编者按

今早法国巴黎的恐怖袭击事件震惊世界，就当前该次行动已造成的伤亡人数和规模来看，可以称作是欧洲版的“9.11”事件。在严厉谴责并对恐怖主义给予反击的同时，我们只有不断加强防范才能避免此类事件的发生。本期为大家奉上早在2004年核电专家们针对核电站恐怖事件做过的一些研究，仅供大家参考。

来源：《核安全》 作者：郑启燕 施仲齐 王醒宇  单位：清华大学核能技术设计研究院

原文标题：核电站遭受恐怖袭击后可能的环境影响（有删减）

2001年9月11日，恐怖分子劫持了四架美国民航客机，并驾驶其中的三架分别撞向了世贸大厦和五角大楼，造成了史无前例的恐怖袭击惨剧，另有一架在宾夕法尼亚州坠毁。事后有分析认为，坠毁的那架飞机可能的目标就是位于宾夕法尼亚州南部的三座核电站之一。911 事件使人们意识到包括核电站在内的重要建筑物都有可能成为恐怖分子袭击的对象。尽管核电站设计成能抵御地震、龙卷风、小型飞机撞击等严重的外部事件，也有着相对于其他工业设施严密得多的保安系统，但对于像911事件中的这种极端恐怖主义行为，在过去的核电站设计和建造中是从未考虑和研究过的。核电站放射性释放可能引起的严重后果使人们在911事件后对核电站可能遭受的恐怖袭击尤为关注。

核电站可能遭受的恐怖袭击方式

恐怖分子袭击核电站有多种可能的方式，如发射飞弹、驾驶飞机或汽车炸弹从外部袭击核电站的安全壳和燃料厂房等重要建筑物，也可能使用炸弹对某些设施和设备进行破坏。

恐怖分子有获得便携式火箭弹及类似武器的能力，对他们而言，使用飞弹可从远处瞄准核电站目标进行射击，射击后有较充裕的时间逃跑。1982 年1 月，位于法国里昂附近的一座反应堆就曾遭到五枚火箭弹的袭击，所幸反应堆正在建设中，没有受到严重破坏。

恐怖分子可能劫持大型商用飞机对核电站实施自杀性袭击，这一点从911 事件便可看出。而且，早在 1972 年 11 月就曾有 3 名犯罪分子劫持了往返伯明翰和孟菲斯之间的美国南方航空公司的客机，并威胁如果不让飞到古巴的哈瓦那，就要用飞机撞击美国原子能委员会位于田纳西州橡树岭的核设施。

汽车炸弹是恐怖分子更为常用的袭击方式。1993 年的美国世贸中心爆炸案、1998 年的坦桑尼亚和肯尼亚大使馆爆炸案等都是使用的汽车炸弹；在美国占领伊拉克的这段时间以来，汽车炸弹袭击案也是时有发生。核电站虽然有严密的保安措施，也很难完全防止汽车的非法入侵。1 9 9 3 年 2 月，就曾有人驾车非法闯入美国三哩岛核电站，入侵者将车停在了厂房旁边并藏匿了4 小时后才被发现。可见，汽车炸弹袭击是核电站面临的现实威胁。911 事件后，随着世界各国对航空业安全戒备水平的提高，恐怖分子劫持飞机实施自杀性袭击的企图将更难得逞，汽车炸弹袭击就成了核电站面临的最具威胁的恐怖袭击方式。

使用炸弹对核电站设施或设备进行破坏的事件在过去曾发生过多起。1977 年 12 月，四名巴斯克独立分子引爆了位于西班牙莱门尼兹核电站的炸弹，导致反应堆压力容器和蒸汽发生器损坏；1979 年 11月，在芬兰歌斯根核电站刚刚投入运行后不久，一枚炸弹炸坏了其蒸汽发生器；1 9 8 5 年 6 月，在反对菲律宾建第一座核电站的运动中，猛虎组织在两个星期内炸毁了 26 座输电线架。这些袭击虽然没有造成实际的放射性释放，但也大大危及了核电站的安全。

核电站遭袭的环境影响

核电站的放射性释放源主要有两处：反应堆堆芯和乏燃料水池。为了防止这两处的放射性物质在出现事故时大量释放，核电站在设计中考虑了特别的防护。像大亚湾这样百万千瓦级的压水堆核电站，堆芯就被包容在约 20cm 厚的高碳钢制压力容器中，压力容器外有安全壳，安全壳由 1 m 厚的预应力钢筋混凝土构成，内有 6 mm 厚的钢衬。在压力容器与安全壳之间还有几道防飞射物的钢筋混凝土墙。乏燃料水池位于与安全壳相连的燃料厂房内，燃料厂房的墙体、水池壁和水池底均为混凝土层，分别厚 80cm、70cm 和 1.6m，水池内表面有6mm 厚的钢衬。核电站设计虽然坚固，但对于恐怖分子的蓄意攻击，其安全性还是受到了极大的挑战。

l  反应堆遭袭的环境影响

恐怖分子使用飞弹直接击中反应堆堆芯的可能性较小，因为堆芯外有压力容器、混凝土墙和安全壳的多道防护。飞弹袭击更可能的情形是安全壳被炸开一个大洞，安全壳墙体上飞溅出不同尺寸和速度的混凝土碎片，一部分像弹片这样硬度高、速度快的碎片可能击穿反应堆一回路管道，造成失水事故。由于此类碎片一般体积较小，所以造成的失水事故可认为是小破口失水，其后果取决于遭袭后运行人员所采取的事故减缓措施。在发生小破口失水后，为防止堆芯损伤，必须紧急停堆，并投入安全注入和余热排出等系统。如果这些系统的设备或管道在袭击中也被损坏，不能投入运行，则堆芯熔化不可避免，且堆熔物理过程与失水事故相似。由于安全壳在飞弹的袭击中破口，失去隔离放射性物质的作用，堆芯熔化所造成的放射性释放与严重核事故中安全壳早期失效的放射性释放类似，其释放源相当于美国反应堆安全研究（WASH - 1400）的 PWR1～PWR3 释放类。所以，飞弹袭击反应堆的后果不会超过严重核事故的后果。

如果恐怖分子驾驶飞机撞击安全壳，安全壳墙体在如此强大的冲击力作用下很可能变形倒塌，但飞机直接击中压力容器导致堆芯解体的可能性几乎没有，因为机身和机翼材质相对较软，在撞击过程中迅速解体碎裂，而像飞机引擎这样硬度高、质量大的部件即使能穿透压力容器附近的混凝土墙并击中压力容器，但其速度也不足以穿透压力容器。如果这些高硬度的飞机部件击中了一回路管道，则可能使管道破口或撕裂，造成一回路失水事故，其后果与上述飞弹袭击的后果类似。

飞机撞击的另一威胁来自其所携带的大量燃油。飞机撞击安全壳后，部分燃油从安全壳破口处洒入壳内，在壳内燃烧并可能引起爆炸，爆炸产生的冲击波可能直接破坏壳内的管道和设备，也可能产生二次飞射物进而破坏管道和设备，造成失水事故。如果失水事故最终导致堆芯熔化，则燃油燃烧释放出的热量将使得放射性烟羽有较大抬升，从而使放射性物质扩散到更广的范围。

如果恐怖分子使用汽车炸弹袭击安全壳，安全壳墙体将在爆炸冲击波作用下被炸开一个大洞，并从安全壳墙体上飞溅出大量的混凝土碎片。与飞弹袭击的情形一样，那些体积小、速度快的碎片可能击穿一回路管道造成失水事故。因而，汽车炸弹袭击反应堆的可能后果也就类似于飞弹袭击的后果。

l  乏燃料水池遭袭的环境影响

典型的百万千瓦级的压水堆核电站，如大亚湾核电站，乏燃料水池容量约 1300m³ ，可容纳反应堆10 次换料卸出的乏燃料组件，每次换料卸出约 1 / 3堆芯，所以通常最多可存放 1 0 / 3 堆芯的乏燃料组件。乏燃料组件位于水池底部，在其顶部还有 7m 多深的池水。

如果恐怖分子使用飞弹袭击燃料厂房，燃料厂房的墙体比安全壳更容易被击穿，穿透燃料厂房的飞弹可能击中乏燃料水池。如果乏燃料组件被直接击中，在池水没有丧失的情况下，由于池水的过滤和容留作用，从乏燃料组件中释放的大部分放射性物质将被滞留在池水中，仅有少量的不溶性气体直接释入环境，不会造成严重的放射性后果。如果飞弹袭击造成水池严重破损，池水快速丧失，乏燃料组件会因衰变热而导致温度逐渐升高。当升高到一定程度，燃料包壳就会破裂，发生间隙释放；在包壳破裂以后温度如果继续升高，包壳中的锆就会氧化，并达到着火点开始燃烧。仅通过自身衰变热就能升温到着火点的乏燃料组件虽然只能是那些最近卸出的组件，但如果这些组件燃烧释放出的热量足够大，就可能点燃附近冷却时间稍长一些的组件。如果燃烧的组件使得乏燃料贮存格架也变形损坏，大量的燃料棒将会掉落到池底形成较大范围的碎片床，并从底部加热附近的组件，可能造成水池中所有的组件都进行氧化、燃烧。燃烧的乏燃料组件有较大的放射性释放份额，如惰性气体、I 、C s 等核素可能完全释放。由于乏燃料水池最多可存放 10/3 堆芯的乏燃料组件，所以在池中所有组件均燃烧的最坏情形下，袭击所造成的环境影响将比反应堆堆芯熔化的影响更严重。如果袭击只是造成乏燃料水池部分失水，乏燃料组件的顶部裸露在空气中，则存放时间较短的部分乏燃料组件包壳可能破裂，发生间隙释放。间隙释放的释放份额就要小得多，除了惰性气体会有约40 % 释放外，像 I 、Cs 这样的易挥发性核素的释放份额也不会超过3% ，其所造成的环境影响相应也就轻得多。如果恐怖分子驾驶飞机撞击燃料厂房，直接损坏乏燃料水池的可能性很小。因为乏燃料水池位于燃料厂房内，飞机撞击有可能击穿燃料厂房和水池墙体的就是像飞机引擎这样质量大、硬度高的部件，而能否击穿水池墙体还取决于飞机的速度。根据美国核能协会（Nuclear Energy Institute）的研究，像 911 事件中撞击五角大楼的低速（500km/h）飞行的飞机，其引擎将不能穿透乏燃料水池的墙体，而像撞击世贸大厦的高速（900km/h）飞行的飞机，其引擎是可以穿透的。但驾机者在空中驾驶高速飞行的大型客机去瞄准地面目标是十分困难的，何况是比五角大楼尺寸小得多的乏燃料水池。

飞机撞击燃料厂房的威胁同样来自它所携带的燃油。燃油在厂房内爆炸产生的冲击波和飞射物可能损坏乏燃料水池，造成池水丧失，其可能产生的最坏放射性释放与飞弹袭击的情形相似，但燃油燃烧释放出的热量将使得放射性烟羽在更广的范围扩散。如果恐怖分子使用汽车炸弹袭击燃料厂房，爆炸飞射物可能损坏乏燃料水池造成失水，可能的放射性释放与前面讨论的失水情形相似。

对策和建议

上述分析表明，核电站遭受恐怖袭击可能产生严重的放射性后果，但这些后果也是在一系列假设得以发生的情形下才会出现，这些假设还有待于进一步研究。核电站从设计、建造、运行到退役都有着比其他工业设施高得多的安全标准，因而也有着比其他工业设施更强的抵御恐怖袭击的能力。但为了最大限度地防止恐怖袭击得逞、减轻人们对核电站面临恐怖威胁的顾虑，核电站业主、当地政府和国家都必须采取一定的举措，提高核电站抵御恐怖袭击的能力。对此，提出以下对策和建议。

l  加强核电站的安全警戒

911事件发生后，美、法等核电大国均加强了核电站的安全警戒。美国当局在得到有进一步恐怖袭击的警报后颁布了一项长达一星期的禁令，禁止任何飞行器在 80 座核设施附近的20km 范围内飞行，此后也仅被允许在这些设施5500 m 以上高空飞过；法国当局申明任何威胁反应堆安全的客机将可能被击落，并在一些核设施附近布置了防空导弹系统。在加强安全警戒的同时，我们不必过分夸大恐怖分子的威胁，在安全措施上增加不必要的投入。为了满足美国核管会（NRC）在 911事件后提出的加强安全的要求，美国的每一座核电站每年都要增加500 万～600 万美元的投入，这种投入的增加降低了核电对火电的竞争力。所以，我们应在提高安全水平和保持经济竞争力之间建立平衡。

l  对核电站的设计基准威胁（DBT）和遭袭脆弱性进行评价

DBT 就是最大可信的恐怖威胁，用于设计核电站的防护系统。过去的DBT 只是考虑小规模的恶意攻击行为，像驾驶大型商用飞机蓄意撞击核电站的行为是不在考虑之列的，911 事件使我们认识到必须重新评价DBT ，这种评价应由核电行业与核安全主管部门协同完成，以在核电站安全水平最大化和经济性之间取得一种平衡。同样，要针对特定电站的布局确定其遭袭脆弱性，如关键而又防护薄弱的设施、设备等，要考虑大型商用飞机的袭击、载有高能炸药的小型飞机的袭击、载有高能炸药的飞弹的地面袭击等行为。如果评价结果显示有重大脆弱性存在，则要逐步采取措施尽早减小这种脆弱性。

l  建立健全预警和应急机制，完善和修订应急响应计划

国家和地方政府应针对核电站可能遭受的恐怖袭击建立健全各种预警和应急机制，由相关部门制定相应的应急预案。国际原子能机构（IAEA）已经对技术文件《制定核或辐射应急响应安排计划的方法》进行了修订，其中有关恐怖袭击核设施的响应指南可以作为制定应急预案的参考。此外，核电站的应急响应计划应进行适当修订，以增加针对恐怖袭击行为的应急响应准备。