Lentis/核泄漏：2011年日本地震后，核能是否具有社会可持续性？

引言

2011年3月11日，日本海岸附近发生里氏8.9级地震。随后而来的海啸波峰高达130多英尺，加剧了地震造成的破坏。15839名居民丧生，数千人受伤或无家可归。地震还导致福岛核反应堆的不稳定和潜在的熔毁。 福岛第一核电站是由东京电力公司（TEPCO）拥有和维护的六座反应堆的综合体。它位于日本东京以北仅150英里处，这使得核反应堆潜在的熔毁更加危险。地震引起的一波15米高的海啸袭击了福岛核电站，淹没了所有六座反应堆，并引发了一系列操作故障。尽管有海啸可能发生的预警，但TEPCO还是决定不加固现场的海堤。海啸过后，TEPCO的工作人员努力修复核反应堆，因为淹没工厂的水中含有高浓度的放射性废物。由于无法修复反应堆，燃料棒暴露导致核熔毁，并将核粒子释放到空气中。 国际核事件分级表（INES）将福岛核灾难评为7级。7级是最高等级，因为它表明广泛的污染很可能对人类健康和环境产生长期影响。截至2019年，超过40,000名居民无法返回家园。

技术成功

当世界上第一个核反应堆——芝加哥1号堆于1942年在芝加哥大学投入使用时，证明了通过自我维持的核裂变反应发电的能力。自1942年以来，这项技术不断改进。1956年，英国的卡尔德霍尔核电站作为第一座商业核电站投入运行。核反应堆的数量持续快速增长，直到1979年发生第一次核反应堆事故。在宾夕法尼亚州，三哩岛核反应堆的一个机组发生了堆芯熔毁。虽然熔毁并没有向大气中释放大量放射性物质，但这起事件确实引发了公众对更危险的核事故的担忧。1986年，乌克兰发生了一起更严重的核灾难。 切尔诺贝利核电站完全丧失了安全壳，导致大约一百万人因释放到空气中的核粒子而过早死亡。切尔诺贝利灾难被认为是历史上最严重的核电事故，在INES中被评为7级。图1说明了切尔诺贝利事故后，许多国家停止了新建核电站的建设，尽管它们继续依靠已经建成的核电站。

图1：核能使用历史（上）和核电站数量（下）。

除了安全因素外，成本也是政府决定建造和使用核电站的关键因素。如图2所示，2004年至2008年的一系列研究表明，核能比煤炭或天然气更昂贵。

图2：核能、煤炭和天然气发电成本比较。

然而，这些研究没有考虑能源依赖、污染或每种能源造成的健康影响的额外成本。虽然核能不像煤炭或石油那样便宜，但它比许多其他替代和可持续能源选择更实惠。核能的成本约为每千瓦时0.04美元，这比风能（0.08美元）、天然气（0.11美元）或太阳能（0.22美元）更实惠。

核能技术的进步正在帮助降低能源生产成本，并减少安全隐患。在福岛核泄漏之前，全球有436座核电站运行，负责供应全球约15%的电力。其中许多工厂建于20多年前，采用了过时的安全壳技术。新核电站的设计，即第三代和假设的第四代设计，有可能解决许多由于老旧工厂和设计缺陷而导致的安全隐患。然而，核能从来都不是仅由其技术能力来定义的。日本的地震让人们注意到了核熔毁的潜在危害，并导致许多国家重新评估其对核能的立场。

环境观点

核能在环保组织中一直存在争议。虽然核能效率高且不会产生温室气体，但它并非真正意义上的可再生能源，并且仍然存在潜在的安全隐患。

绿色和平组织反对进一步开发核能，因为其对环境构成潜在风险。他们将缺乏处理核废料的程序列为主要问题，并认为用于开发核能的资金对环境的影响不如投资真正意义上的可再生能源。根据麻省理工学院的说法，为了对全球变暖产生重大影响，必须建造1000座新的核反应堆，而考虑到核能行业目前4%的增长率，这不太可能发生。核信息与资源服务组织（NIRS）断言，每一美元花在核能上的钱都是没有花在可再生能源上的钱

支持核能的环境主义者（EFN）将核能描述为“唯一能够确保我们工业文明持续发展并保护环境的清洁、安全能源”。与风能和太阳能相比，核能每千瓦时的建筑材料用量更少，这使得它更环保。随着车辆越来越依赖电力，核能是唯一能够在不排放温室气体的情况下提供额外电力的可用能源。由于核能是唯一大规模可用的能源，因此EFN支持快速部署核反应堆，以摆脱对化石燃料的依赖。EFN还将三哩岛事件视为核能安全的成功案例，因为尽管发生了熔毁，但反应堆的安全设备几乎包含了所有辐射，并且没有发生严重的人员伤亡。

核恐怖主义

福岛核灾难凸显了核电站面临自然灾害的脆弱性。另一个必须考虑的因素是恐怖主义威胁。在美国，核监管委员会 (NRC) 负责制定核电站的安全准则。在全球范围内，国际原子能机构 (IAEA) 制定了核电站的安全标准建议。然而，这些准则仅仅是最基本的要求，不够全面，不能盲目地应用于所有电站。核反应堆受到多项措施的保护，包括保安人员、运动传感器和多层嵌套屏障。持续的巡逻用于威慑和发现任何试图非法进入电站的人员。大型车辆阻挡设施和围墙用于物理阻止任何人进入电站场地。如果反应堆内部发生爆炸，安全措施将自动触发反应堆停堆。这些措施旨在防止外部入侵和内部故障。美国和全球各地的电站还定期进行模拟袭击演练，以帮助人员应对陆地和海上袭击。当袭击成功时，电站必须重新评估并改进其应急预案。911 袭击事件后，美国的安保措施得到了极大的加强。为了进一步防止恐怖主义，增加了巡逻人员和建造了更大的障碍物。

这些准备工作大多忽略了日益增长的无人机袭击威胁。为了引起人们对这一问题的关注，绿色和平组织成功地将一架无人机飞入了法国里昂一处核电站的禁飞区。这架无人机最终坠毁在一座乏燃料棒建筑物上，未造成任何损坏。如果这不仅仅是一个宣传噱头，造成的损害可能会非常严重。NRC 必须继续调整其安全措施，以应对核电站面临的不断变化的威胁。安全措施也必须在全球范围内得到扩展。

核辐射蔓延欧洲

2009 年，德国核电站发电量超过 1250 亿千瓦时。仅仅两年后，德国总理安格拉·默克尔承诺到 2022 年逐步淘汰所有对核能的依赖。这将需要关闭该国所有 17 座核电站，并寻找替代能源为国家供电。核政策的这种突然转变是日本核危机事件的直接结果。正如德国记者埃尔默·耶恩所描述的那样，“自从日本事件后，每个明智的人都明白核能已经走到尽头了”。虽然德国一直存在反对核电的呼声，但自福岛核灾难以来，反对的声音越来越强烈。3 月 25 日，超过 20 万人参加了反核示威活动。

随着德国逐步缩减其核计划，瑞士也效仿德国，承诺重新评估并限制该国对核反应堆的使用。英国、法国和波兰没有效仿德国的做法，并计划继续甚至扩大其对核能的使用。在英国，自福岛核灾难以来，公众对核能的支持度有所上升，过去一年支持率上升了 3%。2010 年，38% 的英国人认为核能的好处大于风险，到 2011 年 8 月，这一数字上升至 41%。在整个欧洲，人们对核能是否代表着一种清洁可持续的煤炭和石油替代方案，还是一种致命威胁，意见并不一致。

美国

在美国，围绕核能的争论仍在继续，日本核灾难几乎没有改变争论的焦点。环境保护基金等组织认为，地震表明需要制定合理的规章制度和建筑规范，但只要企业和监管机构采取正确的预防措施，就不应该阻止建造新的核电站。其他人则从维护美国竞争优势的角度出发进行论证。随着印度和中国继续追求替代能源，支持者认为美国不能落后。

自 20 世纪 80 年代以来，美国公众对核能的看法呈上升趋势。核能研究所 2010 年 6 月进行的最新民意调查发现，74% 的美国人支持核能。核能研究所还发现，强烈支持核能的人数是强烈反对核能的人数的三倍左右。然而，在 2011 年日本地震后，公众舆论开始发生逆转。地震后一周进行的民意调查中，CNN 发现只有 54% 的美国人支持将核能作为能源来源。尽管三分之二的美国人反对建造新的核反应堆（这一数字在日本地震后没有变化），但 60% 的美国人反对减少对核能的依赖，如果这样做会导致更高的电价。

南德克萨斯项目

与在自然灾害面前发生故障的福岛第一核电站形成对比的是，位于休斯顿郊外、距离墨西哥湾仅 10 英里的南德克萨斯项目在四级飓风哈维期间满负荷运行。尽管包括“超越核能”在内的反核组织呼吁将反应堆置于“冷停堆”状态，但 200 名在风暴中远离家人坚守岗位的操作人员遵循应急响应计划，并安全地控制了反应堆。他们在飓风期间的反应和行为堪称典范，展示了该项目应对不利条件的能力和准备。

在这种情况下，很明显，相关责任方已经评估了运行电站的风险，并对每个风险进行了广泛的处理。该公司还制定了精心设计的应急行动计划，以在灾难期间管理操作人员，包括轮班组织以全天候监控反应堆，以及在现场提供宿舍，确保操作人员无需在恶劣天气中出行。他们还制定了一系列具体的阈值来确定何时应该关闭电站，其中之一是风速超过 73 英里/小时时。2011 年，电站管理层决定建立一个联合信息中心，“当地、州和联邦机构的代表将在那里共同处理紧急情况”。此外，南德克萨斯项目拥有三个备用电源系统，比美国任何其他电站都多，这使得电站几乎不可能失去控制其放射性能源的能力。该设施还能够承受高达 41 英尺的水位，使其几乎完全免受洪水的影响。这些特点体现了该项目对安全和公众的承诺，以及项目管理者充分认识到他们对人民负有责任，并且必须在灾难发生时保障人民安全并及时提供信息。

在哈维飓风来临之前的几天里，“可持续能源与经济发展联盟 (SEED)、德克萨斯南部负责任能源协会和超越核能……敦促政客、业主和监管机构关闭该工厂，”这些请求被政府和项目迅速忽略。如果发生了什么问题，德克萨斯南部项目很容易被认为是疏忽的；他们对其系统的信心可能会被视为傲慢和对情况的错误评估，从而对当地居民造成不必要的伤害。更具体地说，如果德克萨斯南部项目发生了问题，将建立一个 2500 平方英里的疏散区，只会加剧风暴的灾难。幸运的是，情况并非如此，即使情况变得更糟，运营商也将继续遵循计划，并且工厂将安全关闭。总之，德克萨斯南部项目在其运营中表现出责任感，并对其客户和周边人群负责；他们预料到了所有可能的结果，为每种结果制定了计划，并精确地执行了该计划。

全球反应

福岛灾难发生后，国际政府和民众对核能的未来褒贬不一。在对目前使用核反应堆的 12 个国家进行的一项国际民意调查中，人们对核能的看法不一。这 12 个国家中有 4 个，即德国、墨西哥、西班牙和俄罗斯，支持关闭核反应堆，而 7 个，即中国、巴基斯坦、美国、英国、巴西、法国、日本，则赞成继续支持核能。印度的意见则不分伯仲。中国和印度计划在未来二十年内新增 80 座核反应堆。这些国家放缓了建设速度，以确保其符合安全标准，但总体上并未受到灾难的影响。此外，孟加拉国在其首座核电站的建设方面取得了重大进展，并接受了国际原子能机构 (IAEA) 的国际审查。孟加拉国政府一直在与俄罗斯合作，采购鲁普尔核电站项目的部件。尽管俄罗斯政府有意出售核技术，但 43% 的俄罗斯人现在赞成立即关闭所有核反应堆。自 2005 年以来，这一数字已增长了一倍多。

废物处置

用于为反应堆提供燃料的核燃料棒对人类的危险性可持续数万年。为了使核能具有可行性，必须有长期永久的废物储存解决方案。目前，核废料被放置在用水池中，并使用泵进行冷却。虽然这种解决方案可以防止辐射泄漏，但在断电期间，水可能会沸腾并释放辐射到周围区域。此外，核电站没有无限的空间在这些水池中储存燃料棒，因此创建了一种临时的干式储存解决方案，即钢制容器。这些容器可以放置在核设施的外部，并提供乏燃料的密封约束。这些容器还用作核废料的运输容器。不幸的是，这些容器不会永远存在，也可能在自然灾害中被破坏，因此目前正在建造更永久的储存设施。

一些研究探讨了将核废料处置到太空中的想法。由于地球地壳不断变化，地表处置带来了许多问题。地外处置将消除废物到达目的地后污染地球环境的可能性。如果需要，太阳可以提供无限处置的地点。这种方法的许多问题都来自废物的运输。在 1970 年代和 1980 年代，美国国家航空航天局得出结论，这种方法不可行，原因有两个主要问题。太空处置期间的污染风险仅在运输阶段存在。火箭不是最可靠的运输工具。如果装有核废料的火箭在飞行过程中任何时候发生故障，都会造成巨大的环境影响。废料的包装对于确保火箭故障不会导致大规模污染至关重要。将核废料运送到太空也极其昂贵，成本平均为每磅 2000 至 10000 美元。目前存在约 90,000 吨核废料，仅将这些废料发射到轨道上的成本就将是天文数字。

芬兰的翁卡洛乏燃料储存库目前正在建设中，作为核废料的永久储存设施。选择这个地点是因为芬兰历史上自然灾害极少，最严重的灾害是里氏 4.5 级的地震。虽然拥有良好的天气条件很有帮助，但周边民众的支持对于建造储存设施至关重要。核研究员马蒂·科约指出：“与美国存在广泛反对在内华达州的尤卡山进行乏燃料长期储存的情况不同，芬兰的项目得到了广泛的支持”。在这个设施中，一条中心隧道将向下延伸 520 米，核废料将埋在从中心延伸出来的其他隧道中。在埋葬核废料后，隧道将回填以防止进一步进入。使用这种策略，核废料应该可以得到超过 100,000 年的保护。

由于永久设施中储存的核废料对人类的危险性可持续数万年，因此必须让后代了解核废料的危险性。以下信息计划被翻译成所有联合国语言，放置在永久储存设施处。

此地为讯息……且为讯息系统的一部分……请注意它！
发送此讯息对我们而言至关重要。我们认为自己是一个强大的文化。
此地并非荣誉之地……此处未纪念任何崇高的行为……此处没有珍贵之物。
此处之物对我们而言是危险和令人厌恶的。此讯息是对危险的警告。
危险位于特定位置……它向中心增强……危险中心在此……具有特定的尺寸和形状，且在我们下方。
危险仍在您的时代存在，就像在我们时代一样。
危险在于身体，它可以致死。
危险的形式是能量的辐射。
只有当您在物理上严重扰乱此地时，危险才会释放出来。最好避开此地，并使其无人居住。

由于无法保证任何联合国语言都能延续数千年，因此有人建议建造各种景观来显示危险，而无需使用语言。其中一项设计被称为禁令块，“一项建议涉及房屋大小、用黑色染色的石头和混凝土块。这些块以故意不规则的方形网格排列，中间有狭窄的“街道”。街道炎热而险恶，无路可通，而且过于狭窄，无法居住、耕作，甚至无法在此会面。这是一项巨大的努力，旨在拒绝使用该空间，故意使其混乱、禁令和不适”。

可推广的教训

核能的成功与否取决于多种因素，包括政治气候、公众舆论、自然资源和能源需求。每个国家都会根据自身情况对核能做出自己的决定，并对核灾难做出反应。在福岛反应堆熔毁后，许多国家开始重新评估其核政策。尽管大多数人会将任何灾难视为威慑因素，但大多数国家的核计划保持不变，一些国家还在继续发展。

必须考虑的另一个因素是与福岛灾难相关的死亡人数很少。由于据报道只有两人死于核熔毁，因此与切尔诺贝利等更大规模的灾难相比，人们对核能的安全性的认识可能不会降低太多。

与福岛相比，德克萨斯南部项目体现了核电站在灾难发生时应如何运作。为了使核能保持可行的能源来源，设施管理人员需要与公众保持持续联系，并制定全面的应急行动计划。这两者中的第一个对于可能对公众福祉产生负面影响的项目至关重要——执行组织应让公众了解其运营情况，以确保他们正在安全地开展工作。德克萨斯南部项目展示了核电站的标准，而福岛第一核电站则是应避免的事例；为所有可能性做好准备，无论是在行为上还是在结构设计上，都是成功的核电站的基本素质。

然而，德国的反应表明，单一事件可能成为核政策的转折点。随着公众对核能的支持减弱，默克尔总理利用福岛灾难推动了其到 2022 年关闭德国所有反应堆的计划。

尽管过去五年反对意见增加了一倍，但俄罗斯政府仍在继续支持核能。这种支持源于政府的目标，即减少国家对天然气的依赖，尽管俄罗斯是世界上最大的天然气出口国。俄罗斯还拥有世界第二大煤炭储量，并且是非欧佩克国家中最大的石油生产国。在福岛灾难之后，俄罗斯继续计划建造28座新的反应堆，并将对所有现有反应堆进行测试，以确定其抵御重大地震的能力。俄罗斯的反应是一个例子，说明政府即使拥有丰富的能源资源，也会违背人民的意愿行事。

中国和印度继续快速扩大其核计划，因为它们面临着能源消耗量大幅增长的预期。这两个国家都认为，核能是未来几年内廉价地为其国家提供动力的唯一途径，尽管在福岛灾难之后，它们重新评估了安全要求。

任何事件，无论大小，都可能对政策产生影响，但影响的决定因素并非仅仅是事件本身。每个国家的反应都可以看作是该国在维护自身利益。正如所示，重大事件可能导致一个国家的政策发生迅速变化，也可能仅仅导致对政策和程序进行轻微的重新评估。这种影响类似于对涂鸦现象的反应。一些地方试图简单地禁止销售喷漆，而另一些地方则将涂鸦视为一种艺术形式，并为艺术家开放墙壁进行创作。这两种措施都试图解决破坏行为的问题，就像福岛灾难之后制定的任何政策都试图解决安全地为国家提供能源的问题一样。