核电技术创新

我国目前有6座核电站投入运营, 12座在建核电站和25座筹建中的核电站。从我国的第一座核电站-秦山核电站于1985年开工建设到今天的近30年间里, 工程师们已经多次大幅度提高核电站的安全性, 最新型的第三代AP1000核电站将于2013年并网运行, 这将是全球首座第三代核电站^[12], 落户浙江三门。AP1000的最大特点是安全系统采用了非能动技术, 安全系统配置简化、安全支持系统减少、安全级设备和抗震厂房减少、IE级应急柴油机系统和很多能动设备被取消, 以及大宗材料需求明显降低。

我国掌握第四代核电站核岛安装核心技术。2011年7月21日, 中国核建中核二三公司承建的国家863计划能源领域重大建设项目——我国第一个由快中子引起核裂变反应的中国实验快堆(CEFR)首次成功并网发电^[13]。

3 对策与预防 3.1 选址

日本福岛核事故, 某种情况下是地震和海啸导致的次生灾害。中国工程院前院长徐匡迪表示:中国核电站选址应看千年地震史。汲取福岛核事故的经验教训, 应严格选择非地震带。

3.2 技术创新

此前世界发生过三次大的核电站事故, 1979年美国三里岛核电站事故和1986年前苏联切尔诺贝尔核电站事故和2011年的日本福岛第一核电站事故, 这三次事故都与人的失误密切相关, 所以必须把人的因素提到最重要的位置^[14]。目前国内已引进第三代AP1000核电技术, 同时在核能的设计技术、软件开发与应用、关键材料和元器件的研制与生产、设备加工制造技术、核应急能力等都需要自主创新, 逐步形成完全自主的核电设计、建设、运营和管理能力。为此, 要加强人才队伍建设, 使科技人才和管理人才队伍与加快核电发展事业相适宜。

3.3 常规监测

建立核设施周围人群健康监测系统, 切实掌握核电站运行前和运行期间周围居民健康状况, 同时为了在发生核事件后能够提供准确的人群健康背景, 科学评价事件后果, 防止引发公众心理恐慌和社会经济秩序混乱。

3.3.1

核电站周围地区公共卫生一般情况调查。自核电站运行前一年开始调查, 每年进行更新。以核电站1号机组为圆心, 半径50km为调查范围。调查内容包括农业、渔业、畜牧业、工业、矿业等一般情况, 总人口及年龄性别分布, 水文气象资料, 居民饮用水的水源情况, 居民健康与疾病谱资料等。

3.3.2

癌症发病登记与死因监测。运行前应当开展癌症发病与死因监测作为基线资料, 运行期间每5年开展1次死因监测。癌症发病登记应当连续进行, 每年进行统计分析。

3.3.3

居民问卷调查, 运行前调查1次, 运行期间每3~5年进行1次调查。调查内容涉及当地居民膳食结构, 住房类型、结构、门窗等信息, 核能利用接受程度、核与辐射危险等认知情况, 接受医疗照射的情况、防护及频次信息等。

3.3.4

食品和饮用水放射性核素监测, 从运行前开始, 每年连续监测根据国家和行业标准, 对食品、饮用水、放射性核素的采样地点、样品种类与处理、采样频次及记录都有严格要求和规范^[15]。

3.4 应急防护

平时应储备好医学应急力量, 包括医疗救治、辐射防护和剂量监测等方面的专业技术队伍, 应急救援人员必须充分了解核事件的危害性, 科学地做好每一步救援工作。注重保持良好的应急准备状态, 加强日常应急培训和演练, 检验并促进应激反应的速度和质量的不断提高; 保证医学应急设备、防护器材和药品等处于良好状态。

核事件一旦发生, 必须尽快处理, 以最大限度减小或消除损失。我国核应急管理工作的二十四字方针是:常备不懈, 积极兼容, 统一指挥, 大力协同, 保护公众, 保护环境^[14]。为使应急处理有条不紊, 应制定一套行之有效的救援行动应急响应程序。主要包括以下步骤:接到核事件的报警, 立即向上级部门报告; 立即派出人员赶赴现场核实信息, 协助和指导场内应急处置; 根据先遣人员返回的信息和建议, 着手启动应急方案; 组成现场应急指挥部, 迅速协调实施事故总应急预案; 环境监测人员奔赴现场采样监测, 及时反馈监测结果; 不断调整应急措施, 提高现场应急水平; 调查过程中, 及时总结应急经验并评估效果; 最终形成专题报告并存档。有文献表明^[16], 在核事故中积极采取对策能降低事故的相关风险。对策包括掩护、撤离、碘片稳定分布和搬迁等行动。尤其是下风向区域, 需要早期或者晚期的对策行动。晚期对策中, 搬迁的持续时间2~10a不等。

核事故的发生有天灾, 也有人祸, 并非核能的自身不可控。只要加强核电技术的创新和核电安全的管理, 核电还是安全的。尤其在当今世界"节能减排, 降低碳排放"的强烈号召下, 我国断不能因噎废食, 而要在保证安全的前提下稳定地发展核电事业, 做到日常监测与应急队伍的建设两手抓, 稳扎稳打的可持续发展。