[警钟长鸣]日本核电专家在福岛核事故前后的十大反思

发布时间:2015/9/29 16:36:51

来源:中国经济周刊  · 作者:王亦楠

  人类研究核能几十年来都只想维持核反应而已,却不管产生其他副作用,像是燃料棒里铀238 本身不反应,却会吸收核反应时产生的中子而变成剧毒的钚,半衰期长达两三万年。  

  20113月发生在日本的福岛核事故不仅对日本人民来讲是一次重大的核灾难,也已成为全世界核电界需要深刻反思、反省的教训。  

  人民文学出版社201111月出版的《核电员工最后遗言——福岛事故十五年前的灾难预告》,是一本极为难得的、来自实践的核电科普教材。  

  在这本书里,来自日本核电业内、具有丰富实践经验的三位专家(设施配管一级技师平井宪夫、美国通用公司前原子炉设计师菊地洋一、东芝前核电设计 维修工程师小仓志郎)在福岛核事故前(1996年)和核事故后(2011年)站出来现身说法,详细披露了很多我们之前没有认识或没有充分认识到的核 电站在实际建设、运行维护、关闭后必然面临的种种安全问题,以及核电站所面临的不同于任何其他产业和其他工程的独有的安全隐患。  

  根据三位日本核电专家公开发表的文章和接受的访谈,其深刻反思可扼要归纳为10个方面。为了如实呈现他们的观点,笔者除了将这十大反思加以小标题概括以便于阅读外,其他内容全部直接引用他们在书中的表达。  

  1.“绝对安全的核电设计不等于绝对安全的核电工程  

  工程现场有真功夫的师傅实在太少了。不管核电设计有多完美,实际施工却无法做到与原设计一模一样。核电的蓝图,总是以技术顶尖的工人为绝 对前提,做出不容一丝差错的完美设计,但却从来没人讨论过,我们的现场人员到底有没有这种能耐……日本的核电厂设计优良,有二重、三重保护,若发生什么事 故就会自动停止、绝对安全——这都是仅止于设计阶段的理论,接下来的施工、建厂才是大问题。  

  “19912月发生在关西电力美滨核电厂的喉管断裂事故,日本傲人的多重防卫系统一道接着一道失效,只差0.7秒,切尔诺贝利事故就要重现于 世了……最后调查时发现……是施工上的失误……当初建设时根本没按照原设计施工,太长的就切掉,太短的就硬拉,这些设计师意料不到的事情,却在施工现场理 所当然地发生,也导致核电事故层出不穷。  

  “3·11福岛核灾难发生,证明核电设计时认为只要有多套备用系统就一定安全的思考根本不管用,有可能全部系统都同时损坏而无法产生功 能……理想中的安全机制在现实中完全失效……至今的安全设计都经不起现实的考验……即使紧急柴油发动机能动,也只能维持7天,如果供电的电塔倒了,外部电 源7天内也可能进不来,也还是会发生炉心熔毁等核灾难……想要真正维持核电安全的核电厂根本设计不出来,尤其是无法设计出商业用核电,因为要顾及各种因 素,成本高到完全划不来。  

  2.核电厂最岌岌可危的工程——犹如人体血管的配管网络  

  核电厂内部有交织如网、总长度达数十公里的配管,犹如人体的血管,不管是哪一种配管,只消有一条破损,就可能导致核电厂整体发生重大事故…… 但这些重要的配管,却处在一个随时可能坠落的状态……这些配管仅被金属零件支架固定于墙上。核电运转时,它们会不停地震动,长期摇晃下来,原本金属支架将 逐渐松脱,配管成为悬吊状态。  

  很多人严厉批评我的主张,说地震来时,核电厂绝不像你所说的如此不堪一击我们对核电厂的耐震有绝对自信它坐落于坚固岩盘之上, 抵挡得住8.5级以上的强震。但在我看到阪神大地震后,才第一次体会到核电厂再这样下去的确不行。核电厂承受不了地震带来的破坏,因为地震的摇晃来自上 下左右,而攀附在原子炉周边的复杂配管,肯定经不起这种复合式摇晃。  

  地震来时第一重点不是原子炉,反而是我专长负责的、也就是配管会先撑不住。打个比方说,大家都赞日本车品质很好,刹车很好、刹车踏板更好,但 就算这些东西再好,如果内部的油管爆裂了,请问它还能发挥功效吗?原子炉也是一样……最好的证据就是发生在五年前的关西电力美滨核电厂事故。才两厘米的蒸 汽生产机喉管断掉,竟差一步就成为切尔诺贝利事故。只不过一条小小的两厘米配管,竟造成多重安全系统失效。  

  3.核电厂运行维护和事故处理主要靠”——无法避免人为失误  

  核电厂的运作其实是要靠现场有人遭受核辐射污染才能成立,什么工作都得靠去组装、调整。这次福岛核灾难更证明此事,全部都得靠,机器人不但脆弱,而且能做的事有限,除了拍拍照,其他复杂的工作都还是要靠去接近高浓度辐射污染的现场才能做。  

  核电厂插入燃料棒后,只消运转一次,内部就充满放射性物质……包围在重重护具底下的人们,必须在畏惧辐射污染的高度心理压力下工作,因此绝对 无法维持好的作业品质……就拿最基本的锁螺丝为例:我在作业前一定会告诫工人锁对角才会紧,辐射才不会外泄。但他们的工作场域是布满辐射的高度危险 区……大家都在想着警铃响起之前赶快离开,整个心就挂念到底过了几分钟?警铃是否要响了?管它什么螺丝要锁对角……人在这种环境下绝对无法精确工作,但你 想这会带来什么后果呢……有一次,运行中的核电机组一颗位于高辐射区的螺栓松了,为了拧紧这颗螺栓,不得不安排了30位工人,轮番冲上前去,每人只能工作 几秒钟,有人甚至扳手还未拿到时间就到了。结果为了将这颗螺栓拧紧三圈,动用了160人次,费用高达400万日元。  

  4.核电站的安全监管——没有足够的工程经验难以胜任  

  监督系统才是核电更大的问题……检查官通常都没有真功夫,只会读着整理完善的报告书,听着营运商的精彩报告,看看漂漂亮亮的场地,表面没有什 么大问题就判定合格。这就是核电监督的实际状况。日本的核电厂有一阵子频繁出事,政府决定在各个核电厂里配置运营管理专门官。他们负责在新厂运转前或 旧厂定期安检后,发出运转许可。我之前虽然知道这些官员们并没有什么专业素养,但却在某个场合知道了更惊人的事实……一位自称科学技术厅的官员当场告白,我们部门的人员害怕去核电现场检查会遭遇辐射,所以从不派自己人去现场检查,总是找些农业部的职员去监督。昨天在教人养蚕、养鱼的人,隔天就被派去当核 电检查官了’……这些由核电门外汉发出运转许可的核电,真的能信赖吗?  

  这些徒有虚名的检查官之下有一个叫原子力检查协会的单位……都是从经济产业省退休下来的官员。他们都来自核电之外的领域,却拥有检查核电 所有工程的权限……他们根本不懂检查,却拥有莫大权限,所谓的检查,只不过是去现场看看罢了!而协会之下是电力公司……在制造商之上的检查组织是外行,其 下的工程承包商也是门外汉,因此发生核电事故时,除了核电制造商以外无人能清楚掌握状况。  

  5.核电站关闭和拆除谈何容易——“请神容易送神难  

  如果说世界上竟有一种只能开工运行却无法关闭停产的工厂的话,那大概就是核电厂了。因为核反应堆只要一开始运行,这个持续高热的放射性怪物就 如中国民谚所说的请神容易送神难’——停产、封堆、冷却等,都需要花费极高的成本。例如,一个核电机组停机封堆之后,至少需要使用外来电力帮助它持续冷 却50年以上。  

  (日本)在引进核电前,根本就没有检讨过废炉、拆除及废弃物处理的具体方案……政府原本只打算运转十年就要关厂。但是在1981年福岛核电厂 一号机组运转满十年之际,电力公司才第一次体会到原来核电机组的废炉、拆除有多困难……拆除核电厂不但要花上比建厂时多出数倍的金钱,也无法避免大量的辐 射。原子炉下方的高污染区,每人一天只能待数十秒,这该怎么进行作业呢?拆除方法在会议桌上怎么谈都行,但实际执行作业的是工人,他们将遭受大量辐射。因 此,如果厂内的辐射不降到零,拆厂是不可能的……日本国内有很多超过30年的老旧核电厂,政府不知道处理方式,只好任由它们继续运转下去,真是令人担忧。   

  为何原子炉无法轻易废炉或拆除?……核电厂只要插入燃料棒运转过一次,整座核电厂就会变成一个大型放射性物体。废炉、拆除,谈何容易?就算是 放机器人进去作业,也可能因为放射能而短路。世界上许多先进国家关闭核电厂,只是把发电机关掉、取出核燃料棒。但真正的重头戏从这里开始:为了不让机 组内部的机件生锈、造成辐射外泄,就算不再发电,也必须把水导入循环系统,维持机械运转。当水造成配管磨损,或者零件损毁时也必须修补,以免辐射外漏。这 些作业必须持续到核电内部的放射性完全衰退为止。  

  6.无法处理的核废料——留给后代的永远的噩梦  

  核电厂运转后,每天都会不断地产生放射性废弃物……所谓的低阶核废料也有待在核废桶旁5个小时就有生命危险的剧毒物质。一开始,电力公司还把 低阶核废料丢进海底……我常常想,这些铁桶丢入海里不到一年就会锈蚀,里面的核废料不知变得怎样了?附近的鱼呢?生物呢?现在,日本把低阶核废料全部拿去 青森县的六所村核燃料基地存放。政府预计在那里埋300万桶核废料,管理300年。  

  高阶核废料必须与玻璃一起固化,并封闭在坚固的金属容器里。人类只要站在容器旁两分钟即可死亡。接着必须冷却这些持续散发高热的核废料 3050年,等温度降低后再把它埋入几百公尺深的地底,存放一万年以上!也难怪世界各国都找不到高阶核废料的最终存放场……核电厂本身在停机后也将变成 一个庞大的放射性废弃物。如果想把核电厂拆除,就等于将出现高达数万吨的放射性废材。我们连一般的产业废弃物都不知道要丢在哪里,这些核废料到底该怎么 办?  

  7.核电既不清洁也不低碳——即使不发生任何核事故  

  核电厂大多在冬季进行保养,几十吨的放射性废水会直接排入大海,而在平时正常运转时,也会有每分钟数十吨的大量废热水被排进海洋。但政府和电 力公司却总是满口保证核电绝对安全,久而久之国民也变得对核电造成的环境影响漠不关心。工人穿过的防护衣必须清洗,这些废水全部被排入大海……在不被大家 察觉的情况下,日本的海洋正持续遭到辐射污染。  

  经常被拥核人士挂在口头的,就是核电有助于降低二氧化碳排放……虽然核能发电时不会产生二氧化碳,但从发电所有的连串过程中检视,不但排放的 二氧化碳相当多,甚至是一种热效能相当低的发电方式,至多只能使用到40%的能源,其他能源都被排入海中或被丢弃。水里面蕴含相当多的气体……核电会把热 水排到海水之中,直接使海水温度上升,结果排出更多的二氧化碳。  

  核能从开采铀矿到浓缩处理及燃料加工、废液及废土处理,都需要非常庞大的化石燃料。另外,涉及使用后的燃料及高放射性废弃物长年放置、为求安 全保管必须动用化石燃料的数量,都是难以估计的庞大,我们等于在盖一座不管是建设或维护都需花费巨资的二氧化碳产生物体。  

  8.被忽略和淡化的更危险之地——核电站的燃料冷却池  

  福岛核灾难最受世人瞩目的是四号炉的乏燃料池的问题,因为屋顶爆破,燃料棒完全暴露在大气之下,这是历史上空前的大事件。用过的燃料棒仍会继 续放出辐射能,以往用过的燃料棒未曾如此直接跟大气接触……因为核燃料再处理工厂的储存池已经爆满,日本各核电厂用过的核燃料已经无法再运过去,只能在厂 区就地储存……取出的用过的燃料棒没地方放,无法换新棒,只好增加冷却池的储存密度,但这仍有极限……核废料之间的储存距离非常重要,否则很容易发生临界 现象,不要说从上方故意丢炸弹或飞弹袭击,单单是燃料棒吊上吊下更换时不小心掉落的风险,或单纯只是在冷却池旁边有作业人员不小心将重物掉到池里,都可能 压到燃料棒,让燃料棒破损而造成核反应,池里的燃料棒密度越高,发生事故的可能性就越高。  

  燃料冷却池等于是毫无遮掩的原子炉,而所有核电厂房从一开始就没有假定燃料冷却池会发生核反应,所以池内外都没有能阻止核反应设备,一旦发生核反应,完全束手无策。  

  9.日本政府是明知故犯的帮凶——没有完整的疏散计划、枉顾公众健康  

  那所谓的核灾难应变计划又是如何?政府的紧急疏散区域不过是核电厂的半径八公里或十公里,除此之外的区域就无须应变吗?这实在是把国民当傻瓜 的愚民政策。政府应看清现实,如果要运转核电厂,就应向国民发表完整的疏散避难计划,使每个人都能心安……政府和电力公司有义务告知国民,核灾发生时要如 何应变,事故可是不等人的。  

  小孩子对辐射的敏感程度多出大人数倍,但日本的规定却不分大人小孩,只要不到50毫西弗,孩子们就必须持续待在辐射环境下……(福岛核灾难 后)最无法忍受的是日本政府提高一般民众、不论是大人小孩的辐射剂量容许度到令人难以相信的程度,现在福岛全境比以前我们在核电厂,穿了防护服、面罩、四 层手套、全副武装才能进去的区域辐射污染还严重,我觉得整个福岛第一核电站附近根本无法住人了。  

  10.核电的宿命——透支未来的贪婪,对抗不了的天灾  

  这次福岛核灾难距离上次切尔诺贝利核灾难有25年,下次此类大规模核灾难或许不用再等25年,因为即使被认为有沉重厚实的不锈钢包裹的原子 炉,也会随岁月而劣化,设计初期可能假定要用3040年,但事实运转下来,因为冲击或震动造成的金属疲劳,螺丝、管线等许多部分都会劣化,需要不断更 换,尤其是高分子材料部分如橡胶的更换需求尤其频繁。  

  可怕的是,不锈钢之类的金属会随着逐渐延伸变薄才坏掉,亦即所谓延伸性损坏,但遇到中子,不锈钢等金属却会变成如受到击打的玻璃般突然全 部破碎,却没有延伸之类的前兆,从外面看不出来,因为中子已经把钢铁内部的结晶脆弱化,所以要诊断原子炉的寿命非常困难。关于原子炉,无法知道的事太多, 没人知道里面发生什么,都只能从计测仪器来推断,但许多事是仪器测不出来的,这也是核电的宿命,是其他产业所没有的现象。  

  人类研究核能几十年来都是只想维持核反应而已,却不管核反应之后还会产生其他的副作用,像是燃料棒里铀238本身不反应,却会吸收核反应时产 生的中子而变成剧毒的钚,半衰期长达两三万年。这些问题在我学原子能的60年代没人注意到,而现在即使注意到,也还是无法解决的致命问题。  

  日本核电专家的深刻反思带给我们的四点警示  

  前事不忘,后事之师。福岛核灾难及日本核电专家的深刻反思带给我们的重要警示至少有以下四点:  

  一、核电产业要严格自律——任何时候也不能将自身的经济利益置于公众利益之上、不能为追求经济效益而降低安全标准。福岛核事故的祸根不是天灾海啸地震,而是人祸,是日本核安全监管机构即原子能安全保安院(NISA)和东电公司触及了核安全文化的红线”——将自身经济利益置于公 众安全利益之上。东电公司一直抱着核电站是安全的侥幸心理,强力反对执行新的安全标准,并得到了NISA的默许。这一教训需要我国核电产业界和监管部 门高度重视。  

  二、国家核安全监管部门要恪守安全至上的原则——绝不能搞安全性让位于经济性在安全性和经济性中找平衡。国家核安全监管部门肩负 着核安全的国家责任,要切实履行安全至上的监管责任、切实提高核电监督检查能力,确保安全评审不受任何经济部门、企业商业利益、地方政府的影响和干 扰,确保重要安全事项的真实性。  

  三、核电科普宣传必须实事求是——绝不能只报喜不报忧,对核电站现存的一些致命问题和可能危害总是回避和淡化。绝不能把当前核电发展的障碍 归结为公众不懂核电、公众科学素养低。对于公众关心的核电全产业链各个环节对人们健康和生态环境到底会有哪些影响,要实事求是地回答,不能给公众 错误概念,不能回避世界各国至今尚无法解决的难题和挑战,比如核事故后核污染控制、放射性核废料的永久安全储存等,不能把无穷无尽的麻烦留给子孙后代。   

  四、中国核电发展要有整体规划和区域合理布局——对于敏感地区和战略核心地带的核电项目决策必须慎之又慎。核电产业是庞大而复杂的系统工程,产 业链前端(天然铀资源的勘探储备)、中端(核电机组建设)和后端(核废料处理和核电站退役)要有整体规划,核电设计、制造、调试、运行、管理维护、事故处 理等各方面的能力要协同发展。同时,敏感地区和战略要地的核电站项目在决策时要慎之又慎,要从一旦出事会有什么后果、国家要付出多大代价来权衡,而不 是从地方能源需求和投资需求出发。