湯搏

（環(huán)境保護部核電安全監(jiān)管司，北京 100034）

有關(guān)核電廠安全目標的問題

湯搏

（環(huán)境保護部核電安全監(jiān)管司，北京 100034）

本文描述了美國核電廠安全目標的制訂過程和背景以及其主要內(nèi)容。概要介紹了美國核電廠在安全目標制訂過程中所考慮和評價的一些因素以及對美國核電廠安全目標所存在的問題和一些爭論進行了討論。

核電廠；安全目標；風險

從核電發(fā)展早期，人們就認識到，像世界上所有事物一樣，核電是具有風險的，不存在所謂絕對安全的問題。

例如美國20世紀50年代早期開始開發(fā)核電技術(shù)時，就對大型核電廠一次重大事故可能造成的后果進行了評估，并確定國家是否能夠承受這樣的風險。1957年，美國原委會發(fā)表了報告《大型核電廠重大事故的理論可能性和后果》（WASH-740，也稱“布魯海文”報告）。

根據(jù)該報告的估計，一次大型核電廠“最大可信事故”的發(fā)生將導致3 400人死亡，43 000人受傷害，財產(chǎn)損失70億美元，發(fā)生的可能性是每十萬到一百萬堆年一次。

由于當時相關(guān)的技術(shù)資料和數(shù)據(jù)還很缺乏，WASH-740報告采用了非常保守的假設(shè)，如最壞的核電廠址氣象條件，并且沒有考慮安全殼的包容作用等。確實，當時所擁有的核電知識、實驗數(shù)據(jù)以及方法論還不能完成對核電廠系統(tǒng)的“風險評價”，因而美國人將方向轉(zhuǎn)到了一個個具體工程問題的處理，針對每一個問題來確定具體要求。這種方式類似醫(yī)生針對病人所開的“處方”，這些“處方”式安全要求的綜合就構(gòu)成今天廣為人知的“確定論安全要求”。

“確定論安全要求”回答不了核電廠風險究竟有多大的問題，從而無法將核電的風險與其他社會風險進行比較，也就無法回答“多安全是足夠的？”這個核電安全的根本問題。

20世紀60年代，可靠性工程在航空航天等領(lǐng)域普遍發(fā)展，為大型工程的可靠性和風險評估提供了方法論的基礎(chǔ)。

1972年，美國參議員John O.Pastore再次要求美國原委會給出完整評價，以了解核電廠到底有多安全，美國原委會不得不開展一個完整的研究，這個研究的成果就是1974年發(fā)表的WASH-1400“反應(yīng)堆安全研究”。WASH-1400首次使用了系統(tǒng)化的“概率風險評價”方法，給出了核電廠對公眾可能造成的風險（死亡風險），并將這些風險與其他事故和災(zāi)害給美國公眾造成的風險進行了比較。WASH-1400的結(jié)論表明核電的風險是很小的，但WASH-1400在模型、數(shù)據(jù)、不確定性處理等方面受到許多批評，不得不使美國原委會的繼承者，即美國核管會宣布收回該報告。

1979年，美國發(fā)生了三哩島核電廠事故。三哩島核電廠事故迫使美國人不得不再次面對核電廠的風險究竟有多大，以及“多安全是足夠的？”問題。而解決這個問題的途徑，只能是建立一套合理的核電廠風險度量方法，以及為風險設(shè)定一個可接受的閾值。美國人將這個可接受的風險閾值稱為“安全目標”。

1 美國核電廠的安全目標

實際上，冠以“安全目標”名義的提法很多，例如我國HAF102《核動力廠設(shè)計安全規(guī)定》中就設(shè)定了安全目標，其中“總的核安全目標”確定為“在核動力廠中建立并保持對放射性危害的有效防御，以保護人員、社會和環(huán)境免受危害”。

類似的提法還有美國1954年原子能法中的“保證共同防御和安保，保護公眾健康和安全”等等。

但是，對照美國核管會在建立安全目標之初所考慮的，安全目標不應(yīng)僅僅提供對公眾強有力的保護程度，而且必須具備實際上和監(jiān)管意義上有用的方式，我們可以看到，HAF102所提供的安全目標從實際上和監(jiān)管意義上都不具備任何可操作性。所以這類性質(zhì)的“安全目標”更多地是一種價值觀的闡述，而缺乏“目標”所應(yīng)具備的明確導向性和“命中”判據(jù)。

1986年，在經(jīng)過6年左右的編制和討論后，美國核管會發(fā)布了政策聲明 51FR30028：“Safety Goals for the Operationsof Nuclear Power Plants；Policy Statement”。在這個文件中，美國核管會確定了定性安全目標、定量安全目標和通用性能指導值。

兩個定性安全目標是：

目標一：應(yīng)該為公眾的個體成員提供保護，以至其不因為核電廠的運行而對生命和健康承擔明顯的附加風險；

目標二：與可行的競爭發(fā)電技術(shù)相比，核電廠運行對生命和健康的社會風險應(yīng)該可比較或更少，并且沒有明顯的社會附加風險。

作為對“沒有明顯的社會附加風險”的解釋，確定了兩個定量安全目標：

目標一：對緊鄰核電廠的正常個體成員來說，由于反應(yīng)堆事故所導致立即死亡的風險不應(yīng)該超過美國社會成員所面對的其它事故所導致的立即死亡風險總和的千分之一；

目標二：對核電廠鄰近區(qū)域的人口來說，由于核電廠運行所導致的癌癥死亡風險不應(yīng)該超過其它原因所導致癌癥死亡風險總和的千分之一。

為了實際上和監(jiān)管意義上的可用性，文件還推薦了通用性能指導值作為美國核管會成員檢驗安全目標是否得到滿足的指導。經(jīng)過評估，立即死亡風險是控制因素，而這僅需考慮可能導致立即死亡的大規(guī)模放射性釋放，所以通用指導值針對大規(guī)模放射性釋放給出：

與傳統(tǒng)的縱深防御概念和事故緩解理念一致，要求安全殼系統(tǒng)具有可靠的性能，向環(huán)境的大規(guī)模放射性物質(zhì)釋放的總平均頻率應(yīng)該小于10-6/堆年。

在1986年的政策聲明中美國核管會沒有給出堆熔頻率，但由于廣泛的評價表明安全殼的條件失效概率基本上是10-1，所以后面使用中也經(jīng)常演化出堆熔頻率小于10-5/堆年（2000年，美國核管會發(fā)表了SECY-00-0077“MODIFICATIONS TO THE REACTOR SAFETY GOAL POLICY STATEMENT”，其中給出大規(guī)模放射性釋放頻率為10-5/堆年，堆熔頻率為10-4/堆年。美國核管會解釋給出堆熔頻率主要是在事故預防和緩解方面達到平衡）。

在IAEA的文件中，堆熔頻率和大規(guī)模放射性釋放頻率有時也被稱為概率安全目標。

但在美國核管會的概念中，堆熔頻率和大規(guī)模放射性釋放頻率只是方便應(yīng)用的一個指導值，而不是安全目標。從概率風險分析技術(shù)本身的特點和現(xiàn)狀看，這是完全合理的。

美國核管會在評價一個新反應(yīng)堆時，通常使用大規(guī)模放射性頻率（LRF），但外部事件評價的過程中通常不包括地震。在運行核電廠的監(jiān)管中，通常使用早期大規(guī)模放射性釋放頻率（LERF）。

風險的評價離不開概率風險評價技術(shù)，但概率風險評價結(jié)果具有不確定性，這個不確定性主要來源于模型的完整性、模型的適當性和輸入數(shù)據(jù)的不確定性。以模型的適當性為例，安全殼再循環(huán)地坑濾網(wǎng)堵塞問題就可以將堆熔頻率改變一到兩個數(shù)量級。而以輸入數(shù)據(jù)的不確定性為例，一個8級地震發(fā)生的頻率究竟有多大？或者反應(yīng)堆冷卻劑管道斷裂的頻率究竟多大？或者反應(yīng)堆壓力容器的破裂頻率究竟多大？等等，都存在很大的不確定性。事件越極端，不確定性越大，這需要我們在使用這個技術(shù)時有很清醒的認識。目前國內(nèi)一些人簡單地以堆熔頻率等數(shù)據(jù)作為衡量核電廠安全水平的唯一尺度，竟相追求越來越極端的數(shù)據(jù)，而忽略對模型完整性、模型適當性，輸入數(shù)據(jù)不確定性的整體深入研究和評價，本身是對概率風險技術(shù)的濫用和誤導，也不利于深刻地認識和理解核安全問題。

2 美國核管會在制定安全目標時所考慮的問題

美國核管會在制定安全目標的過程中，分析和研究了大量的問題，并且通過征求評論、會議討論和聽證等方式獲得廣泛的社會和公眾參與。其中主要的問題如下：

2.1 安全目標的形式

（1）單一目標還是復合目標：能否實現(xiàn)不同層級目標的有利結(jié)合？

（2）定量目標還是定性目標：定量目標存在困難的驗證問題，但定性目標可能缺乏清晰和確定的含義；

（3）結(jié)果導向還是過程導向：雖然目標總的來說應(yīng)該瞄向結(jié)果，但是過程控制可以增強信心；

（4）絕對目標還是相對目標：為了比較分析，必須考慮相對目標；

（5）個人導向目標還是社會導向目標：聯(lián)邦法規(guī)要求必須考慮個人和社會目標；

（6）廠址相關(guān)目標還是廠址非相關(guān)目標：廠址特征可能影響嚴重事故發(fā)生和安全殼的失效概率，也影響對公眾的輻射照射；

（7）目標的時間相關(guān)性：目標是隨時間變化還是為目標設(shè)定時限。

2.2 定量目標的形式

定量目標可能采取三種種類：考慮個人死亡風險；考慮事故發(fā)生頻率和后果；以及在總的風險管理框架中納入準則，如考慮核電替代選項的風險。

2.3 不確定性的處理

可能有幾種途徑或其組合，包括：

（1）由授權(quán)專家判斷；

（2）由事先確定的計算模式驗證；

（3）有限制的定量準則的使用；

（4）在計算和風險評估中引如保守性；

（5）非定量方式。

2.4 價值的平衡

（1）個人和社會風險：個人風險包括工作人員和附近居民，以及總?cè)丝冢簧鐣L險要考慮風險和利益的平衡，可能向后代的風險傳遞，立即死亡和延遲死亡，以及財產(chǎn)損失；

（2）安全和經(jīng)濟價值：在安全和經(jīng)濟相沖突的情況下，是否在安全決策中考慮經(jīng)濟影響，多大的資源應(yīng)該用于滿足特定安全目標。

核管會還列舉了大量其他的附加問題，以進一步細化討論。

3 對美國核管會安全目標的一些討論

前面提到，美國核管會在制定安全目標的過程中，討論和研究了大量的問題，最終形成了安全目標的政策聲明。但聲明的形成并不是問題的終結(jié)，仍然存在大量的爭論和批評。

一種批評認為核管會的安全目標包括的僅僅是個人風險，而不是社會風險。例如它沒有考慮財產(chǎn)損失和社會心理創(chuàng)傷等。

安全目標的實施也會導致一種結(jié)果，像ACRS所批評的，“對于周圍有大量人口的核電廠，允許大的社會風險……，這導致不鼓勵遠距離廠址”。

近些年來，尤其是福島核事故之后，國內(nèi)對美國的安全目標也有許多批評，特別是認為美國的安全目標沒有解決環(huán)境保護問題。確實的，雖然風險是發(fā)生頻率和后果的乘積，但為什么后果僅考慮人的死亡，不考慮環(huán)境污染、財產(chǎn)損失和社會心理創(chuàng)傷等方面?？紤]這個問題恐怕還必須回到美國核管會制定安全目標政策聲明時的最初考慮，所謂在實際上和監(jiān)管意義上都是有用的，即它必須是可操作的。

2012年，美國威斯康星大學、愛達荷國家實驗室的Vicki Bier等人發(fā)表了一篇論文：“Developmentofan Updated Societal-Risk Goal for Nuclear Power Safety”，認為美國核管會的安全目標決沒有包括真正的社會風險，特別是福島核事故表明，事故的影響包括清潔、去污和再安置的費用，祖?zhèn)骷覉@和社群的喪失，種植和生產(chǎn)土地的喪失，無法銷售污染的食物，清潔水源的喪失，漁業(yè)活動和收入的喪失，以及替代電源等，這樣避免放射性對社會的干擾比對避免公眾的放射性影響更重要。

VickiBier等建議采用再安置人員的數(shù)量作為社會干擾的代表指標。論文選擇了一些典型的核電廠條件和典型事故進行評價，根據(jù)條件和事故的不同，再安置人員數(shù)量從幾十人，到幾萬人，幾十萬人，最多可達百萬人。作為比較，卡特琳娜颶風導致了路易斯安娜州150萬人口的撤離，新奧爾良州80%～90%人口的撤離。

表1 VickiBier等人評估的典型核電廠、事故景象和再安置人員數(shù)量Table 1 The typicalnuclear power plants，accident scenario and thenumber of relocated personnelwasevaluated by VickiBier etal

這里也存在著問題，例如類似卡特琳娜這樣的颶風發(fā)生頻率與所評價的典型核電廠事故是否一樣，從而可以用同樣的再安置人員數(shù)量比較？或者再安置人員數(shù)量相類似，但其他代價和恢復的代價類似嗎？等等。

我們看到，設(shè)定一個可操作的目標，重要的是必須能夠找到合理的風險參照系，否則會導致在實際上和監(jiān)管意義上的不可用。

4 結(jié)語

英國科學家沃森·瓦特發(fā)明的雷達對第二次世界大戰(zhàn)中英國獲得英倫戰(zhàn)役的勝利起到了決定性的作用，但事后也有人批評沃森·瓦特的雷達某些參數(shù)選擇不合理，對此沃森·瓦特給出了一個典型盎格盧·撒克遜式的，經(jīng)驗主義哲學的回答：

“我給他們提供了第三好的。第二好的正在研制，總是趕不上需要。第一好的永遠研制不出來”。

確實，當我們確定核電廠安全目標時，乃至我們選擇核電廠，或做其他一切事物時，我們必須確定我們要選擇第一好、第二好，還是第三好的。

［1］AEC.WASH-740“TheoreticalPossibilitiesand Consequences of Major Accidents in Large Nuclear Power Plants”［S］. 1957.

［2］NRC.51FR30028“Safety Goals for the Operationsof Nuclear Power Plants；Policy Statement”［S］.1986.

［3］NRC.NUREG-O764“Toward a Safety Goal：Discussion of Prelim inary Policy Considerations”［S］.1981.

［4］NRC.NUREG/CP-0018“W orkshop on Frameworks for Developing a Safety Goal”［S］.1981.

［5］Vicki Bier，etc.“Developmentof an Updated Societal-Risk Goal for Nuclear Power Safety”［R］.Idaho National Laboratory.2012.

TheDiscussion on Safety Goal for Nuclear Power Plants

TANGBo
（Nuclear PowerRegulation Department，MEP，Beijing100034，China）

Describing thebackground and formulating processofsafety goal in United States，and the contentof safety goalof United States.Introducing briefly the factors thatwas considered and evaluated in safety goal formulation processin United States.Discussing the issuesand argumentsaboutsafety goalofUnited States.

nuclearpower plant；safety goal；risk

TM 623

：A

：1672-5360（2015）04-0001-04

2015-10-12

2015-11-02

湯 搏（1962—），男，河北石家莊人，研究員，國家核安全局副局長、核電安全監(jiān)管二司司長，現(xiàn)主要從事核安全審評和監(jiān)督工作