核與輻射安全中心

福島事故後對核安全的建議

發布日期：[2012-03-09] 作者：陶書生 孫國臣 焦峰

一． 前言

2011年3月11日,日本東北部太平洋發生9.0級地震,地震和隨後的海嘯導致福島第一核電廠發生嚴重事故。地震和海嘯導致福島第一核電廠長期喪失交流電源、喪失全部給水、喪失最終熱阱，也導致福島第一核電廠乏燃料水池的冷卻受到影響，福島第一核電廠第一、三和四號機組發生氫氣爆炸，大量放射性廢物排放到環境。到目前為止，福島第一、二和三號機組處於再循環冷卻模式，第四號機組乏燃料水池也處於再循環冷卻模式（採用空冷塔），第五和六號機組處於冷停堆，福島第一核電廠處於可控狀態。

福島事故發生後，世界主要核電國家及機構給予了高度關注。國際原子能機構對福島事故進行24小時跟蹤並每日在網站上更新事故的最新進展，並成立國際專家組對福島事故進行了調查[1]。美國核管會先後發布了信息通告[2]、任務紀要[3]、臨時檢查[4]、緩解策略[5]和「二十一世紀提高反應堆安全的建議」[6]等。歐盟要求歐洲核電廠營運單位進行自我評估，到目前為止，德國、法國和英國等國家都完成了「壓力測試」國家報告。

我國在福島事故後國家核安全局立即啟動了應急機制，要求各省輻射環境監測機構啟動輻射應急監測程序並報送監測數據，同時在環保部網站每日公開。在3月16日的國務院會議決定對我國核設施進行全面的安全檢查後，國家核安全局、國家能源局和中國地震局聯合對我國民用核設施開展了檢查。檢查組的初步結論認為，我國核電廠、民用研究堆和民用核燃料循環設施的安全是有保障的。

二． 福島事故後對核安全的建議

福島事故發生後，國際原子能機構在《針對日本東部大地震和海嘯引發的福島第一核電站核事故調查報告》[7]、美國在《二十一世紀提高反應堆安全的建議》、德國在《德國壓力測試國家報告》[8]、法國在《補充性安全評估最終報告》[9]、英國在《英國國家總結報告》[10]中，以及其他核電國家在相關報告中對於如何進一步提高核安全提出大量的建議，主要集中在如下幾個方面。

（1） 法律、法規和標準的進一步完善

美國核管會《二十一世紀提高反應堆安全的建議》第1條建議：建立一個合乎邏輯的，系統的並且連貫的法規體系來提供充分的能夠適當地平衡縱深防禦和風險因素的保護。

《英國國家總結報告》IR第5條、FR第9條和FR第11條建議中要求結合國際上有關福島事故的經驗和教訓，對相關法規和安全文化等進一步完善。德國在「壓力測試」報告中計劃將在2012年出版「核電廠的安全要求」，計劃更新核安全標準（KTA）。

（2） 地震、火災和水淹等外部事件

美國核管會《二十一世紀提高反應堆安全的建議》第2條和第3條建議：建議NRC要求執照持有者再次評估和升級對每個運行機組抵抗設計基準地震和洪水災害必要的系統、部件和構築物；作為長期審查，建議評估針對地震引發的火災和水淹的預防和緩解能力的潛在措施。

國際原子能機構針對福島事故的調查報告中第1條教訓「需要確保在外部自然災害」下採取相關措施以確保核電站的安全。法國核安全局在《補充性安全評估最終報告》中認為參加「壓力測試」的核設施達到了無需立即關閉的足夠安全水平，但是核電站如要繼續運營，有必要在現有安全基礎上儘早加強應對極端情況的能力，以應對類似日本大地震和海嘯這樣的災害。

英國在《國家總結報告》中IR第10條建議：依據日本經驗，英國核行業應該著手對洪水方面的研究進行審查，包括由海嘯引起；通過審查，驗證英國核電廠的洪水設計基準和冗餘，以決定是否有必要在今後的新建機組和已建機組安全審查大綱中增加廠址洪水風險評估內容。FR第2條、FR第3條和IR第16條建議：要求在電站布局、構築物、系統和部件設計中考慮極端外部事件的影響。

（3） 應急響應、部署、培訓和演習

國際原子能機構在調查報告第11、12、13、14和15條教訓中對應急相關的工作提出了進一步的要求，包括應急計劃，應急人員的培訓、撤離區等。美國核管會《二十一世紀提高反應堆安全的建議》第8、9、10和11條中對應急響應能力、嚴重事故下應急準備、應急培訓和訓練、應急準備的主題與決策指定等提出了相關建議。英國在《國家總結報告》第IR第2條，IR第3條，FR第6條，FR第7條，IR第6條和IR第7條對應急響應部署、培訓和嚴重事故下應急工作提出了建議。

（4） 嚴重事故預防和緩解

美國核管會《二十一世紀提高反應堆安全的建議》第5條建議：在沸水堆電廠Mark I型和Mark II型安全殼需要設計從安全殼內進行排氣的可靠系統。第8條建議：增強和整合廠內應急響應能力，如應急運行規程（EOPs）、嚴重事故管理指南（SAMGs），和大規模破壞緩解指南（EDMGs）。第10條建議：應該繼續進行附加的與多機組和長時間的全廠斷電有關的應急準備。第12.2條建議：加強NRC職員在嚴重事故方面培訓，包括對常駐監督員嚴重事故管理導則的培訓。

國際原子能機構調查報告第2條教訓：對於嚴重事故，例如喪失所有電源、熱阱和專設安全系統，應該為嚴重事故管理提供這些功能的簡單替代（如移動供電、壓縮空氣和供水）。第6條教訓：嚴重事故管理指南和有關程序應考慮儀錶、照明、供電都不可用的情況，以及電站狀態和廠內高放射性水平等異常工況。第8條教訓：重新審視氫爆的風險和影響，並設置必要的緩解系統。第10條教訓：更多考慮提供可靠的監測設備系統和資源來為廠內和廠外響應提供關鍵信息，尤其是針對嚴重事故。第15條教訓：福島的經驗教訓將有助於廠內工作人員和外部響應人員的演習和訓練，以便建立有效的廠內輻射防護，應對嚴重事故工況。

《英國國家總結報告》IR第17條建議：應該對國家電網開展進一步工作以便建立健全並預防嚴重災害條件下廠內電力供應的可靠性。IR第18條建議：應該考慮在危險條件下喪失廠外電力供應時，提供額外準備以及多種措施提供充足、健全、長期的獨立廠內電力供應。IR第21條建議：核設施通風和排放路線可能有高濃度可燃氣體流動或積聚，應該考慮是否需要進一步採取保護措施。IR第25條建議：應該對長期嚴重事故的事故序列分析進行評價或確定是否需要擴展，該分析應確定適當的維修和恢復策略以便達到穩定狀態，以確定設備儲備和後勤支持是否有進一步要求。FR第4條建議：應確保對出現事故可能引起的重大廠外後果的所有核設施進行2級PSA分析，並利用結論公布關於嚴重事故管理措施的進一步考慮，PSA分析應考慮外部事件，包括超設計基準事件和延續任務的時間。德國RSK在國家報告中提出了下一步要開展的工作：包括全廠斷電、喪失廠外電、喪失廠用水、事故管理措施、大飛機撞擊等。

（5） 乏燃料水池的安全

美國核管會《二十一世紀提高反應堆安全的建議》第7條建議：增強乏燃料水池的補水能力並增加相應的測量儀錶。建議執照持有者安裝足夠的安全相關儀錶；為乏燃料水池補水系統提供安全相關的交流電源；執照持有者修訂技術規範，使得無論反應堆處於何種運行模式，當乏燃料水池中存放有乏燃料時，乏燃料水池補水系統和測量儀錶有一列廠內應急電源可用；具備能夠把水噴射進乏燃料水池的能力。

《英國國家總結報告》IR第14條建議：應該確保反應堆附近建立的乏燃料水池，要減少易於產生虹吸故障的底部貫穿件和管道，任何相關的設備都應該與燃料水池自身質保等級保持一致。

（6） 核安全相關信息的公開透明

《英國國家總結報告》IR第4條建議：英國核行業和ONR應該考慮加強措施以確保實現更加開放、透明和準確。FR第8條建議：政府應該考慮加強對新的法定團體的立法，以及要求ONR對他們的決定進行公開、透明，以便使營運單位更加清楚他們是獨立於個體或政府之外的獨立機構。

（7） 核安全監管機構的調整

根據福島核事故的經驗，韓國和日本將對核安全監管機構進行調整。目前，韓國政府已於2011年10月26日對核安全監管機構進行了調整，成立核安全和安保委員會，直接向總統負責。日本政府計劃於2012年4月對核安全監管機構進行調整，核安全委員會將從經產省獨立，併入環境署。

三．福島事故後相關建議的推薦行動

（一）美國核管會推薦行動

NRC的檢查是在日本發生地震和海嘯並對福島第一核電廠造成破壞後的一段時間內進行的，NRC使用反應堆監督程序進一步評價檢查結果，確保剩餘問題得到解決。檢查發現的問題有：一些設備（主要是泵）在做試驗時不能運行，或者試驗缺少試驗驗收準則；一些設備缺失，或者用於其他電廠運行；一些情況下，電廠的修改提出的策略難以實施；泵的燃料不總是可用；個別情況下，規程和培訓存在缺陷；一些緩解火災和SBO的設備被存放在沒有經過抗震鑒定和可能被水淹的地方。

NRC的工作組於2011年6月12日提交了報告，指出繼續運行以及執照活動沒有立即的風險，於2011年7月12日發布了短期報告「二十一世紀提高反應堆安全的建議」。核管會考慮短期和長期行動以確保美國核電站安全。2011年12月15日確定了借鑒福島事故經驗教訓所採取建議行動的優先次序。美國NRC短期工作組提出的推薦行動按照優先順序劃分為三個層次：

第一層次的推薦行動應立即開始實施，而且實施這些行動應有充分的資源，包括重要的技術能力。一層次的推薦行動包括：地震和洪水災害的再評估；地震和洪水防護情況的現場巡視；全廠斷電事故的管理行動；對聯邦法規10 CFR 50.54(hh)(2)中涉及設備提供適當的保護以避免設計基準外部事件的影響；加強Mark I型和Mark II型安全殼可靠的排放卸壓功能；增加乏燃料水池的測量儀錶；加強和整合EOPs、SAMGs，和EDMGs；應急準備的管理行動（人員配備和通訊）。

第二層次的推薦行動在近期不能開始實施，主要因為諸如需要進一步技術評估和調整、取決於第一層次問題、或者不具備重要的技術能力等因素的限制。這些行動不需要長期的研究，在掌握了充足的技術信息和具備了適當的資源時可以實施。第二層次的行動包括：增強乏燃料水池的補水能力；應急準備的管理活動（推薦行動9.3中的剩餘部分，併除去第三層次行動中關注的應急響應數據系統（ERDS）能力）。

第三層次的推薦行動需要開展進一步的研究，這些推薦行動與相對短期的工作有關係，完成這些短期工作之後才清楚更為長期需要開展的工作。第三層次推薦行動包括：每十年確認一次地震和洪水的災害；加強預防和緩解地震引起的火災和洪水的能力；加強其他類型安全殼設計可靠的排放卸壓功能；在安全殼內或在其他廠房內的氫氣控制和緩解；加強針對長時間全廠斷電和多機組事故的應急準備；應急響應數據系統能力；額外的長時間全廠斷電和多機組事故方面應急準備的課題；決策制定、輻射監測和公眾教育方面應急準備的課題；修訂反應堆監管大綱以反映所建議的縱深防禦體系結構；開展職員在嚴重事故方面的培訓，以及對駐廠監督員針對嚴重事故管理導則方面的培訓。

（二）法國核安全局（ASN）推薦行動

福島事故表明，儘管在設計、建造和運行階段採取了預防和緩解措施，事故仍是不能避免的。ASN負責監督法國民用核設施核安全的持續改進，特別是在定期評估和經驗反饋方面。依據補充評估報告，ASN認為，接受了檢查的核設施具備足夠的核安全水平，不需要立即停運。同時，ASN認為在後續運營過程中，需要在合適的時間內提升核安全裕度和多樣性，以應對極限工況。

ASN提出對運營商需要採取的強制要求，這些要求主要包括：

1) 設置「核心機制」，核心機制包括設施和組織機構，以保證在極端工況下能夠保證核安全的基本功能。運行商在2012年6月30日前提交各自「核心機制」建議報告和技術規格書。

2) 對於核電機組，從今年開始，逐步實施EDF提出的「FARN核快速行動隊」。「快速行動隊」是一支面向全國的，由專用設備和專家組成的隊伍，可以在24小時內接替電廠隊伍進行事故後干預。

3) 對核電廠和Hague後處理廠，要求開展如下可行性研究：嚴重事故下的地質屏蔽手段，以防止對地表和地下水的污染。

社會因素、組織因素、人員因素，是核安全的基本因素，本次核安全補充評估對這些因素給予了特別關注。ASN要求對以下方面給予優先順序別，ASN也會保持持續關註：

1) 作為最基本的因素，人員的更新和運行人員的能力培養。

2) 承包商的支援是一個處理難度大和主要的問題，要加強對承包商活動的監督，對於重要的核安全相關活動的監督責任，是不能外委的。ASN將就此要求在稍後出台管理規則。

3) 要求在國家層面和全歐洲層次上開展對於上述專題的研究。

對於現有的核安全法律、法規體系：

1) 運營商應該加強對不符合項的處理，特別是福島事件後甄別的不符合項；

2) 在附件IV，作為福島事故的經驗反饋，核設施相關法規也需要升版，特別是關於《地震》、《水淹》、《其他工業活動相關的風險》。

3) ASN會同負責核安全的責任部門，正在編寫旨在提升核安全水平的核安全相關法規和導則

四．對我國核安全的建議

福島事故後，我國針對核設施進行了全面的大檢查，核安全局也召開了相關的研討會，包括與日本核安全監管機構舉行的有關福島事故的研討會。結合國際上相關國家的建議以及推薦的行動計劃，針對我國核安全有以下幾點的建議。

（1）核安全水平的提高不是一蹴而就的，應該結合國際上有關福島事故的經驗，逐步完善我國的法律、法規和標準，完善我國核安全監管機構，加緊對我國核安全人才的培養，不斷提升我國核設備製造水平、設計單位的設計能力、研究機構的研發能力，進一步提高核安全文化。

（2）對我國核設施的抗震水平、防水淹和火災等外部事件的能力進一步分析和評估，根據評估結果採取相應的預防和緩解措施。

（3）對於嚴重事故工況，應該結合營運單位自查報告和我國核設施大檢查的結果，採取相應的措施。建立和完善嚴重事故管理指南。對運行和在建核電廠進行全面評估，結合國際上相關經驗，採取必要的改進措施，確保核電廠能安全的運行。

（4）進一步改進應急響應機制和應急響應能力。應急響應應該考慮嚴重事故工況下的可實施性。

（以上僅代表作者個人觀點）