有关核电厂安全目标的问题

汤搏

（环境保护部核电安全监管司，北京 100034）

有关核电厂安全目标的问题

汤搏

（环境保护部核电安全监管司，北京 100034）

本文描述了美国核电厂安全目标的制订过程和背景以及其主要内容。概要介绍了美国核电厂在安全目标制订过程中所考虑和评价的一些因素以及对美国核电厂安全目标所存在的问题和一些争论进行了讨论。

核电厂；安全目标；风险

从核电发展早期，人们就认识到，像世界上所有事物一样，核电是具有风险的，不存在所谓绝对安全的问题。

例如美国20世纪50年代早期开始开发核电技术时，就对大型核电厂一次重大事故可能造成的后果进行了评估，并确定国家是否能够承受这样的风险。1957年，美国原委会发表了报告《大型核电厂重大事故的理论可能性和后果》（WASH-740，也称“布鲁海文”报告）。

根据该报告的估计，一次大型核电厂“最大可信事故”的发生将导致3 400人死亡，43 000人受伤害，财产损失70亿美元，发生的可能性是每十万到一百万堆年一次。

由于当时相关的技术资料和数据还很缺乏，WASH-740报告采用了非常保守的假设，如最坏的核电厂址气象条件，并且没有考虑安全壳的包容作用等。确实，当时所拥有的核电知识、实验数据以及方法论还不能完成对核电厂系统的“风险评价”，因而美国人将方向转到了一个个具体工程问题的处理，针对每一个问题来确定具体要求。这种方式类似医生针对病人所开的“处方”，这些“处方”式安全要求的综合就构成今天广为人知的“确定论安全要求”。

“确定论安全要求”回答不了核电厂风险究竟有多大的问题，从而无法将核电的风险与其他社会风险进行比较，也就无法回答“多安全是足够的？”这个核电安全的根本问题。

20世纪60年代，可靠性工程在航空航天等领域普遍发展，为大型工程的可靠性和风险评估提供了方法论的基础。

1972年，美国参议员John O.Pastore再次要求美国原委会给出完整评价，以了解核电厂到底有多安全，美国原委会不得不开展一个完整的研究，这个研究的成果就是1974年发表的WASH-1400“反应堆安全研究”。WASH-1400首次使用了系统化的“概率风险评价”方法，给出了核电厂对公众可能造成的风险（死亡风险），并将这些风险与其他事故和灾害给美国公众造成的风险进行了比较。WASH-1400的结论表明核电的风险是很小的，但WASH-1400在模型、数据、不确定性处理等方面受到许多批评，不得不使美国原委会的继承者，即美国核管会宣布收回该报告。

1979年，美国发生了三哩岛核电厂事故。三哩岛核电厂事故迫使美国人不得不再次面对核电厂的风险究竟有多大，以及“多安全是足够的？”问题。而解决这个问题的途径，只能是建立一套合理的核电厂风险度量方法，以及为风险设定一个可接受的阈值。美国人将这个可接受的风险阈值称为“安全目标”。

1 美国核电厂的安全目标

实际上，冠以“安全目标”名义的提法很多，例如我国HAF102《核动力厂设计安全规定》中就设定了安全目标，其中“总的核安全目标”确定为“在核动力厂中建立并保持对放射性危害的有效防御，以保护人员、社会和环境免受危害”。

类似的提法还有美国1954年原子能法中的“保证共同防御和安保，保护公众健康和安全”等等。

但是，对照美国核管会在建立安全目标之初所考虑的，安全目标不应仅仅提供对公众强有力的保护程度，而且必须具备实际上和监管意义上有用的方式，我们可以看到，HAF102所提供的安全目标从实际上和监管意义上都不具备任何可操作性。所以这类性质的“安全目标”更多地是一种价值观的阐述，而缺乏“目标”所应具备的明确导向性和“命中”判据。

1986年，在经过6年左右的编制和讨论后，美国核管会发布了政策声明 51FR30028：“Safety Goals for the Operationsof Nuclear Power Plants；Policy Statement”。在这个文件中，美国核管会确定了定性安全目标、定量安全目标和通用性能指导值。

两个定性安全目标是：

目标一：应该为公众的个体成员提供保护，以至其不因为核电厂的运行而对生命和健康承担明显的附加风险；

目标二：与可行的竞争发电技术相比，核电厂运行对生命和健康的社会风险应该可比较或更少，并且没有明显的社会附加风险。

作为对“没有明显的社会附加风险”的解释，确定了两个定量安全目标：

目标一：对紧邻核电厂的正常个体成员来说，由于反应堆事故所导致立即死亡的风险不应该超过美国社会成员所面对的其它事故所导致的立即死亡风险总和的千分之一；

目标二：对核电厂邻近区域的人口来说，由于核电厂运行所导致的癌症死亡风险不应该超过其它原因所导致癌症死亡风险总和的千分之一。

为了实际上和监管意义上的可用性，文件还推荐了通用性能指导值作为美国核管会成员检验安全目标是否得到满足的指导。经过评估，立即死亡风险是控制因素，而这仅需考虑可能导致立即死亡的大规模放射性释放，所以通用指导值针对大规模放射性释放给出：

与传统的纵深防御概念和事故缓解理念一致，要求安全壳系统具有可靠的性能，向环境的大规模放射性物质释放的总平均频率应该小于10-6/堆年。

在1986年的政策声明中美国核管会没有给出堆熔频率，但由于广泛的评价表明安全壳的条件失效概率基本上是10-1，所以后面使用中也经常演化出堆熔频率小于10-5/堆年（2000年，美国核管会发表了SECY-00-0077“MODIFICATIONS TO THE REACTOR SAFETY GOAL POLICY STATEMENT”，其中给出大规模放射性释放频率为10-5/堆年，堆熔频率为10-4/堆年。美国核管会解释给出堆熔频率主要是在事故预防和缓解方面达到平衡）。

在IAEA的文件中，堆熔频率和大规模放射性释放频率有时也被称为概率安全目标。

但在美国核管会的概念中，堆熔频率和大规模放射性释放频率只是方便应用的一个指导值，而不是安全目标。从概率风险分析技术本身的特点和现状看，这是完全合理的。

美国核管会在评价一个新反应堆时，通常使用大规模放射性频率（LRF），但外部事件评价的过程中通常不包括地震。在运行核电厂的监管中，通常使用早期大规模放射性释放频率（LERF）。

风险的评价离不开概率风险评价技术，但概率风险评价结果具有不确定性，这个不确定性主要来源于模型的完整性、模型的适当性和输入数据的不确定性。以模型的适当性为例，安全壳再循环地坑滤网堵塞问题就可以将堆熔频率改变一到两个数量级。而以输入数据的不确定性为例，一个8级地震发生的频率究竟有多大？或者反应堆冷却剂管道断裂的频率究竟多大？或者反应堆压力容器的破裂频率究竟多大？等等，都存在很大的不确定性。事件越极端，不确定性越大，这需要我们在使用这个技术时有很清醒的认识。目前国内一些人简单地以堆熔频率等数据作为衡量核电厂安全水平的唯一尺度，竟相追求越来越极端的数据，而忽略对模型完整性、模型适当性，输入数据不确定性的整体深入研究和评价，本身是对概率风险技术的滥用和误导，也不利于深刻地认识和理解核安全问题。

2 美国核管会在制定安全目标时所考虑的问题

美国核管会在制定安全目标的过程中，分析和研究了大量的问题，并且通过征求评论、会议讨论和听证等方式获得广泛的社会和公众参与。其中主要的问题如下：

2.1 安全目标的形式

（1）单一目标还是复合目标：能否实现不同层级目标的有利结合？

（2）定量目标还是定性目标：定量目标存在困难的验证问题，但定性目标可能缺乏清晰和确定的含义；

（3）结果导向还是过程导向：虽然目标总的来说应该瞄向结果，但是过程控制可以增强信心；

（4）绝对目标还是相对目标：为了比较分析，必须考虑相对目标；

（5）个人导向目标还是社会导向目标：联邦法规要求必须考虑个人和社会目标；

（6）厂址相关目标还是厂址非相关目标：厂址特征可能影响严重事故发生和安全壳的失效概率，也影响对公众的辐射照射；

（7）目标的时间相关性：目标是随时间变化还是为目标设定时限。

2.2 定量目标的形式

定量目标可能采取三种种类：考虑个人死亡风险；考虑事故发生频率和后果；以及在总的风险管理框架中纳入准则，如考虑核电替代选项的风险。

2.3 不确定性的处理

可能有几种途径或其组合，包括：

（1）由授权专家判断；

（2）由事先确定的计算模式验证；

（3）有限制的定量准则的使用；

（4）在计算和风险评估中引如保守性；

（5）非定量方式。

2.4 价值的平衡

（1）个人和社会风险：个人风险包括工作人员和附近居民，以及总人口；社会风险要考虑风险和利益的平衡，可能向后代的风险传递，立即死亡和延迟死亡，以及财产损失；

（2）安全和经济价值：在安全和经济相冲突的情况下，是否在安全决策中考虑经济影响，多大的资源应该用于满足特定安全目标。

核管会还列举了大量其他的附加问题，以进一步细化讨论。

3 对美国核管会安全目标的一些讨论

前面提到，美国核管会在制定安全目标的过程中，讨论和研究了大量的问题，最终形成了安全目标的政策声明。但声明的形成并不是问题的终结，仍然存在大量的争论和批评。

一种批评认为核管会的安全目标包括的仅仅是个人风险，而不是社会风险。例如它没有考虑财产损失和社会心理创伤等。

安全目标的实施也会导致一种结果，像ACRS所批评的，“对于周围有大量人口的核电厂，允许大的社会风险……，这导致不鼓励远距离厂址”。

近些年来，尤其是福岛核事故之后，国内对美国的安全目标也有许多批评，特别是认为美国的安全目标没有解决环境保护问题。确实的，虽然风险是发生频率和后果的乘积，但为什么后果仅考虑人的死亡，不考虑环境污染、财产损失和社会心理创伤等方面。考虑这个问题恐怕还必须回到美国核管会制定安全目标政策声明时的最初考虑，所谓在实际上和监管意义上都是有用的，即它必须是可操作的。

2012年，美国威斯康星大学、爱达荷国家实验室的Vicki Bier等人发表了一篇论文：“Developmentofan Updated Societal-Risk Goal for Nuclear Power Safety”，认为美国核管会的安全目标决没有包括真正的社会风险，特别是福岛核事故表明，事故的影响包括清洁、去污和再安置的费用，祖传家园和社群的丧失，种植和生产土地的丧失，无法销售污染的食物，清洁水源的丧失，渔业活动和收入的丧失，以及替代电源等，这样避免放射性对社会的干扰比对避免公众的放射性影响更重要。

VickiBier等建议采用再安置人员的数量作为社会干扰的代表指标。论文选择了一些典型的核电厂条件和典型事故进行评价，根据条件和事故的不同，再安置人员数量从几十人，到几万人，几十万人，最多可达百万人。作为比较，卡特琳娜飓风导致了路易斯安娜州150万人口的撤离，新奥尔良州80%～90%人口的撤离。

表1 VickiBier等人评估的典型核电厂、事故景象和再安置人员数量Table 1 The typicalnuclear power plants，accident scenario and thenumber of relocated personnelwasevaluated by VickiBier etal

这里也存在着问题，例如类似卡特琳娜这样的飓风发生频率与所评价的典型核电厂事故是否一样，从而可以用同样的再安置人员数量比较？或者再安置人员数量相类似，但其他代价和恢复的代价类似吗？等等。

我们看到，设定一个可操作的目标，重要的是必须能够找到合理的风险参照系，否则会导致在实际上和监管意义上的不可用。

4 结语

英国科学家沃森·瓦特发明的雷达对第二次世界大战中英国获得英伦战役的胜利起到了决定性的作用，但事后也有人批评沃森·瓦特的雷达某些参数选择不合理，对此沃森·瓦特给出了一个典型盎格卢·撒克逊式的，经验主义哲学的回答：

“我给他们提供了第三好的。第二好的正在研制，总是赶不上需要。第一好的永远研制不出来”。

确实，当我们确定核电厂安全目标时，乃至我们选择核电厂，或做其他一切事物时，我们必须确定我们要选择第一好、第二好，还是第三好的。

［1］AEC.WASH-740“TheoreticalPossibilitiesand Consequences of Major Accidents in Large Nuclear Power Plants”［S］. 1957.

［2］NRC.51FR30028“Safety Goals for the Operationsof Nuclear Power Plants；Policy Statement”［S］.1986.

［3］NRC.NUREG-O764“Toward a Safety Goal：Discussion of Prelim inary Policy Considerations”［S］.1981.

［4］NRC.NUREG/CP-0018“W orkshop on Frameworks for Developing a Safety Goal”［S］.1981.

［5］Vicki Bier，etc.“Developmentof an Updated Societal-Risk Goal for Nuclear Power Safety”［R］.Idaho National Laboratory.2012.

TheDiscussion on Safety Goal for Nuclear Power Plants

TANGBo
（Nuclear PowerRegulation Department，MEP，Beijing100034，China）

Describing thebackground and formulating processofsafety goal in United States，and the contentof safety goalof United States.Introducing briefly the factors thatwas considered and evaluated in safety goal formulation processin United States.Discussing the issuesand argumentsaboutsafety goalofUnited States.

nuclearpower plant；safety goal；risk

TM 623

：A

：1672-5360（2015）04-0001-04

2015-10-12

2015-11-02

汤 搏（1962—），男，河北石家庄人，研究员，国家核安全局副局长、核电安全监管二司司长，现主要从事核安全审评和监督工作