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核能发展提速需对核电安全风险理性认知

2018-10-28 11:55:37

核能发展提速 需对核电安全风险理性认知

编者按:近几年来,核安全可以说是核能发展的核心关键词。近期召开的第三届能源论坛,针对我国核能发展的形势,以安全与质量为主题开展了专题专场交流讨论,探讨了确保我国核安全相关措施,以及如何从风险角度理性认识核安全。

本文结合国内专家近期围绕核安全发表的观点、论坛上有关专家进行的探讨,对于理性认知核电安全风险给予关注,同时摘编刊发环境保护部核二司副司长汤搏关于美国核电厂安全目标的出台始末的文章,以资借鉴。

国际原子能机构的75INSAG-3《核电安全的基本原则》中有这样一段文字:无论怎么努力,都不可能实现安全,就某种意义来说,生活中处处有危险。

可以说,安全是人类永恒的问题,只要有人类存在,就永远会面对安全问题。而因其核能的历史出身以及核能技术的性和复杂性,公众视角下的核安全更是有着 特殊的分量。从以往出现过的谈核色变到抢盐风波、切尔诺贝利巨鼠说等等,都可见公众对于核能的陌生和恐惧。为了消除人们对核安全的疑虑,政府、企业使出浑身解数,努力开展科普宣传,但公众对核电的接受度迄今仍是业界无法回避的课题。

事实上,从科学技术的角度,从数据的角度来看,现有的核电厂应该属于安全的工业系统之一。不过,清华大学核能与新能源技术研究院研究员童节娟指出:核设施自身安全水平的提高和改进,并不一定能同等改善风险认知。

我经常看到有人争论核电是否安全,但发现很多争论没有意义,如同鸡对鸭讲。环境保护部核二司副司长汤搏表示,实际上,他们是在用他们各自的尺度来衡量。尺度不一样,争论永远达不成共识。大家只有先认同一个尺度,然后用这个尺度来衡量某个事情的时候才有可能性达成共识。

建立共同可接受的尺度

那么,用什么尺度来衡量更合适?风险概率衡量安全水平是目前科学界主流认为更合理的尺度。汤博说。

其实,在过去,各国都拥有核安全相关法规标准,但这些法规标准是操作标准,只是指导应该有一个安全壳、安全系统应该冗余等等,却解决不了对安全根本认识的问题。1979年,美国三喱岛核事故发生后,美核管会发现了这一问题:技术性的尺度解决不了核安全的根本问题,解决不了人类认识问题,所以必须要建立共同可接受的尺度。而这个尺度就是安全目标。

1986年,美国核管会在大量研究的基础上发表了一个核电安全目标的政策声明,确定了核安全目标:对于核电厂周围的公众而言,核电厂的运行不应该导致明显的风险附加,给出了两个(量化)目标,即两个千分之一目标。

而在日本福岛核事故发生后,美国核管会成立了特殊工作组,在其研究报告《为在21世纪增强核安全的建议》中总结说,两个千分之一的安全目标即使提供了对人员的充分保护,但向环境的大规模放射性释放也是内在的不可接受的。的确,美国核管会提出核电厂安全目标只提出了人员保护的问题,没有提出环境保护的问题。但也要看到,以当时的技术很难对环境保护给出一个合理定量的技术要求。

转观当下,作为核能国家,想要使核安全有一个逻辑自洽的说法和理论,迟早要回答这个问题。美国的标准是两个千分之一,那我们定多少,万分之一?百万分之一?都可以,只要能对这个量化目标达成社会共识就可以。汤搏指出。

理性认知核安全

之所以说我国核电是非常安全的,是安全的工业系统之一,就是靠这两个千分之一目标数据来支撑的。值得骄傲的是,经过大量评估,我国现有的核电都可以满足甚至远远低于这两个千分之一的附加风险。环境保护部核与辐射安全中心副总工程师陈晓秋表示,对于新建核电厂则提出了更高的要求。

中国工程院院士叶奇蓁从技术角度用数据也指明了我国核电站的安全性,我国核电站年负荷因子都在85%以上,是一个非常稳定的运行。非计划停堆次数基本都是零。非计划停堆是保护性停堆,一般是设备维护,另外一个可能是操作人员误操作。我们核电站的非计划停堆情况,个别电站一年一次到两次,大部分是零。这说明我们核电站的运行包括操作人员的操作,是相当安全可靠的。 在世界核运营者组织(WANO)主要运行性能指标中,我国运行核电机组普遍处于国际较高水平,部分机组达到国际先进水平,有些机组更是名列前茅。汤搏说。

但即便如此,影响核电重启、质疑核电发展的诸多原因中,对核电安全性的担忧依旧是主要的一个。童节娟说。

核电安全是发展中的安全

汤搏认为,没有达不到的安全,如果想要安全,不计代价的话,多安全都可以达到。但是如果代价太高,核电价格社会不能接受,那么这个安全对核电就没有意义。核电要可持续发展,就要把握好经济性与安全性这两个因素。

实际上,核安全水平提高到非常高,对公众安全水平并没有带来太大的改善,而花费的资源是对社会资源的浪费。还有,核安全水平提高了,并不代表老百姓的安全水平就提高了。如果由于经济性,国家不选择核电,只选择火电,那么火电导致的社会风险可能更高。众所周知,煤矿在中国是典型的高风险行业,这样一来,整个社会的风险可能会不降反升。

其实,公众也承认:世界核电迄今为止一万多堆年的运行记录是的,承认核事故发生的概率相对其他供电行业的事故率很低。而他们所不能接受的是:核事故一旦发生事故就会是灾难性的后果。童节娟说。

这是人类心理特征,对一次造成重大灾害的事情,虽然从科学角度讲风险很低,但关注度却很高。汤搏说。上世纪60年代,英国的核安全专家法墨,首先倡导用风险概率来管理核安全。他认为,从风险角度看,只要发生概率极低,可以允许引起的后果很严重。但是考虑到人的心理,对重大灾害造成的损害应该有所限制。

核电安全应该是发展中的安全,不能怕不安全就不发展。在发展过程中,要注意安全,在保证安全的前提下促进发展。叶奇蓁说,习总书记提出的新的核安全观发展和安全并重,应该如此解读。

国家核安全局副局长、环保部核设施安全监管司司长郭承站指出,我国核电发展面临的不是技术问题,不是资金问题,也不是安全问题,而是公众认知问题。如何加强与公众沟通、创新沟通方式、增进互信,将是核电安全工作的重中之重。

显而易见,秉持开放、透明的态度,加大核安全信息公开,确保公众知情权,是促进理性认知核安全的重要一环。

另外,与其他行业相比,核电风险有其不容忽视的特殊性。核安全学科作为支撑核能与核技术利用事业发展的生命线,必须加快建设和发展步伐。

美国核电厂安全目标管窥

安全目标的起源

为了评估一次重大核事故可能造成的后果,确定美国是否能够承受这样的风险,1957年,美国原委会发表了《大型核电厂重大事故的理论可能性和后果》报告。根据该报告的估计,一次大型核电厂可信事故的发生将导致3400人死亡,43000人受伤害,财产损失70亿美元,发生的可能性是每十万堆年到一百万堆年一次。

但由于资料和数据的缺乏,报告采用了非常保守的假设,如坏的气象条件,并且没有考虑安全壳的作用等。的确,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进行系统的风险评价。因而美国将方向转移到对具体工程问题的处理上,形成了一套处方式的核安全要求,这些要求的综合就构成了今天的确定论安全要求。但是,不得不说,它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根本问题。

1979年,美国发生三哩岛核电厂事故。该事故的发生迫使美国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等问题。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。美国将这个可接受的风险阈值称为安全目标。

安全目标的设置

实际上,冠以安全目标名义的提法很多。例如1954年,美国在原子能法中设定的从国家利益出发,为了保证共同防御和安保,保护公众健康和安全,必须对源材料、副产物特种核材料的加工和利用进行监管。

但是,对照美国核管会在建立安全目标之初的要求,安全目标不应仅仅提供强有力的保护程度,而且必须具备实际上和监管意义上有用的方式。而上述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,而缺乏目标所应该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51FR30028:Safety Goals for the Opertions of 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。

两个定性的安全目标是: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;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。

作为对没有明显的附加风险的解释,确定了两个定量安全目标: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。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,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,要求安全系统具有可靠的性能,向环境释放的放射性物质的总平均频率应该小于/堆年。

在1986年的声明中,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,所以,使用中经常演化出堆熔频率小于/堆年。

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。

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。其原因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?或者一万年内究竟可能发生多大的地震?或者反应堆压力容器的破裂频率究竟多大?事件越极端,不确定性越大,这需要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尺度,竞相追求极端数据,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。

安全目标制定时所考虑的问题

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。

一是安全目标的形式:单一目标还是复合目标?定量目标还是定性目标?结果导向还是过程导向?目标还是相对目标?个人导向目标还是社会导向目标?厂址相关目标还是厂址非相关目标?目标是否随时间变化或设时限?

二是定量目标的形式:包括三种可能的种类,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,如考虑替代选项的风险。

三是不确定性的处理:可能有几种途径或其组合,包括由授权专家判断,由事先确定的计算模式验证,使用有限制的定量准则,等等。

四是价值的平衡:其一是个人和社会风险,其二是安全和经济价值。

另外,核管会还列举了大量其他问题。(胡春玫)

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