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Economist Mar 10th 2012

對外海的衝浪客來說,幾乎看不到那堵藏在沙丘跟松樹後面的擋水牆。從陸地上來看,這堵牆比濱岡核電廠的周邊道路高上10-12公尺。這堵牆將會長達1.6公里、厚達2公尺;而這堵牆的深度將大於高度。而這道擋水牆的重量將高達100萬噸。日本中部電力公司認為這將可以抵擋,比侵襲福島核電廠更強力的海嘯一擊。福島位於東京的東北方,濱岡在東京的西南方,福島跟東京的距離比濱岡跟東京的距離遠一些。中部電力公司預期這堵牆將可以在2012年底完成。在那之前,濱岡核電廠的三座反應爐— 兩座跟福島是類似的機型 — 將會繼續停機。

14公尺高的海嘯,非常簡單地就突破了福島並不足夠的防禦。海嘯淹沒了核電廠的備用柴油發電機、損壞了原本應該將反應爐的熱排向海洋的幫浦。福島電廠的反應爐在海嘯侵襲前已經急停40分鐘。但即便停機瞬間,便可降低連鎖反應所產出熱能的97%,剩下的3%還是需要一些時間才能降到幾近於零的程度,而即使只有3%的熱能,也是個可觀的數字。在電網跟柴油發電機都無法供電,將熱排出的情況下,只剩下反應爐自行產生的水蒸氣還有辦法供電給備用系統。

部分是因為人禍,最後失敗了。而反應爐的爐心過熱熔毀。燃料棒的包殼跟水蒸氣反應,形成氫氣。 反應爐周遭的外圍層阻體,原本應該要讓帶有爆炸可能的氫氣消散,這系統也失敗了,所以氣體開始累積在包載反應爐的建築物裡面。一個接一個,三棟建築物都爆炸了,釋放出放射性物質、汙染了一個區域,甚至某些方向的撤離範圍,比規定撤離區的20公里內還遠。

福島的幾座反應爐是舊型設計。而反應爐當時面臨的風險,並沒有好好被分析過。營運的電力公司紀律渙散,且不知道發生了甚麼事。操作人員犯了錯誤、負責安全檢查的代表逃走、有些設備故障、高層隱匿風險,並且壓下放射性煙羽流動的情報,所以有些人原本在輻射較輕微的地方,卻疏散到輻射更強的地方。

結果很快地就變地更糟糕。福島電廠有許多用完了燃料棒,放在兼有冷卻跟吸收輻射功能的貯存池裡面。4號機建體的爆炸之時,反應爐內雖然沒有燃料棒,但貯存池是滿的,這讓有些人相信貯存池的水有外洩,放置在裡面的燃料棒也有熔解的情況,雖說事實上爆炸看起來是3號機的氫氣所引起的。日本原子力委員會就最壞的情況作分析(當時並沒有公布報告),如果燃料棒繼續乾燒下去,最遠至東京的部分地區都必須撤離,且首都圈的居民全都必須躲在室內。而是界上有幾座大城市 — 倫敦、紐約、香港、洛杉磯 — 跟老舊核電廠的距離,比福島跟東京的距離更近。

Just in case
萬一

對核安管控的原則是「深層防禦」。首先要避免失敗,接著去改正那些沒預料的失敗,接著去控制失敗所造成的結果,接著去採取一般手段以外的緊急對策。濱岡電廠雄偉的擋水牆提供了一個好例子。電廠應該要有能力讓自己不被海洋吞沒。但如果這座牆倒了,防水建築內新設置的幫浦還是要能將熱排到海裡。三座反應爐都已經加強設計,不然海水有機會接近火車頭大小、位於一樓的柴油發電機。另外有幾台發電機設置在屋頂上,高度比任何可想像的海嘯都高;而在反應爐建體的後面,有台燃氣渦輪發動機作為備案,更不用提有一整個卡車隊運載著小型幫浦,隨時可到需要的地方。

這並不是濱岡電廠的首次改善。濱岡電廠位於南海海槽的頂端,兩板塊的擠壓處。這樣的擠壓會造成強大的地震,比如說311大地震,或是2004年引起南亞大海嘯的地震。在過去的十年內,中部電力公司已經加強濱岡電廠對強震的抵抗能力,補強了許多電廠部件,也關了兩座運轉最久的反應爐。至少在表面上來看,地球上應該沒有比濱岡電廠更耐震的。

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不過整體來講,濱岡電廠還需要對安全設計更加要求。濱岡核電廠兩座分別在1987年跟1993年服役的反應爐,是所謂的「第二代反應爐」的設計。這種機形的設計可追溯到1960年晚期,核能產業制訂了某些標準後,但比車諾比事件早。1999年動工的的第三座反應爐,是東芝進步型沸水式反應爐的設計之一,也是後車諾比時代的「第三代反應爐」。由過去電廠的經驗來看,模型推算第一代反應爐發生顯著輻射外洩的風險是千分之一到萬分之一(每年每個反應爐)。第二代反應爐則是萬分之一到百萬分之一,而第三代應該是百萬分之一到億分之一。這樣的計算方式,並無法反映現實世界的絕對風險。;在一年14,000座反應爐運轉中,總共有五次主要的核外洩事件(三浬島、車諾比、跟福島的三座反應爐)。但要求安全的趨勢看來是真的。

有兩種被認為是最先進的第三代反應爐設計,西屋(現在被東芝買走)的AP1000,中國及美國正在建造此機型反應爐,另一種法商Areva(一間經過併購德法核電廠製造商的公司)的EPR,這個機型目前分別在中國、芬蘭、法國建造中。EPR是有史以來最大的核電廠設計,也有一應俱全的安全系統,這意味著有更多管路、配線、水泥以及更高的資本支出。而AP1000的目標則是一種簡潔的設計,更少閥門、幫浦跟管線,更仰賴「被動式」安全系統,利用基本的物理學來提供緊急冷卻及其他安全功能。一位不願具名的法國專家認為,AP1000是比EPR更富創意的工業產品。而對現實世界多數核能計畫都採批評角度(但不是對核能科技本身)的美國憂思科學家聯盟(Union of Concerned Scientists,也有人翻成科學工作者關懷聯盟)比較傾向EPR的概念,因為有較多的備案。

第三代反應爐的支持者,這些人大概也都支持所有核能建設 — 因為某些理由 — 認為第三代反應爐表現地比福島好得多。的確,有些人認為福島所碰到的情況 — 不尋常的超大浪、老舊的反應爐設備,安全設備又不足、糟糕的營運商、紀律不佳 — 不能就這樣比其他地方。那些在比較不會有大浪或地震侵襲的反應爐、有較好的緊急冷卻跟較健全電力供給設備的電廠,很可能認為從福島事件中學不到什麼事。

而法國的核能安全署的核電監督專家Philippe Jamet 的視野則是較寬廣;福島事件告訴我們,什麼是缺乏想像,不只是日本的監督專家,也包括像他自己。「如果你在一年前問我,有沒有可能一個意外導致多重機組同時失去動力跟冷卻能力」他說,「我應該會說這不太可信。」法國核能安全署導入新的要求,要求核電廠要根據福島事件來做針對地震跟淹水的安全防護。一份美國核能管理委員會(Nuclear Regulatory Commission, NRC)的報告也顯示有類似的擔憂。隨著新規定的導入,核能管理委員會要求在原本的監管規定內,要增加各種新規範,來應付那些意想不到的事情。

Never be satisfied
永遠不滿足

對事情持續存有疑問 —從維修程序的細節,到對事情會演變成多糟的敏感度 —,是成功安全文化的核心。Jamet舉了一個例子,他說有現場工人發現柴油引擎被關掉了。要做的不只是把開關打開,還要問說為何開關會被關掉,以及會造成甚麼結果。當你找到根源時,不只要改變作業程序,還要確保其他類似的廠方得知有這樣的問題,並且知道如何解決。

在三哩島事件之後,美國的核能工業界為了加強上述的工夫,成立了核能運轉協會(Institute of Nuclear Power Operations,INPO),總部在亞特蘭大。核能運轉協會定期會去檢查核電廠,會協請自己的員工、也會請其他運轉商的工程師一同進行,也會將其他核電廠所發生過的錯誤告知,所以核能產業界的所有電廠都能從其中受益。核能運轉協會也帶進新觀點及高標準,且其報告是非常嚴厲的。前議員Phil Sharp目前是智庫「未來資源研究所(Resources for the Future)」的主席,同時也是電力公司杜克能源(Duke Eenergy)的董事說,在跟核能運轉協會的會議中,電力公司的老闆們,會被要求在員工面前解釋,為何電廠發生錯誤,而這是他在其他私部門產業無法想像的。

但即使在核能管理委員會、核能運轉協會的注意下,美國的電廠仍然會出錯。在90年代後期,一座位於俄亥俄州的Davis-Besse核電廠,停機時間比其他美國電廠都短。許多早期問題的跡象 —空氣濾網太常堵塞、持續產生硼酸鹽、出現鏽色 — 都沒有被好好地調查。當2002年打開反應爐作檢修時,發現硼酸早就將反應爐頂蓋蝕掉一個頭殼大小的洞,只剩下一層薄薄的不銹鋼撐住。而該核電廠的營運商FirstEnergy之後的報告說,「因為管理階層專注於生產,加上僅採取最小限度的行動去符合規範,才導致接受這種次級情況的存在。」災難僥倖地躲過了。

George Felgate是李高佛核能潛艇的老將,在加入世界核電協會(World Association of Nuclear Operators)前,有近30年都在核能運轉協會。他指出核能安全有個看似矛盾的地方:如果安全條款都落實了,你給自己喘息的機會,認為不會有意外發生,你就是將自己暴露在災難性錯誤的風險下。這番強調時時刻刻都得提高警覺的話,意味著核安從來就不是從科技得來的,而是操作的成果。

在許多地方,尤其是日本,核能產業覺得他們有需要告訴大眾,核電在某些方面是絕對安全的。而這個信仰明顯無法再持續下去。唯一可行的替代方案是說「相信我們可以讓核電到達最大限度的安全」,而不是僅說「核電很安全」,且接受在某些情況下、有某些團體,不是一直都能給予信任。

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日本政府正在努力恢復,目前民眾所不願給予的、對核電的信任。日本政府現在將核能規範的所管單位,從經濟產業省(而省內官員致力於建造核電廠),移到環境省。但對福島事件的回應,至目前為止,仍是不足的。仍然留有許多問號。其中一個最令人擔心的問題是,地震究竟對反應爐造成多大傷害。日本政府宣稱反應爐有撐過地震,但一些專家,比如說退休的核能工程師後藤政志,認為證據顯示有明顯的傷害,加速隨後的爐心熔毀。分析顯示,即使不是在海嘯侵襲前,在那之後沒多久,就有放射性物質散播出去了。而地震比巨大海嘯來地更頻繁,這是日本「原子力村」應該要學習的。

如果日本的核能界 — 包含業界跟監管者 — 希望重拾信任,他們必須看起來吸取了任何可能的教訓。他們必須承認他們之前不值得那麼多的信任,且解釋清楚說他們未來將會怎麼做。即使在那之後,信任也不會那麼理所當然。

這也是為什麼濱岡電廠即使在預防海嘯、地震上做了那麼多的保護,仍還是可能無法重開。這座電廠太接近東京了,也太接近未來可能的大地震震源,人們很難相信它真的安全。奇特的是,濱岡電廠也可能是世界上唯一一座會受益於地震的電廠。只要有大地震來,且濱岡電廠平安度過毫髮無傷,那有可能獲得一些信任。

在此同時,濱岡電廠的工程師正想辦法找出某個問題的原因。當去年夏天停機時,最新的那座反應爐裡面,有一條熱交換管線以奇特的方式破裂,損壞了其他的管線,導致有幾噸的海水灌進反應爐本體。可能會造成的傷害還在評估中,而這是過去沒有人預期到的。

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