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切尔诺贝利核事故启示录(二):安全改进

发布时间:2016-4-27 09:02   


3.     人因:从肆意妄为敬畏守卫

3.1 肆意妄为到敬畏守卫

切尔诺贝利核事故无疑是人类对于自然丧失敬畏之心后所得到的惩罚。1979年美国一名政府官员访问前苏联核设施时,曾经被告知在前苏联核安全已经是一个解决过的问题,反应堆是如此之安全甚至可以在苏联的“红场”修建。讽刺意义的是正是这种对于核安全的过分自信和切尔诺贝利核电站优良的运行业绩,促成了灾害的发生。一方面,操纵员没有严格的遵循运行章程,肆意更改实验方案,毫无安全意识可言;另一方面,操纵员缺少系统、严格的培训,并不熟悉了解反应堆的设计,对该反应堆的致命设计缺陷更是毫不知情,以至酿成了切尔诺贝利事故的巨大灾难。

IAEA的国际咨询组曾一再强调核安全文化的重要性(INSAG-1/3/4/7/13/14/15等)。各国政府及核电公司自身也非常注重核安全文化的培育,采取了一系列手段,如进一步完善核安全法规和标准,完善运行规程和各种运行文件,重视人员培训,加强安全教育等。实际上从1986年以来,国际上也加强了核安全领域的合作与交流,许多国际组织在切尔诺贝利之后发起,如成立了世界核电营运者协会WANO,以共享最佳实践经验,促进和发展同行审议。这些措施都有助于确保核电从业者在意识上敬畏核安全,在行动上守卫核安全。

也有人指出,为了避免人的错误,是否可以用机器人代替操纵员。且不说技术发展还不成熟,计算机系统也免不了发生故障或被错编程序,同时核动力厂运行某些方面也少不了由人做出判断。因此发展革新型核能系统,采取固有安全设计,以在根本上包容人为失误,显然更有意义。

3.2 概率安全评价:救命稻草或海市蜃楼

迄今发生的三起重大核事故(另两次为三哩岛事故、福岛事故[15])都与人的错误脱不了干系。作为定量人因失误分析的一种重要方法,概率安全评价总是在事故后引起广泛兴趣。三哩岛核事故使得重新认识原本极具争议的WASH-1400报告[16],切尔诺贝利核事故后迫切需要人因失误的分析手段和方法[12],福岛核事故需要解决灾害性事件叠加分析方法问题[17]等。然而这些也没有同时消除人们对于概率安全评价结果中不确定性的质疑。概率安全评价方法究竟是救命稻草还是海市蜃楼,需要研究人员通过研究工作来回答。

4.     核应急:从迟缓蛮干协调有序

如果说核电厂设计缺陷及操纵员误操作导致了切尔诺贝利事故的发生,那么事故后核电厂、乌克兰、前苏联政府的迟缓蛮干进一步造成事故的扩大。

4.1“国家英雄”和“最大受害者”

在事故现场的第一反应是灭火和确定反应堆的状况。消防员迅速向反应堆中大量注水,之后发现冷却水只淹没了反应堆的底层,没有达到冷却堆芯的作用,并且担忧会淹没其他机组,不久就停止了注水。政府调动军队后,决定利用直升机或人工投掷材料来熄灭堆芯。接下直到510日,大量的材料(5000余吨,包括硼、沙石、铅块)被投至堆内。事实上,这些工作尽管最终消除了反应堆再临界的可能性,但这一行动被认为是间接地促进了放射性物质的释放。因为这些材料隔绝了堆芯,使其温度进一步上升,进而使裂变产物蒸发导致数天之后向大气中释放的放射性物质飙升[18]。后引入液氮才得以冷却熔化的堆芯。在事故应急中,参与人员的勇敢为战胜这场灾难起到了重要作用。但需要指出的是,他们在核应急领域中完全缺乏专业训练,同时缺少必要的防护措施,因此遭受巨大牺牲。事后他们成为苏联的“国家英雄”,同时他们也是这场事故的“最大受害者”。

4.2 迟滞的人员疏散

在事故发生后,由于未及时疏散人员,苏联政府饱受西方国家的诟病。虽然疏散的延迟可以解释为苏联官方的疏散计划紧密参考了国际辐射防护委员会(ICRP)的建议,并考虑了放射性物质释放的特性[2]。对此,苏联的科学院Ilyin院士还自豪地表示,除了核电站的工作人员以及消防员,没有人受到超过标准的严重急性辐照。

但外界却不以为然,普遍认为苏联政府对内欺瞒公众,在事故后没有立即开展疏散工作;对外封锁消息,直到瑞典等其它国家通过放射性监测确信乌克兰境内发生了严重核事故,迫于国际压力,才向世界公布了此消息[19][20]

这一事故后,苏联在事故应急方面做了改进,尤其是苏联的******比过去更加透明开放。苏联解体后,俄罗斯继承了其主要核设施和核武器,在总结实践经验的基础上,签署52个政府间的双边和多边协议以及和各国际组织间的备忘录。

有观点认为:切尔诺贝利事故直接导致了苏联解体[21]。在此之前,以改革和公开性口号登上苏联******舞台的戈尔巴乔夫很受世界的好评,西方国家更是对他寄予厚望,苏联的国际形象也大有改善。但这次事故使各国看到苏联离一个对国际社会负责的大国还相差很远。戈尔巴乔夫在自己纪念切尔诺贝利20周年文章开篇就承认“切尔诺贝利事故可能成为5年后苏联解体的真正原因,其重要程度甚至超过我所开启的改革事业[22]”。

5.     核安全未来之路

抛开其在熔化苏联“铁幕”的历史作用,切尔诺贝利带来的切实利益就是使人们更加关注反应堆的安全。为此,通过对事故经验教训的分析可以看出,未来的核安全之路上需要重点考虑以下问题:

1.      采用革新性反应堆,利用固有安全设计特性,打破传统的纵深防御安全哲学,提升反应堆设计上的安全性。

2.      发展系统化评价方法和加强核安全文化建设:发展人因失误评价方法,不仅能够用于操纵员行为可靠性分析,而且可以用于班组,甚至于对于管理组织结构等分析。

3.      做好核应急各项技术发展和决策支持,因为如Christopher Flavin所说“For the future the only certainty is that accidents will continue to occur”。

参考文献:

 1.     IAEA. Summary Report on the Post-accident Review Meeting on Chernobyl Accident. 1986.

 2.     Richard Wilson. A Visit to Chernobyl. Science. VOL. 236, 1636~1640. 1987.

 3.     IAEA. The Chernobyl Accident: Updating of INSAG-1. 1992.

 4.     RBMK, Wikipedia.

 5.     Soviet RBMK: Containment is needed or not? Nuclear Engineering International, 1986.

 6.     S. Diamond, “Design flaws, known to Moscow, called major factor at Chernobyl”. This article quotes Lord Walter Marshall, chairman of the Central Electricity Generating Board. New York Times, 26 August 1986.

 7.     John F. AHEARNE, Nuclear Power After Chernobyl. Science, New Series, Vol.236, No. 4802, 673-679. May 8, 1987.

 8.     Pravda (Moscow), April 1979.

 9.     RBMK Reactors. World Nuclear Associate.

 10.  Russia reassess the RBMK reactor, World Nuclear Associate, 2006.

 11.  Harold M.Agnevv, Thomas A.Johnston. Chernobyl: The future of nuclear power industry. Issues in Science and Technology, 1986.

 12.  Christopher Flavin. Nuclear safety after Chernobyl: for the future, the only certainty is that accidents will continue to occur, Environmental Science and Technology, 21(7):624-5. 1987.

 13.  Robert Martin. The History of Nuclear Power Plant Safety: 1980s. ANS PI committee, 2002.

 14.  吴宜灿. 革新型核能系统安全研究的回顾与探讨. 中国科学院院刊. 2016.

 15.  吴宜灿. 福岛核电站事故的影响与思考. 中国科学院院刊. 2011.

 16.  USNRC. Reactor Safety Study. NUREG-75/014.

 17.  Sugiyama M, Sakata I, et al. Five years on from Fukushima. Nature Comments, 2016-03-03.

 18.  Will Davis, Chernobyl Through the Mist of Decades, ANS, 2016.

 19.  W. Scott Ingram. The Chernobyl Nuclear Disaster. Facts on file, Inc. 2005.

 20.  WIL MARA. Perspectives on the Chernobyl Disaster, Legacy and Impact on the future of Nuclear Energy, Marshall Cavendish Corporation.

 21.  Russian Federation and Ukraine. Chernobyl’s Legacy: Health, Environmental and Socio-Economic Impacts and Recommendations to the Governments of Belarus. The Chernobyl Forum: 2003–2005.

 22.  WIL MARA. Perspectives on the Chernobyl Disaster, Legacy and Impact on the future of Nuclear Energy. Marshall Cavendish Corporation.

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