世界三大核事故:不能承受之重

2011-07-20 01:22
军工文化 2011年5期
关键词:切尔诺贝利核事故堆芯

■ 张 灿

(作者为自由撰稿人)

世界三大核事故:不能承受之重

■ 张 灿

“惟有当人类开始惊诧、自省,明悉此在之疑处,抑或领悟生命本是一种个人、非理性、不可撤消之责任时,哲学的意义方始彰显。”——德国哲学家雅斯贝尔斯,1919年。

核事故:老天的玩笑还是警示?

4月12日,日本将福岛第一核电站核泄漏事故等级提高至7级,这使日本核泄漏事故等级与前苏联切尔诺贝利核电站核泄漏事故等级相同。7级,是按照国际原子能机构“国际核事件分级表”规定的最高级别,属于特大事故。

但是,据奥地利科学家计算,目前从福岛排放到空气中的核辐射已经超过了切尔诺贝利核辐射排量的一半。“人类历史上最严重的一次核事故”,这个曾经用来界定1986年4月前苏联切尔诺贝利核事故的一句话,因为福岛核电站的诸多未知因素,恐将成为历史。因为,福岛核事故中,受损的核反应堆产生的放射性物质,将随着气流和太平洋巨流流向世界各地,一天一天缓慢但持续地释放,不知何时结束。

“惟有当人类开始惊诧、自省,明悉此在之疑处,抑或领悟生命本是一种个人、非理性、不可撤消之责任时,哲学的意义方始彰显。”1919年,德国哲学家雅斯贝尔斯的这句话似乎早有先见之明:在人类不断制造困局又不断地突破困局的过程中,困局是否真的被我们破解了?还是在不断制造新的未知困局?

1978年,一位加拿大科学家信誓旦旦地发布报告说,“一个人死于一场核事故的可能性要小于被陨石砸中的几率”。但是,仅仅一年,三哩岛核事故发生。

核电站的发展似乎让人类在日益困窘的能源危局面前看到了永恒生存的曙光。然而,福岛核电站事故,究竟是老天的玩笑?还是老天的警示?这一切似乎和前两次重大事故一样,构成人类和平利用核技术的不能承受之重。

在此,梳理世界三次重大核事故的前因后果,纵然改变不了人类发展核电产业的雄心壮志。但依然希望,在事关人类生命的重大决策时,我们要多一些对生命的敬畏。哪怕这个生命是鱼、菠菜、蘑菇,还是海水、岩石、土壤,因为它们实质上和我们每个人息息相关,它们生命中流淌的水和人类生命中流淌的血,是要循环的。这绝不仅仅是有些业内人士所说,“日本福岛核事故最大的影响,是全球的核电产业。”

三哩岛核事故:操作员误操作

三哩岛核电站位于美国宾夕法尼亚州哈里斯堡哈纳河一座长3英里的岛上,为巴布科克和威尔科克斯公司共同建设,发生事故的2号机组运行仅4个月。

1979年3月28日,三哩岛核电站2号机组由于凝结水净化装置故障导致蒸汽发生器失去正常给水,按照设计,辅助给水泵正常启动,但由于不久前工人对辅助给水管线上的阀门检修结束后未将阀门置于正常打开状态,导致辅助给水无法进入蒸汽发生器,反应堆主控室又未设置辅助给水流量指示仪表,操纵员以为辅助给水系统运行正常。蒸汽发生器因注水不足烧干导致一回路冷却剂系统失去冷却,反应堆热量在堆芯聚集,温度和压力逐渐升高。堆芯压力上升导致稳压器安全阀开启,但开启后因故障未能回座,反而导致一回路冷却水不断流入稳压器,操纵员看到稳压器水位上升,以为反应堆冷却剂系统已充满了水。由于堆芯和蒸汽发生器之间水循环减少,在堆芯热量影响下汽水混合物增加导致反应堆冷却剂泵振动,为避免损坏,操纵员先后将4台反应堆冷却剂主泵停运。堆芯中的水继续沸腾,堆芯裸露出来,燃料包壳温度上升并与蒸汽发生化学反应,其中的放射性物质进入反应堆厂房导致报警,操纵员这才发现了故障并于当天处理中止了事故,但为时已晚,约三分之二的堆芯在过高的温度中熔化,部分放射性物质通过厂房泄漏到环境中。

三哩岛事故没有造成人员伤亡,在三哩岛核电站50英里核电站内的220万居民无人发生急性辐射反应,周围居民所受辐射相当于进行了一次胸透所受辐射剂量,周围居民的癌症发生率没有显示和这次事故的显著性关系,周围植物和农作物未见异象。最终被定为5级,除设备本身的问题外,这次事故主要在于人为操作失误。

但事故发生后仍引起全美震惊,核电站附近约20万居民因惊恐不安撤离了这一地区,美国多地爆发反核示威,迫于压力美国政府停止了核电站建设计划,在此后30年内未建设一座核电站,巴布科克和威尔科克斯公司因此倒闭。事故波及世界多数国家,70年代蓬勃发展的核电事业由此转入低谷。

2009年,在三哩岛事故30周年之际,仍有居住在周围的人如此写道,“不管科学家怎么说,也不论政客们是如何向媒体解释,我都要告诉大家,三哩岛附近的城镇中的癌症发病率奇高。比世界上任何一个地方都高(切尔诺贝利地区除外)。”关于广岛、长崎、三哩岛以及日后的切尔诺贝利核辐射与疾病的研究,大部分都无疾而终,科学证据缺失,但至少美国等极少数国家停滞了核电站的建设。

三哩岛核电站的圆柱体保护壳最终阻止了更大灾难的发生。

切尔诺贝利发生爆炸的四号反应堆及覆盖在上面的“石棺”。

切尔诺贝利核事故:核电长达20年的严寒期

切尔诺贝利核电站位于原苏联乌克兰基辅市东北110km处,“切尔诺贝利”意为“切尔诺伯格(斯拉夫神话中代表黑暗、死亡、疾病的黑之神)的居所”。

1986年4月26日,在4号反应堆进行的一个为测试反应堆安全性而设计的实验中,链式反应变得越来越失控。部分是因为操作员的失误,部分是因为拙劣的设计。操作员的切尔诺贝利核事故中断了世界上大部分地区新反应堆的发展。失误体现在:人为降低反应堆的功率并在低于安全章程规定允许下继续试验,手动将大量控制棒提出堆芯(只剩下7根,安全规程要求≥30根,堆芯要求在仅剩下15根时立即停堆)等。设计的拙劣体现在当时没有自动停堆功能。

切尔诺贝利核事故以惨痛的教训换来了世界对核安全的重视。关于受害人数,有一个版本是:直接或间接受害人数是9万,一座城市因此成为空城。而一些变异的物种传说则是硕大白鼠的出现。种种可怕,非亲生经历者无法体会。1986年IAEA国际核安全咨询组提交的《关于切尔诺贝利核电厂事故后审评会议的总结报告》中提出了“核安全文化”概念,并在进一步的报告《安全文化》中明确了此概念。1989年5月,世界核营运者协会(WANO)成立,世界144个核运营单位在莫斯科签署了WANO宪章,开始以开放的心态共同交流经验和教训,共同致力于核安全的最高及可行标准。而最大的教训却是:人类自以为进行了万无一失的设计,有多道保险闸,却往往会被自以为是毁于一旦。

虽然“核安全文化”得到了前所未有的重视,但这一场灾难,还是中断了世界上大部分地区新反应堆的发展。在1984年全球还新建了33座反应堆,而随后的20年,平均每年才新建4座。“全球核电产业进入了一个长达20年的严寒期”。争议从未中断过,在欧洲甚至上升到党派争取民意的筹码。

日本福岛核事故:核能复兴夭折?

21世纪初,人类能源困局中复苏的核电产业,在哥本哈根会议后显得生机勃勃。去年上半年,一份来自世界核协会的报告显示,截止2010年6月,中国在建反应堆为23座,次之是俄罗斯的10座,印度为4座,加拿大和日本2座,美国和法国各1座。而各国未来将要建设的反应堆(见上图),则更加显现了世界核电产业的大发展的雄心。

切尔诺贝利附近被遗弃的村庄。

(来源:世界核协会报告)

但是,这一切将可能被改变,至少短期内会停滞。3月11日,日本东北部海域里氏9.0级地震导致福岛核电站1~3号机组自动停堆,并失去场外交流电源,而随之而来的超设计基准海啸淹没了反应堆厂房,导致其内部应急交流电源(柴油发电机组)失效,全厂停电致使反应堆冷却功能丧失,反应堆余热在堆芯聚集无法排出。由于福岛核电站燃料包壳为锆合金,反应堆内冷却水平面不断下降导致堆芯裸露,冷却不足使堆芯温度达到锆-水反应极限温度,锆-水反应生成的大量氢气通过泄压安全阀的气体通道泄漏到反应堆厂房,达到一定浓度后引发爆炸。其中1、3、4号反应堆厂房严重受损,放射性物质泄漏到环境中。因为福岛核电站最终泄漏多少放射性物质目前还无法估计,但据东京电力公司消息,反应堆进入可控制放射性物质泄漏的低温状态还需6-9个月。由于福岛核电站大范围向环境泄漏了对人体健康和环境产生影响的物质,日本原子能安全保安院已将事故调到了核事故的最高级——7级,日本政府宣布福岛第一核电站将永久被废弃。

各国从事故发生,就开始审视本国的核电战略。瑞士反应最快,在日本核事故后的第三天,也就是3月14日,就暂停三个新反应堆的审批。随后一天,中国政府也开始审查在建核电站项目和严格审批新核电项目,并在随后的一个月,给出了冻结审批的日期——至少到明年。德国总理安吉拉·默克尔(Angela Merkel)决定,在对德国核能政策历时3个月的评估期间,暂停国内17座核电站中7座核电站的运营。美国能源部长、诺贝尔奖得主朱棣文虽然依然坚持其支持核电站发展的一贯态度与热情,但遇到的阻力也不小,有知名人士呼吁,美国应“立刻(对新反应堆建设)踩刹车,直到我们能将日本的事件完全消化吸收为止”。

可以看出的是,世界各国并未就此达成一致意见。这很有可能会影响一些关于和平利用核能的一些新的制约性协议的达成。拥核的人立场坚定,就如同他们从未曾改变过的信仰一样;反对的人依然只是少数;持观望态度的人,究竟能有多大的决策权?一切都是未知,很多人认为核电产业的发展取决于日本处理这次事故的速度,还有就是辐射对人类的影响。

概而言之,福岛核事故再次引发全球对核安全的高度关注,世界各国纷纷对在役核设施开展安全检查,重新审视核电站设计基准,不少国家暂停了核电站建设计划,德国等国家甚至坚决放弃了核电站建设,全球核工业面临切尔诺贝利事故之后又一个困难时期。但由于能源危机制约和低碳经济发展要求,包括法国、中国在内的多数国家表示将吸取福岛核事故教训,提高核电站的安全性、可靠性和透明性,但不会因噎废食,否定核电行业的发展。

(作者为自由撰稿人)

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