核反应堆安全：核电的小概率高风险事件

核电涉及两方面的安全问题：反应堆事故和接触核辐射。本节讨论前者，下一节讨论后者。核反应堆安全是一个典型的小概率和高风险事件。显然，核反应堆堆芯融化具有灾难性后果，监管者应尽其所能来降低发生此类事件的可能性。鉴于此，核能监管委员会的首要目标是“避免放射性引起的疾病和死亡，加强防范和安全以及保护环境和核能的商业利用”，见核能监管委员会的《2000-2005年战略计划》^[43]。

虽然核反应堆是由私有的被许可方设计、建设和运营，但核反应堆的安全标准由核能监管委员会制定。这些标准遵守严格和保守的原则，包括（1）不能发生核反应堆事故；（2）核反应堆不能产生导致死亡的核辐射；（3）核反应堆事故不能造成显著的核辐射；（4）不能发生针对核反应堆的辐射性破坏行为；（5）核反应堆不能出现引起环境破坏的核泄漏事故。

很明显，零事故、零辐射是难以实现的。核能监管委员会于1986年制定的安全政策目标是将核电站运营的安全风险限制在可接受的水平。核能监管委员会曾规定，核反应堆事故造成的死亡不应超过其可比事故风险总和的千分之一，而核电站运营引起的癌症死亡率不应超过美国社会其他成员普遍的癌症死亡率的千分之一^[44]。

确定风险的办法有实际试验和模拟两种。唯一在美国发生的严重反应堆安全事故是三里岛事件。刚过1979年3月28日凌晨4点，位于宾夕法尼亚哈里斯博格附近的通用公用设施公司的二号核岛出现了问题。首先，蒸汽发生器的给水泵停止了工作。虽然备用给水泵自动启动，但其回路中的阀门仍处于关闭状态，蒸汽发生器的给水中断，另一关键阀门在本应切换至关闭状态30秒后仍处于开通状态。由于运行人员没有注意到这一问题，反应堆堆芯急需的冷却剂被排放到核岛的地面。这样，蒸汽发生器便处于烧干状态，其冷却剂被加热并膨胀。两台大型水泵开始自动向反应堆内注射冷却剂，降低了堆内压力。

由于运行人员的另一个常见失误，这两台泵被手动停止。在其后非常关键的一段时间内，整个系统中都充满了蒸汽，反应堆因不能得到冷却而开始解体。核燃料棒发生变形，棒内气体被泄漏到冷却水中。2小时20分钟后，一个截止阀关闭，停止了向反应堆提供32000加仑/小时的被污染的冷却水。由于疏忽，几万升的含有高辐射污染的水被排放到一个相邻的建筑物内。

该事故及其随后发生的系列事件被一起称为“三里岛事件”。作为核电历史中的标志性事件，该事件昭示着核电开发开始停滞，并很可能影响未来的核电开发，见丹尼尔·福特的《三里岛事件之核反应堆熔化前的三十分钟》^[45]和克曼尼委员会（Kemeny Commission）的报告，即《总统委员会对三里岛事件的报告》^[46]。

在三里岛事故发生之前，公众普遍认为的核事故是反应堆堆芯熔化。用通俗的话讲，这种事故类似于“中国综合症”^[47]，是核反应堆的灾难。熔化的核燃料棒熔透了由数千吨钢筋混凝土构成的保护外壳，将大量的放射性污染物泄漏到地下水层中。根据预测，泄漏到大气和地下水中的放射性污染会致使数千人立即死亡，并导致数十亿美元的经济损失。

三里岛事件是最恶劣的核反应堆事件。克曼尼委员会的结论是，“事故的根本原因是运行人员的操作错误”，见《总统委员会对三里岛事件的报告——三里岛的教训和今后的改进》^[48]。克曼尼委员会特别总结了造成运行人员混乱的四个主要因素。第一，对运行人员的培训严重不足。尽管对正常运行具有充分的应急培训，但缺乏对严重事故的培训。第二，具体的操作程序引起混乱，可能会也确实导致了错误操作。第三，补救措施没有包括此前发生过的核事故的处理措施。第四，控制室的设计混乱，不足以用于进行事故处理。

克曼尼委员会还指出，尽管核电站严重受损，但绝大部分辐射性污染物的泄漏被控制，对外释放的辐射量不足以对身体健康造成影响。事故带来了严重的心理压力，精神健康问题是这一事故造成的主要健康问题。除了对健康的直接威胁外，三里岛事故也造成了尚待处理的核岛内的空气和水污染。很自然，对周围环境空气和水的污染引起的潜在危害引起了诉讼，见“萨斯奎哈纳河谷联盟诉三里岛核反应堆”案^[49]。公众也根据《1957年布莱斯·安德森法》提起了集体诉讼。(www.xing528.com)

根据《1957年布莱斯·安德森法》的要求，因居住在核电站周围5英里范围内有孕妇和学前儿童的家庭需要撤离，对这些家庭支付了140万美元的生活费和工资损失。核电站业主支付了2000万美元以了结大量的经济补偿诉讼。另外，与那些认为自己需要进行医疗监护的人，最终达成了另外500万美元的和解安排。另有一些起诉者则声称因辐射造成病症，其中的一些诉讼得到法院的支持，被认定诉由成立，见“三里岛诉讼”案^[50]。

虽然三里岛事件是据以进行风险评估的最严重的核事故，其他的核事件也偶有发生。这些不太被关注的事件包括发生在2002年的戴维斯·贝丝核反应堆在其停机（reactor shutdown）期间所发生的事件。检查人员发现，核反应堆控制棒操纵机构附近的一个压力罐出现裂纹，导致硼酸泄漏和腐蚀。这个在系统启动之前发现的裂纹严重危及反应堆的安全性。这类事件必须向核能监管委员会汇报^[51]，并在该委员会网站上登载^[52]。忧思科学家联盟^[53]发布报告称，在2010年，核电站运营商在操作中发生了14起本不该发生、但在引起严重紧急事件前被发现的“侥幸被发现”事故，见大卫·洛克博姆的《美国核能监管委员会和核电站的安全》。^[54]

三里岛事故在实质上改变了核能监管委员会对恶性事故风险分析的办法。该委员会在主要调查报告中，建议采用第二种风险评估方法，即概率风险评估法^[55]。核能监管委员会在其1991年发布的《NUREG-1150恶性事故风险：对五个美国核电站的评估》文件中采用了改进的概率风险评估法，见核能监管委员会的《考虑风险的监管执行计划》^[56]。

根据历史经验，我们也许认为核事故是小概率事件。但其发生的概率是否已足够低了？从1957年起，美国已建设和运行了超过100个核电站，累积运行时间超过了3000堆年^[57]，其中仅发生了三里岛一起核事故。根据历史数据，发生核事故的概率是3000堆年中有一起核事故。

概率风险评估是采用风险评估模型找出任何可能导致事故的事件。该模型的评估结果是发生核事故的概率应该是每1万堆年一次，而非3000堆年一次。显然，实际情况与模型不吻合。麻省理工学院的新近研究表明，将严重核事故发生的概率降低到原标准的十分之一是比较适当的目标，即发生核反应堆损坏事故的概率是每10万堆年一次，见《核电的未来：麻省理工学院的跨学科研究结果》^[58]《核反应堆安全研究》^[59]《恶性事故风险》^[60]和《发电厂检验计划》^[61]。

当然，概率风险评估法也受到了质疑。关注很多环境和能源问题的“忧思（有良知的）科学家联盟”认为，核能监管委员会的这些努力不仅不能降低、反而会提高对美国公众的威胁，见《不及格的核电站风险研究》^[62]。

在1979年三里岛事故之后，核能监管委员会加大了安全检查力度，加强了执法，并制定了改进方案和紧急预案规定，见“忧思科学家联盟诉美国核能监管委员会”案^[63]。在三里岛事件之前，人们从没有关注过核现场之外的紧急预案，见“萨福克县诉长岛照明公司”案^[64]。