卓異
說起核電,許多人會跟核泄漏甚至核爆炸聯(lián)系到 起,對核電運營的安全性有質(zhì)疑。不過,美國作為商業(yè)運行核電的“老大”,應(yīng)用核電時間最久,核電站也最多,但其核電業(yè)卻被評為最安全的產(chǎn)業(yè)之一。那么,美國是如何保障核電運營安全的?
核管會有權(quán)直接關(guān)停核電廠
在電影和體育等領(lǐng)域,美國人推崇“出格”的個人英雄主義,但在政治、經(jīng)濟、民生等領(lǐng)域,美國人很注重完善規(guī)章制度,用來規(guī)避不確定因素可能帶來的風險。筆者認為,美國核電安全歸根結(jié)底源于安全保守的標準體系,和一板一眼的監(jiān)管機制。
美國核管制委員會(U.S. NuclearRegulatory Commission,NRC)是聯(lián)邦政府的一個相對獨立機構(gòu),直接對總統(tǒng)負責,接受國會監(jiān)督,其任務(wù)是保護與核能有關(guān)的公共健康和安全。看國內(nèi)中文多譯為“美國核管理委員會”,但根據(jù)英文“Regulatory”的詞義和該機構(gòu)的職責,筆者認為翻譯成“管制”更恰當。美國核管制委員會(下簡稱“核管會”)根據(jù)1974年的能源重組法案成立,1975年開始運作,其職能包括監(jiān)督反應(yīng)堆安全,頒發(fā)反應(yīng)堆及放射性原料許可證,以及監(jiān)管乏燃料的儲存、安保、回收和處置等。核管會通過檢查可以罰款,甚至直接關(guān)停核電站。核管會制定了堪稱工業(yè)界的最高安全標準,且每家核電廠運營還要優(yōu)于這些標準。核管會制定的涉核安保標準,也得到了素以嚴苛著稱的美國國土安全部的認同。
核管會檢查員不得和工人有私交
核管會向每個核電廠派駐至少兩名檢查員,可隨時隨地在工廠檢查任何事項,運營方不得拒絕。檢查員不住在工廠里,但必須住在附近社區(qū),他們不能與核電廠員工發(fā)展私人社交,而且每7年必須更換一次常駐的核電廠?!拔覀冊谶@里是為了維護健康和公共安全,希望與我們正在檢查的電廠及員工保持專業(yè)的工作關(guān)系,不想損害我們的誠信,哪怕是可能影響我們誠信的看法?!焙斯軙v電廠檢查員布蘭頓·雷耶斯(Brandon Reyes)對美國媒體透露。此外,核管會還定期分析全球各地的涉核活動,以確定美國核電行業(yè)可能的改進措施。
行業(yè)組織的作用不容忽視
除了隸屬于美國聯(lián)邦政府的核管會,一些行業(yè)組織在美國核電安全運營過程中,也起到不可忽視的作用。
美國機械工程師協(xié)會(ASME),成立于1880年,當年許多蒸汽鍋爐和壓力容器頻發(fā)故障,應(yīng)運而生的該協(xié)會是美國歷史最悠久的標準開發(fā)組織之一,也是一個工程學社團,還兼有研發(fā)組織、游說集團、教育機構(gòu)等多重角色。作為一個標準開發(fā)組織,該協(xié)會在壓力技術(shù)、核電站、電梯/自動扶梯、建筑、工程設(shè)計和性能測試等領(lǐng)域,持續(xù)開發(fā)和維護包括核電行業(yè)標準在內(nèi)的近600種規(guī)范和標準,并在100多個國家廣泛使用。筆者作為美國機械工程師協(xié)會地方協(xié)會的組織者,也參加過一些年會和培訓(xùn),深感負責制定核電行業(yè)標準的部門,可能是該協(xié)會最一絲不茍嚴肅認真的部門,當然也是收入較高的部門,只是成員年齡普遍偏高,新生力量不足。
核電運營研究所(INPO)是美國一個由核電廠資助的行業(yè)組織,成立于1979年,旨在設(shè)定核電行業(yè)內(nèi)的績效目標、基本標準和指導(dǎo)方針,促進運營機制的改善和核電廠之間經(jīng)驗共享。核電運營研究所定期評估各核電廠,調(diào)查核安全的各方面,并把優(yōu)勢和不足都總結(jié)出來與各核電站分享,以共同提高。核電運營研究所對核電廠評估的結(jié)果不向公眾披露,它在對各核電廠評估之后,按l到4分來打分,其中“INP0 1”是最好的分數(shù),而“INPO4”則代表有嚴重運行問題,相關(guān)核電站必須加以整改。
1986年,蘇聯(lián)發(fā)生切爾諾貝利核事故,世界核電運營受到極大質(zhì)疑。在美國核電運營研究所與歐洲的電力行業(yè)組織“國際電力生產(chǎn)和配電者協(xié)會(UNIPEDE)”的推動下,成立了世界核電運營者協(xié)會(WANO)。這是一個非官方機構(gòu),將核安全和核電運行業(yè)績作為首要目標,各國核電站只要接受WANO的宗旨并向其承諾就可加入。WANO在國際上做著與INPO在美國類似的工作,通過核電同行評審、績效分析、技術(shù)支持、行業(yè)發(fā)展和企業(yè)合作,促進有效溝通力保核電安全運營。不得不承認,在涉及系統(tǒng)性能和運營安全等方面,美國各核電廠都擁有WANO和INPO -貫的高分。
從業(yè)人員培訓(xùn)繁復(fù)還要當“義工”
美國核電廠的反應(yīng)堆操作員,必須持有聯(lián)邦執(zhí)照才能運行或監(jiān)督反應(yīng)堆控制,而獲得這種執(zhí)照至少需要兩年時間來通過美國核管會的一系列測試和認證。操作員在許可證有效期內(nèi)每工作5至6周就要花一周時間在教室和反應(yīng)堆模擬器上“再培訓(xùn)”。此外,反應(yīng)堆操作員必須經(jīng)過身體健康和心理健康認證才能上崗,所有核電廠員工在上崗前,必須接受執(zhí)法部門的背景和犯罪記錄調(diào)查。 核電工程師的要求就更高了。核專業(yè)的本科,甚至是碩士、博士畢業(yè)后,都要先考取見習工程師的執(zhí)照,然后跟隨專業(yè)工程師(Professional Engineer,PE)工作1至4年,再用至少4年考取專業(yè)工程師執(zhí)照才能獨立工作。很多人還會在這之后用十來年去考各種專業(yè)的涉核工程認證,期間會在相關(guān)行業(yè)協(xié)會當義工.比如參加美國機械工程師協(xié)會的標準評定等,說是義工,那是由于作為非營利組織的行業(yè)協(xié)會不給他們發(fā)工資,但這些“義工”所就職的核電公司一般會發(fā)相應(yīng)工資和差旅費用。
按一個按鈕也須二人確認
在核電站的控制室里,墻上掛著五顏六色的旋鈕、操縱桿和開關(guān)板,讓人覺得一個錯誤操作就會引發(fā)無可挽回的核災(zāi)難。其實這不太可能發(fā)生,因為對任何一項功能操作,核電廠都有多個備用系統(tǒng),多個系統(tǒng)同時失效才會出事。
“核能一直是頭條新聞,主要因為它給公眾帶來潛在巨大危險,而不是它提供了多少能源,”美國核管會檢查員布蘭頓·雷耶斯說,“它受到了不成比例的關(guān)注?!绷硪晃粰z查員吉姆·卡拉福迪(Jim Krafty)說:“如果我認為核電廠不安全,就不會在這里工作。我曾在造紙廠和化工廠工作過,但我更愿意在核電廠工作。”
這兩個檢查員負責監(jiān)管位于賓夕法尼亞州的“海貍谷”(Beaver Valley)核電廠的備用系統(tǒng),并確保無需使用它們。他倆每天24小時待命,早上5點就到核電廠,檢查并監(jiān)控所有核電系統(tǒng)和部件。他們監(jiān)管“第一能源”(First Energy)核運營公司的工作人員,該公司負責運營海貍谷核電廠。檢查員通常會在控制室內(nèi)確保所有旋鈕和控制桿的位置正確并正常工作。任何一人在做任何操作前,都要向另一人確認。比如一個人想調(diào)整某個按鈕,須經(jīng)另一個同事確認可調(diào)整后,才能進行操作。
縱深防御 有多個獨立保護層
美國的各核電廠采用“縱深防御”的安全措施,反應(yīng)堆及配套設(shè)施有多個相對獨立的保護層,每個保護層都有備用系統(tǒng),還有多層物理屏障可防止意外的輻射泄漏。例如裝入鈾燃料的棒,裝燃料棒的反應(yīng)堆,以及容納反應(yīng)堆的鋼筋混凝土建筑,都被多重保護層緊密“呵護”。一旦哪個保護層受到攻擊或意外故障,其備用系統(tǒng)白行啟動,以防止輻射泄漏。美國所有核電廠都在廠區(qū)不同地點加裝了應(yīng)急泵、發(fā)電機、蓄電池組、充電器、壓縮機和軟管,“備而不用”要遠勝于“用而無備”。
既要防災(zāi)還需反恐
核電廠的防御體系必須足夠強大,來抵御自然災(zāi)害和恐怖襲擊。核反應(yīng)堆由帶鋼板的約1米厚的鋼筋混凝土保護,反應(yīng)堆容器由約6英寸(約15厘米)的合金制成;反應(yīng)堆安置在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中,能抵御包括颶風、地震和洪水等自然災(zāi)害;反應(yīng)堆的外殼建筑可承受噴氣式客機直接撞擊。
美國全國65座核電廠共有約9000名裝備精良且訓(xùn)練有素的安保人員(其中許多有執(zhí)法或從軍經(jīng)歷)保護。核管會不到3年就對每座核電廠實施一次“反恐”演習,模擬敵人試圖洞穿防御體系破壞核電站,要求核電廠的安保部隊有效應(yīng)對。
2001年9·11恐怖襲擊發(fā)生后,美國各核電廠的外圍增加了帶刺的鐵絲網(wǎng),并部署更多荷槍實彈的安保人員嚴陣以待。其實對一架高速飛行的客機來說,核電站并不是一個簡單目標,因為反應(yīng)堆堆芯直徑通常小于3米,高不到3.6米,它被封閉在一座由混凝土堡壘環(huán)繞的重型鋼制容器中。大型客機準確“命中”的概率不亞于讓“駱駝走鋼絲”,而小型航空器的撞擊則難以形成致命影響。
盡管反應(yīng)堆堆芯受到嚴密保護,但一些管道、反應(yīng)堆冷卻設(shè)備,以及輔助設(shè)備和相鄰的供電設(shè)施,則容易受到攻擊。對此,核電站配備了多個應(yīng)急冷卻系統(tǒng)和備用電源。在所有這些備用措施都被破壞的極小概率事件中,堆芯才可能過熱并融化,比如福島核泄漏事件。即便在這種極端情況下,放射性材料仍被“封鎖”在壓力容器內(nèi)。
當然,如果說核電廠有致命弱點,那就是用過的乏燃料儲存設(shè)施。從反應(yīng)堆中取出的乏燃料組件被保存在深水池中冷卻并屏蔽其輻射。如果恐怖分子對冷卻池實施精確攻擊能讓冷卻水流失,導(dǎo)致乏燃料過熱并融化。對此,各核電廠都有消防水帶迅速向冷卻池注水讓乏燃料“不那么熱”。
防黑客 每個核電站都是孤島
“孤島運營”是美國核電站獨有的網(wǎng)絡(luò)保護措施。核電廠的安全系統(tǒng)靠硬件連接,而不接入互聯(lián)網(wǎng)。核電廠嚴格控制U盤、筆記本電腦或其他便攜式電子設(shè)備的使用。核電廠員工要經(jīng)過大量的安全篩檢和培訓(xùn),那些使用電腦等數(shù)字設(shè)備的工人會受到嚴格監(jiān)控。
美國各核電站有十幾年的抗黑客經(jīng)驗,美國的核行業(yè)于2002年成立了網(wǎng)絡(luò)安全特別工作組,以不斷監(jiān)測威脅并加強防御,2008年還實施了美國能源行業(yè)第一個網(wǎng)絡(luò)安全方案。
核電行業(yè)還與美國政府情報機構(gòu)合作,以了解最新的網(wǎng)絡(luò)攻擊工具和技巧。核管會定期對每個核電廠的網(wǎng)絡(luò)安全狀況進行檢查,并與國土安全部和能源部積極合作,以防止黑客攻擊。
時刻準備災(zāi)難來臨
在美國核電領(lǐng)域有一句話,“核電站必須期待最好的結(jié)果,準備最差的情況發(fā)生”,因為要時刻準備災(zāi)難來臨,所有核設(shè)施能抵御白然災(zāi)害和其他緊急情況。每個核電廠都有相同的目標:保護社區(qū)和員工,并為此制定了應(yīng)急反應(yīng)計劃。這些計劃必須經(jīng)過聯(lián)邦政府批準,各核電站還要經(jīng)常測試和改進計劃。
美國核管會和聯(lián)邦緊急事務(wù)管理機構(gòu)(FEMA)制定總體要求,各核電運營商制定出符合要求的詳細計劃,運營商還與地方和州政府合作,培訓(xùn)警察、消防員和醫(yī)務(wù)人員等急救員。
美國各核電廠每個月都會進行培訓(xùn)和演習,每兩年都會與州和地方政府機構(gòu)以及核管會執(zhí)行應(yīng)急演習。演習結(jié)束后,每位參與者都要深入剖析問題,并尋找需要改進的領(lǐng)域。
研發(fā)安全退役修復(fù)環(huán)境
1957年美國建成世界上第一座投入商業(yè)運營的核電廠,即位于賓夕法尼亞州的希平港(Shipping port)核電廠。目前美國全國有65座核電廠,105套核電機組。隨著許多核設(shè)施在未來數(shù)十年內(nèi)即將退休,其安全退役以及對其場地進行環(huán)境補救至關(guān)重要。為此,美國核行業(yè)協(xié)會和各核電廠積極與高校合作,研發(fā)放射性廢物管理、土壤和地下水恢復(fù)、核設(shè)施停用及退役等方面的經(jīng)驗和最佳做法。
美國一些核電站目前正與科學、技術(shù)、工程和數(shù)學等專業(yè)學校和科研機構(gòu)合作,大力推動核設(shè)施退役和環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域相關(guān)的人才隊伍建設(shè),并與世界各地的相關(guān)機構(gòu)在該領(lǐng)域開展聯(lián)合研究。通過這種合作關(guān)系培訓(xùn)的學生,將來可能成為核電領(lǐng)域的科學家和工程師,他們將為解決涉及核電廠“安全退休”提供所需的創(chuàng)新。