中国辐射卫生  2015, Vol. 24 Issue (3): 273-276  DOI: 10.13491/j.cnki.issn.1004-714x.2015.03.037

引用本文 

李炜, 孙军, 杨云福. 日本核危机的早期对策分析[J]. 中国辐射卫生, 2015, 24(3): 273-276. DOI: 10.13491/j.cnki.issn.1004-714x.2015.03.037.
LI Wei, SUN Jun, YANG Yun-fu. Early Countermeasures Analysis of and of Japan's Nuclear Crisis[J]. Chinese Journal of Radiological Health, 2015, 24(3): 273-276. DOI: 10.13491/j.cnki.issn.1004-714x.2015.03.037.

文章历史

收稿日期:2015-02-14
修回日期:2015-03-29
日本核危机的早期对策分析
李炜 , 孙军 , 杨云福     
重庆市疾病预防控制中心, 重庆 400042
摘要目的 为核危机的早期对策提供建议, 保证早期对策计划合理, 实施有序进行。方法 根据国内外有关法律、法规、标准和技术资料, 结合近几年来对日本福岛核电站事故早期对策的研究和分析。结果 阐明了核危机早期对策的特点, 分析了早期对策的决策和实施过程。结论 早期对策在核危机的场外应急中应受到高度重视, 撤离、隐蔽和碘预防的对策实施要保持理性和冷静的态度。
关键词核危机    早期对策    撤离    隐蔽    碘预防    
Early Countermeasures Analysis of and of Japan's Nuclear Crisis
LI Wei , SUN Jun , YANG Yun-fu     
Chongqing Center for Disease Control and Prevention, Chongqing 400042 China
Abstract: Objective To provide suggestions for early countermeasure for the nuclear crisis to ensure the plan for early countermeasure reasonable, and to be carried out orderly. Methods It was done according to the domestic and foreign related laws, regulations, standards and technical documents, combined with the research and analysis of early Japan's Fukushima nuclear power plant accident countermeasures of in recent years. Results The characteristics of nuclear crisis early countermeasure were clarified. The decision and implementation process of early countermeasure were analyzed. Conclusion Early countermeasures should be paid more attention in the off-site emergency of nuclear crisis, we must keep rational and calm when we implement countermeasures of evacuation, concealment and iodine-prophylaxis.
Key words: Nuclear Crisis    Early Countermeasure    Evacuation    Concealment    Iodine-Prophylaxis    

2011年3月11日,日本福岛核电站因地震海啸导致场内事故,引发放射性物质泄漏事故。事故发生后,日本政府启动了场外应急,采取了一系列公众防护对策。

1 核危机早期对策的特点

发生放射性物质泄漏的严重核危机,放射性物质可能或者已经扩散到场外的情况下,应启动场外应急。一般情况下,可以根据应急行动的时间进程,把场外应急措施划分为早期对策和远期对策。远期对策是在事故受到控制后,针对环境和周围人群而采取的进一步的补救措施,而早期对策是在事故发生后,很短时间内就应采取的行动,目的是保护公众免受放射性烟羽而导致的内照射和直接照射,以及沉积于地面的放射性物质的照射[1],早期对策包括撤离、隐蔽、碘预防、控制进出通道、早期农业措施、个人防护等,其中撤离、隐蔽、碘预防是优先等级最高的早期对策[2]。早期对策需遵循正当化与最优化原则。

2 早期对策的决策和实施过程 2.1 影响早期对策计划与实施的因素

撤离、隐蔽和碘预防等早期对策往往打乱公众正常的生活习惯和工作秩序,并可能对公众带来附加风险,如心理影响、交通事故、意外伤害、工商业活动的中断等,对政治、经济、文化等方面产生影响。国际经合组织在其《核与辐射应急早期对策》报告书中,列举了15个发达国家制定应急计划时考虑的10个影响正当性与最优化的因素,即公众健康危险、对策实施的时间、房屋的隐蔽效果,地下室或避难所的可及性,运输能力,公众的普通创伤,天时,边界旁的核能工厂,措施所需的费用,总人口措施等[3]

大多数国家在制定对策计划时只是其中数项予以重点考虑,日本则考虑了10项中的9项,只有“边界旁的核能工厂”这一项未加考虑,反应出日本政府对于早期对策的审慎态度。另外,日本还向公众进行了公开咨询,求得公众的理解与认同,使得应急计划较为全面,具有相当的可操作性,一旦予以实施,能够得到高度的认可。在本次核危机中,日本公众对于政府决策表现出较高的依从性和认可,撤离、隐蔽等对策实施过程中,虽然有一些公众抱怨,但总体较为顺利,降低了早期对策实施的经济成本和社会成本,体现了对策的正当性与最优化。

2.2 应急计划区

应急计划区是启动早期对策的基础和依据。根据最优化原则,早期对策不应该毫无限制地覆盖全人口,而要根据事故状况和距离远近,对核设施周边区域进行适当的分区,依照分区采取相应的应急措施。一般把应急计划区划分为近区和远区,近区首选撤离、隐蔽和碘预防,远区则主要考虑隐蔽和碘预防。近区也称计划撤离区,远区也称计划隐蔽区。在大多数情况下,近区与远区很大程度上受地理、气象、人口和事故状态等因素影响,处于动态变化中。基于这样的考虑,日本的应急计划中,没有给出明确的近区与远区划分,而是将核电厂周围8 ~ 10 km划为隐蔽区,撤离区包含在隐蔽区之内。在这个区域内,可根据情况选择隐蔽、撤离、碘预防,以及通道控制措施。

日本的这一策略为决策者提供了一定的自由度,决策者可以根据实际情况确定合理的应急区域,选择有针对性的对策,以避免对策实施时,由于覆盖范围和人口过于宽泛,造成不必要的损失。不过这要求决策者在极短的时间内获得足够的信息,得出正确的判断,划定撤离区与隐蔽区,并启动相应措施。然而日本福岛核电站事故导致交通通讯和核电厂监测系统严重破坏,难以及时采集并传递相关信息,以致于在事故发生后的一段时间内,由于四个核电站安全关闭,日本政府产生了万无一失的错觉,对形势严重误判,针对公众防护的应急措施和实施范围迟迟无法确定。公众的紧急防护对策应在核泄漏可能发生之前或者发生之后数小时内实施,而日本的公众防护措施是在核电厂受到冲击将近10个小时后才启动。

2.3 早期对策的实施 2.3.1 撤离 2.3.1.1 实施撤离的影响因素

在各项早期对策中,撤离对社会秩序、人群心理造成的冲击最大,不确定因素最多,发生次生灾难的可能性最大。因此,虽然撤离是最容易想到的措施,但要充分考虑各种影响因素,慎重决策。日本的核应急计划提出了8个影响撤离决策的因素,分别为可防止剂量,无防护的预期剂量,天气状况、天时、泄露的发展、撤离所需时间、公众心理影响、分阶段实施或目标人群。

2.3.1.2 干预水平

大多数国家采用BBS推荐的一周内可防止剂量50 mSv,作为启动撤离的干预水平,并参考环境剂量水平。日本实施撤离的干预水平是估计有效剂量50 mSv和当量剂量500 mSv。估计有效剂量和当量剂量考虑了身体不同组织器官、照射方式、照射途径,其计算结果更加接近实际情况,但是需要获得更多的支持信息。在本次核危机发生的早期,由于地震海啸的强烈冲击,此类信息的获得异常困难,且耗时太长,估计有效剂量和当量剂量可操作性大打折扣。事实上,日本政府决定实施撤离时,参照的还是可防止剂量。

2.3.1.3 撤离实施的范围和时机

一般情况下,如果在放射性烟羽到来之前,有足够的时间完成撤离,应立即实施撤离。如果放射性烟羽已经迫近,应在烟羽过后实施,因为撤离行动会使人群直接暴露在放射性烟羽之中,此时应该选择隐蔽。因此,实施撤离的时机和范围极为重要,它决定了撤离行动的正当性。日本政府在决定实施撤离时至少考虑了两个关键因素,一是泄漏的发展,这决定了撤离的时间; 二是气象条件,这决定了烟羽可能扩散的区域,也就决定了撤离的范围。

日本的应急计划区并没有给出明确的撤离区,所以撤离区的确定在很大程度上取决于场内状况的判定。最初的撤离行动是在3月11日23点55分开始,日本政府意识到福岛第一核电站可能会发生泄漏,但反应堆内部情况不明,启动了核电站周围3 km范围内居民疏散,10 km范围居民在房屋中隐蔽,此时距离核电厂受海啸冲击已经过去了将近10个小时,这是日本政府启动的第一项公众防护措施。8小时后,即3月12日8点00分,日本政府意识到反应堆安全壳内压力升高,可能导致氢气爆炸,并决定释放水蒸气减压,基于这样的判断,启动了福岛第一核电站10 km半径、福岛第二核电站3km范围内居民的疏散。3月12日13点30分,福岛核电厂1号反应堆发生爆炸,疏散范围进一步扩大到福岛第一核电站核电站半径20 km范围,福岛第二核电站半径10 km范围。3月14日20点00分撤离区内绝大部分目标人群已经完成了撤离,3月16日整个撤离行动完毕,总共疏散了周围10个城镇185 000人。

恰当的时机和适宜的气象条件,保证了撤离行动没有暴露在烟羽之中,也保证了整个撤离行动有序进行。日本政府在确定撤离范围时表现出很强的理性,国际社会一直敦促日本将撤离范围扩大到80 km,而且在3月17日距离福岛核电站30 km处监测到80 ~ 170 mSv /h的高剂量当量率,但是日本政府在综合考虑各方面因素后,确认那是一个孤立的数据,不能代表总体水平,因而坚持将撤离范围限制在20 km范围内。由此也可以看出,辐射剂量是决定是否撤离的一个重要因素,但不是唯一因素。

2.3.1.4 心理因素

在核应急的早期对策中,撤离是实施难度最大的干预措施,与碘预防和隐蔽等其他对策相比,撤离对心理、社会和经济的影响最大,存在的风险也最大。其主要风险有: ①撤离人员临时安置、医疗卫生保障、食品和饮用水供应困难; ②交通运输困难; ③对撤离行动的组织体系造成严峻挑战; ④公众心理冲击巨大,情绪不稳定; ⑤撤离过程中偶发事件难以避免,可能导致伤害。日本核危机是在地震海啸后发生的,基础设施损毁严重,组织体系也遭到严重破坏,在这种情况下实施人群大规模撤离,难度之大可想而知。然而,日本核危机期间的撤离行动总体上有序,没有看到突发事件或者其他严重影响撤离实施的事件的报道。与此同时,民众对于政府的决策表现出很高的依从性,绝大部分民众依照政府的建议和路线实施撤离,大大降低了撤离实施的成本,也避免了撤离行动实施过程中可能发生的意外,撤离行动和人员安置均能够在较短时间内完成。这是一次成功的人群大规模撤离行动。

2.3.2 隐蔽

相对于撤离,隐蔽是一种简单易行、成本最低的对策,不过隐蔽措施是否有效,很大程度取决于建筑物的类型、建筑材料和周围建筑物的状况。此外,公众的依从性和心理承受能力是影响隐蔽措施的一个重要因素。日本核危机期间,隐蔽与撤离几乎是同时进行的。当日本政府宣布3 km范围内人员撤离时,同时要求10 km范围内的人员留在房屋隐蔽; 当宣布撤离范围扩展到10 km时,同时要求20 km范围内人员留在房屋隐蔽。当疏散范围最终扩大到20 km时,隐蔽区则确定在30 km范围。

BSS建议的隐蔽的干预水平是在不超过2天内可防止剂量10 mSv。没有报道表明日本在实施隐蔽对策时采用了其他干预水平,所以很有可能还是采用了可防止剂量。核危机期间,日本政府拒绝了国际社会的将其撤离范围扩大到80 km的要求,并且,当在30 km处监测到高达170 mSv /h的剂量当量率时,最终将隐蔽区确定为30 km,而没有进一步采取撤离行动,可以从以下几个方面解释:

首先,日本政府相信高剂量率不代表整体水平,经过估算的有效剂量应该没有超过撤离的干预水平。其次,政府对当地建筑的密闭性和屏蔽性有足够的信心。第三,日本民众高度的自律性以及对政府的依从性在很大程度上安定了人心,另外政府启动了危机沟通,并为民众提供有力的饮食供应和医疗卫生服务。第四,场内应急救援进展顺利,自3月16日以来,虽然场内情况仍然很严重,但没有进一步恶化的趋势,在采取直升机注水降温等措施之后,反应堆状况相对稳定,乏燃料池的温度控制在25℃以下,发生临界反应的概率很低。环境监测结果表明,东京以及30km范围内外的其他地区的辐射水平远低于需要采取防护行动的水平。第五,不再进一步扩大撤离范围,也是因为力不从心。由于地震和海啸的冲击,基础设施损毁严重,交通运输能力严重不足,安置能力严重受限,在这种情况下,贸然启动人群的大规模撤离所面临的危险更大,相比较而言,就地隐蔽是更为明智的选择。

2.3.3 碘预防

服用稳定性碘通常要与隐蔽和疏散等行动同时进行,尤其是对隐蔽人群。相对于撤离和隐蔽,碘预防是最容易实施的,这是因为稳定性碘储备充足,适用性强,分发碘片易于组织,公众依从性好[4]。BSS建议的碘预防的最优化干预水平是放射性碘对甲状腺的可防止剂量100 mGy。碘预防的另一个重要方面是稳定性碘的用量。鉴于过量碘摄入可能存在毒副作用,尤其是对于某些基础性疾病和缺陷的人员,过量摄入碘可能造成严重的后果,因此需要对稳定性碘的用量和剂次做出明确规定。根据WHO核危机后碘预防导则,服用100 mg稳定碘可以有效地阻止甲状腺对放射性碘的吸收。对于孕妇和3 ~ 12岁的儿童,剂量应减少到50 mg,不满3岁的儿童,剂量为25 mg,新生儿碘服用量不宜超过12.5 mg[5]

不论是制定应急计划还是在福岛核电厂事故发生后,日本政府对于碘预防措施一直持审慎态度。国际经合组织列举的14个发达国家中,只有日本没有预先制定碘预防的干预水平。日本专家认为,干预水平取决于放射性碘的释放量和对甲状腺的预期剂量,事先预定一个有着具体数值的干预水平,有着相当的难度。因此,干预水平由专家们在事故发生后确定,当日本福岛核电厂发生泄漏时,并没有现成可用的干预水平。

日本对碘预防的审慎态度,也表现在事故发生后的应急行动中。3月12日,福岛核电站1号反应堆发生爆炸,日本政府才开始考虑向居民发放碘片,由于担心人群摄入碘的毒副作用,对远后效应充满疑虑,这一措施没有马上实施。3月14日,当疏散行动接近尾声的时候,政府将230 000单位稳定性碘片发送到了各疏散安置点,但仍然担心稳定性的集体毒副作用,而没有将碘片发放到个人手中。3月15日,日本仍就是否实施碘预防的问题犹豫不决。直到3月16日,日本核安全委员会才建议当地政府指导20公里范围内疏散人员服用稳定性碘,但建议只服用一个剂量单位,服用剂量为:新生儿12.5 mg,1个月至3岁25 mg,3至13岁38 mg,13至40岁76 mg,40岁以上不服用。这一用量大大低于日本应急计划中所规定的量,在应急计划中,日本规定婴儿服用碘化钾的量为50 mg,其他人群均为100 mg。事实上,到3月16日,20公里范围内普通公众基本上已经疏散完毕,只留下少数应急人员,需要服用稳定性碘片的人员很少。此后,再也没有见到有关碘预防的报道,碘预防措施并没有在人群中大规模开展。

3 讨论

日本核危机是由严重的自然灾害导致的,这与人类历史上发生的历次核危机有着极大的不同,因而,其造成的后果和应急响应过程也具有一定的代表性。从以往的经验来看,发生事故的福岛核电站的核安全措施是比较完备的,地震发生后,反应堆均能够自动关闭。但是,核电站的设计者没有想到海啸引发的高达10米的巨浪会淹没备用柴油机,导致冷却水系统因为断电而停止工作,从而导致反应堆温度持续上升。从这一点上看,核电站的设计存在缺陷。

在对策的计划和实施过程中,日本政府持相对审慎的态度,由于事先没有划定清晰的应急计划区,以及信息不畅,决策者在事故早期出现了误判,影响了决策。但对策的决策实施过程中,有一些值得总结和借鉴的经验。日本在应急计划中采用估计剂量作为干预水平,被证明缺乏可操作性,最终采取了防止剂量。泄露的发展和天气状况是决定撤离行动的范围和时机的两个重要因素,心理因素影响着撤离行动的顺利进行,日本政府拒绝了国际社会的将其撤离范围扩大到80公里、将隐蔽区确定为30公里的要求,其主要依据来自于对实际情况的判研。由于对人群大规模服用稳定性碘可能造成不良反应的疑虑,日本政府对碘预防措施持审慎态度,大规模的碘预防措施并未实施。在整个危机期间,日本政府对于撤离、隐蔽和碘预防对策始终保持着较为理性的态度,没有随意扩大对策实施的范围和人群; 对策实施相对有序,效率也比较高。此外,民众对于危机的心理承受能力和高度的自律性,组织体系高效运转,政府的危机沟通等,也早期对策的实施起到了保障作用。

日本核危机应急对策的决策和实施,对于我国核设施应急计划的制定和实施,具有一定的借鉴价值。早期对策在核危机的场外应急中应予以高度重视,撤离、隐蔽和碘预防的对策实施要保持理性和冷静的态度。

参考文献
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日本核危机的早期对策分析
李炜 , 孙军 , 杨云福