Lentis/核洩漏：2011年日本地震後，核能是否具有社會可持續性？

引言

2011年3月11日，日本海岸附近發生里氏8.9級地震。隨後而來的海嘯波峰高達130多英尺，加劇了地震造成的破壞。15839名居民喪生，數千人受傷或無家可歸。地震還導致福島核反應堆的不穩定和潛在的熔燬。 福島第一核電站是由東京電力公司（TEPCO）擁有和維護的六座反應堆的綜合體。它位於日本東京以北僅150英里處，這使得核反應堆潛在的熔燬更加危險。地震引起的一波15米高的海嘯襲擊了福島核電站，淹沒了所有六座反應堆，並引發了一系列操作故障。儘管有海嘯可能發生的預警，但TEPCO還是決定不加固現場的海堤。海嘯過後，TEPCO的工作人員努力修復核反應堆，因為淹沒工廠的水中含有高濃度的放射性廢物。由於無法修復反應堆，燃料棒暴露導致核熔燬，並將核粒子釋放到空氣中。 國際核事件分級表（INES）將福島核災難評為7級。7級是最高等級，因為它表明廣泛的汙染很可能對人類健康和環境產生長期影響。截至2019年，超過40,000名居民無法返回家園。

技術成功

當世界上第一個核反應堆——芝加哥1號堆於1942年在芝加哥大學投入使用時，證明了透過自我維持的核裂變反應發電的能力。自1942年以來，這項技術不斷改進。1956年，英國的卡爾德霍爾核電站作為第一座商業核電站投入執行。核反應堆的數量持續快速增長，直到1979年發生第一次核反應堆事故。在賓夕法尼亞州，三哩島核反應堆的一個機組發生了堆芯熔燬。雖然熔燬並沒有向大氣中釋放大量放射性物質，但這起事件確實引發了公眾對更危險的核事故的擔憂。1986年，烏克蘭發生了一起更嚴重的核災難。 切爾諾貝利核電站完全喪失了安全殼，導致大約一百萬人因釋放到空氣中的核粒子而過早死亡。切爾諾貝利災難被認為是歷史上最嚴重的核電事故，在INES中被評為7級。圖1說明了切爾諾貝利事故後，許多國家停止了新建核電站的建設，儘管它們繼續依靠已經建成的核電站。

圖1：核能使用歷史（上）和核電站數量（下）。

除了安全因素外，成本也是政府決定建造和使用核電站的關鍵因素。如圖2所示，2004年至2008年的一系列研究表明，核能比煤炭或天然氣更昂貴。

圖2：核能、煤炭和天然氣發電成本比較。

然而，這些研究沒有考慮能源依賴、汙染或每種能源造成的健康影響的額外成本。雖然核能不像煤炭或石油那樣便宜，但它比許多其他替代和可持續能源選擇更實惠。核能的成本約為每千瓦時0.04美元，這比風能（0.08美元）、天然氣（0.11美元）或太陽能（0.22美元）更實惠。

核能技術的進步正在幫助降低能源生產成本，並減少安全隱患。在福島核洩漏之前，全球有436座核電站執行，負責供應全球約15%的電力。其中許多工廠建於20多年前，採用了過時的安全殼技術。新核電站的設計，即第三代和假設的第四代設計，有可能解決許多由於老舊工廠和設計缺陷而導致的安全隱患。然而，核能從來都不是僅由其技術能力來定義的。日本的地震讓人們注意到了核熔燬的潛在危害，並導致許多國家重新評估其對核能的立場。

環境觀點

核能在環保組織中一直存在爭議。雖然核能效率高且不會產生溫室氣體，但它並非真正意義上的可再生能源，並且仍然存在潛在的安全隱患。

綠色和平組織反對進一步開發核能，因為其對環境構成潛在風險。他們將缺乏處理核廢料的程式列為主要問題，並認為用於開發核能的資金對環境的影響不如投資真正意義上的可再生能源。根據麻省理工學院的說法，為了對全球變暖產生重大影響，必須建造1000座新的核反應堆，而考慮到核能行業目前4%的增長率，這不太可能發生。核資訊與資源服務組織（NIRS）斷言，每一美元花在核能上的錢都是沒有花在可再生能源上的錢

支援核能的環境主義者（EFN）將核能描述為“唯一能夠確保我們工業文明持續發展並保護環境的清潔、安全能源”。與風能和太陽能相比，核能每千瓦時的建築材料用量更少，這使得它更環保。隨著車輛越來越依賴電力，核能是唯一能夠在不排放溫室氣體的情況下提供額外電力的可用能源。由於核能是唯一大規模可用的能源，因此EFN支援快速部署核反應堆，以擺脫對化石燃料的依賴。EFN還將三哩島事件視為核能安全的成功案例，因為儘管發生了熔燬，但反應堆的安全裝置幾乎包含了所有輻射，並且沒有發生嚴重的人員傷亡。

核恐怖主義

福島核災難凸顯了核電站面臨自然災害的脆弱性。另一個必須考慮的因素是恐怖主義威脅。在美國，核監管委員會 (NRC) 負責制定核電站的安全準則。在全球範圍內，國際原子能機構 (IAEA) 制定了核電站的安全標準建議。然而，這些準則僅僅是最基本的要求，不夠全面，不能盲目地應用於所有電站。核反應堆受到多項措施的保護，包括保安人員、運動感測器和多層巢狀屏障。持續的巡邏用於威懾和發現任何試圖非法進入電站的人員。大型車輛阻擋設施和圍牆用於物理阻止任何人進入電站場地。如果反應堆內部發生爆炸，安全措施將自動觸發反應堆停堆。這些措施旨在防止外部入侵和內部故障。美國和全球各地的電站還定期進行模擬襲擊演練，以幫助人員應對陸地和海上襲擊。當襲擊成功時，電站必須重新評估並改進其應急預案。911 襲擊事件後，美國的安保措施得到了極大的加強。為了進一步防止恐怖主義，增加了巡邏人員和建造了更大的障礙物。

這些準備工作大多忽略了日益增長的無人機襲擊威脅。為了引起人們對這一問題的關注，綠色和平組織成功地將一架無人機飛入了法國里昂一處核電站的禁飛區。這架無人機最終墜毀在一座乏燃料棒建築物上，未造成任何損壞。如果這不僅僅是一個宣傳噱頭，造成的損害可能會非常嚴重。NRC 必須繼續調整其安全措施，以應對核電站面臨的不斷變化的威脅。安全措施也必須在全球範圍內得到擴充套件。

核輻射蔓延歐洲

2009 年，德國核電站發電量超過 1250 億千瓦時。僅僅兩年後，德國總理安格拉·默克爾承諾到 2022 年逐步淘汰所有對核能的依賴。這將需要關閉該國所有 17 座核電站，並尋找替代能源為國家供電。核政策的這種突然轉變是日本核危機事件的直接結果。正如德國記者埃爾默·耶恩所描述的那樣，“自從日本事件後，每個明智的人都明白核能已經走到盡頭了”。雖然德國一直存在反對核電的呼聲，但自福島核災難以來，反對的聲音越來越強烈。3 月 25 日，超過 20 萬人參加了反核示威活動。

隨著德國逐步縮減其核計劃，瑞士也效仿德國，承諾重新評估並限制該國對核反應堆的使用。英國、法國和波蘭沒有效仿德國的做法，並計劃繼續甚至擴大其對核能的使用。在英國，自福島核災難以來，公眾對核能的支援度有所上升，過去一年支援率上升了 3%。2010 年，38% 的英國人認為核能的好處大於風險，到 2011 年 8 月，這一數字上升至 41%。在整個歐洲，人們對核能是否代表著一種清潔可持續的煤炭和石油替代方案，還是一種致命威脅，意見並不一致。

美國

在美國，圍繞核能的爭論仍在繼續，日本核災難幾乎沒有改變爭論的焦點。環境保護基金等組織認為，地震表明需要制定合理的規章制度和建築規範，但只要企業和監管機構採取正確的預防措施，就不應該阻止建造新的核電站。其他人則從維護美國競爭優勢的角度出發進行論證。隨著印度和中國繼續追求替代能源，支持者認為美國不能落後。

自 20 世紀 80 年代以來，美國公眾對核能的看法呈上升趨勢。核能研究所 2010 年 6 月進行的最新民意調查發現，74% 的美國人支援核能。核能研究所還發現，強烈支援核能的人數是強烈反對核能的人數的三倍左右。然而，在 2011 年日本地震後，公眾輿論開始發生逆轉。地震後一週進行的民意調查中，CNN 發現只有 54% 的美國人支援將核能作為能源來源。儘管三分之二的美國人反對建造新的核反應堆（這一數字在日本地震後沒有變化），但 60% 的美國人反對減少對核能的依賴，如果這樣做會導致更高的電價。

南德克薩斯專案

與在自然災害面前發生故障的福島第一核電站形成對比的是，位於休斯頓郊外、距離墨西哥灣僅 10 英里的南德克薩斯專案在四級颶風哈維期間滿負荷執行。儘管包括“超越核能”在內的反核組織呼籲將反應堆置於“冷停堆”狀態，但 200 名在風暴中遠離家人堅守崗位的操作人員遵循應急響應計劃，並安全地控制了反應堆。他們在颶風期間的反應和行為堪稱典範，展示了該專案應對不利條件的能力和準備。

在這種情況下，很明顯，相關責任方已經評估了執行電站的風險，並對每個風險進行了廣泛的處理。該公司還制定了精心設計的應急行動計劃，以在災難期間管理操作人員，包括輪班組織以全天候監控反應堆，以及在現場提供宿舍，確保操作人員無需在惡劣天氣中出行。他們還制定了一系列具體的閾值來確定何時應該關閉電站，其中之一是風速超過 73 英里/小時時。2011 年，電站管理層決定建立一個聯合資訊中心，“當地、州和聯邦機構的代表將在那裡共同處理緊急情況”。此外，南德克薩斯專案擁有三個備用電源系統，比美國任何其他電站都多，這使得電站幾乎不可能失去控制其放射效能源的能力。該設施還能夠承受高達 41 英尺的水位，使其幾乎完全免受洪水的影響。這些特點體現了該專案對安全和公眾的承諾，以及專案管理者充分認識到他們對人民負有責任，並且必須在災難發生時保障人民安全並及時提供資訊。

在哈維颶風來臨之前的幾天裡，“可持續能源與經濟發展聯盟 (SEED)、德克薩斯南部負責任能源協會和超越核能……敦促政客、業主和監管機構關閉該工廠，”這些請求被政府和專案迅速忽略。如果發生了什麼問題，德克薩斯南部專案很容易被認為是疏忽的；他們對其系統的信心可能會被視為傲慢和對情況的錯誤評估，從而對當地居民造成不必要的傷害。更具體地說，如果德克薩斯南部專案發生了問題，將建立一個 2500 平方英里的疏散區，只會加劇風暴的災難。幸運的是，情況並非如此，即使情況變得更糟，運營商也將繼續遵循計劃，並且工廠將安全關閉。總之，德克薩斯南部專案在其運營中表現出責任感，並對其客戶和周邊人群負責；他們預料到了所有可能的結果，為每種結果制定了計劃，並精確地執行了該計劃。

全球反應

福島災難發生後，國際政府和民眾對核能的未來褒貶不一。在對目前使用核反應堆的 12 個國家進行的一項國際民意調查中，人們對核能的看法不一。這 12 個國家中有 4 個，即德國、墨西哥、西班牙和俄羅斯，支援關閉核反應堆，而 7 個，即中國、巴基斯坦、美國、英國、巴西、法國、日本，則贊成繼續支援核能。印度的意見則不分伯仲。中國和印度計劃在未來二十年內新增 80 座核反應堆。這些國家放緩了建設速度，以確保其符合安全標準，但總體上並未受到災難的影響。此外，孟加拉國在其首座核電站的建設方面取得了重大進展，並接受了國際原子能機構 (IAEA) 的國際審查。孟加拉國政府一直在與俄羅斯合作，採購魯普爾核電站專案的部件。儘管俄羅斯政府有意出售核技術，但 43% 的俄羅斯人現在贊成立即關閉所有核反應堆。自 2005 年以來，這一數字已增長了一倍多。

廢物處置

用於為反應堆提供燃料的核燃料棒對人類的危險性可持續數萬年。為了使核能具有可行性，必須有長期永久的廢物儲存解決方案。目前，核廢料被放置在用水池中，並使用泵進行冷卻。雖然這種解決方案可以防止輻射洩漏，但在斷電期間，水可能會沸騰並釋放輻射到周圍區域。此外，核電站沒有無限的空間在這些水池中儲存燃料棒，因此建立了一種臨時的乾式儲存解決方案，即鋼製容器。這些容器可以放置在核設施的外部，並提供乏燃料的密封約束。這些容器還用作核廢料的運輸容器。不幸的是，這些容器不會永遠存在，也可能在自然災害中被破壞，因此目前正在建造更永久的儲存設施。

一些研究探討了將核廢料處置到太空中的想法。由於地球地殼不斷變化，地表處置帶來了許多問題。地外處置將消除廢物到達目的地後汙染地球環境的可能性。如果需要，太陽可以提供無限處置的地點。這種方法的許多問題都來自廢物的運輸。在 1970 年代和 1980 年代，美國國家航空航天局得出結論，這種方法不可行，原因有兩個主要問題。太空處置期間的汙染風險僅在運輸階段存在。火箭不是最可靠的運輸工具。如果裝有核廢料的火箭在飛行過程中任何時候發生故障，都會造成巨大的環境影響。廢料的包裝對於確保火箭故障不會導致大規模汙染至關重要。將核廢料運送到太空也極其昂貴，成本平均為每磅 2000 至 10000 美元。目前存在約 90,000 噸核廢料，僅將這些廢料發射到軌道上的成本就將是天文數字。

芬蘭的翁卡洛乏燃料儲存庫目前正在建設中，作為核廢料的永久儲存設施。選擇這個地點是因為芬蘭歷史上自然災害極少，最嚴重的災害是里氏 4.5 級的地震。雖然擁有良好的天氣條件很有幫助，但周邊民眾的支援對於建造儲存設施至關重要。核研究員馬蒂·科約指出：“與美國存在廣泛反對在內華達州的尤卡山進行乏燃料長期儲存的情況不同，芬蘭的專案得到了廣泛的支援”。在這個設施中，一條中心隧道將向下延伸 520 米，核廢料將埋在從中心延伸出來的其他隧道中。在埋葬核廢料後，隧道將回填以防止進一步進入。使用這種策略，核廢料應該可以得到超過 100,000 年的保護。

由於永久設施中儲存的核廢料對人類的危險性可持續數萬年，因此必須讓後代瞭解核廢料的危險性。以下資訊計劃被翻譯成所有聯合國語言，放置在永久儲存設施處。

此地為訊息……且為訊息系統的一部分……請注意它！
傳送此訊息對我們而言至關重要。我們認為自己是一個強大的文化。
此地並非榮譽之地……此處未紀念任何崇高的行為……此處沒有珍貴之物。
此處之物對我們而言是危險和令人厭惡的。此訊息是對危險的警告。
危險位於特定位置……它向中心增強……危險中心在此……具有特定的尺寸和形狀，且在我們下方。
危險仍在您的時代存在，就像在我們時代一樣。
危險在於身體，它可以致死。
危險的形式是能量的輻射。
只有當您在物理上嚴重擾亂此地時，危險才會釋放出來。最好避開此地，並使其無人居住。

由於無法保證任何聯合國語言都能延續數千年，因此有人建議建造各種景觀來顯示危險，而無需使用語言。其中一項設計被稱為禁令塊，“一項建議涉及房屋大小、用黑色染色的石頭和混凝土塊。這些塊以故意不規則的方形網格排列，中間有狹窄的“街道”。街道炎熱而險惡，無路可通，而且過於狹窄，無法居住、耕作，甚至無法在此會面。這是一項巨大的努力，旨在拒絕使用該空間，故意使其混亂、禁令和不適”。

可推廣的教訓

核能的成功與否取決於多種因素，包括政治氣候、公眾輿論、自然資源和能源需求。每個國家都會根據自身情況對核能做出自己的決定，並對核災難做出反應。在福島反應堆熔燬後，許多國家開始重新評估其核政策。儘管大多數人會將任何災難視為威懾因素，但大多數國家的核計劃保持不變，一些國家還在繼續發展。

必須考慮的另一個因素是與福島災難相關的死亡人數很少。由於據報道只有兩人死於核熔燬，因此與切爾諾貝利等更大規模的災難相比，人們對核能的安全性的認識可能不會降低太多。

與福島相比，德克薩斯南部專案體現了核電站在災難發生時應如何運作。為了使核能保持可行的能源來源，設施管理人員需要與公眾保持持續聯絡，並制定全面的應急行動計劃。這兩者中的第一個對於可能對公眾福祉產生負面影響的專案至關重要——執行組織應讓公眾瞭解其運營情況，以確保他們正在安全地開展工作。德克薩斯南部專案展示了核電站的標準，而福島第一核電站則是應避免的事例；為所有可能性做好準備，無論是在行為上還是在結構設計上，都是成功的核電站的基本素質。

然而，德國的反應表明，單一事件可能成為核政策的轉折點。隨著公眾對核能的支援減弱，默克爾總理利用福島災難推動了其到 2022 年關閉德國所有反應堆的計劃。

儘管過去五年反對意見增加了一倍，但俄羅斯政府仍在繼續支援核能。這種支援源於政府的目標，即減少國家對天然氣的依賴，儘管俄羅斯是世界上最大的天然氣出口國。俄羅斯還擁有世界第二大煤炭儲量，並且是非歐佩克國家中最大的石油生產國。在福島災難之後，俄羅斯繼續計劃建造28座新的反應堆，並將對所有現有反應堆進行測試，以確定其抵禦重大地震的能力。俄羅斯的反應是一個例子，說明政府即使擁有豐富的能源資源，也會違揹人民的意願行事。

中國和印度繼續快速擴大其核計劃，因為它們面臨著能源消耗量大幅增長的預期。這兩個國家都認為，核能是未來幾年內廉價地為其國家提供動力的唯一途徑，儘管在福島災難之後，它們重新評估了安全要求。

任何事件，無論大小，都可能對政策產生影響，但影響的決定因素並非僅僅是事件本身。每個國家的反應都可以看作是該國在維護自身利益。正如所示，重大事件可能導致一個國家的政策發生迅速變化，也可能僅僅導致對政策和程式進行輕微的重新評估。這種影響類似於對塗鴉現象的反應。一些地方試圖簡單地禁止銷售噴漆，而另一些地方則將塗鴉視為一種藝術形式，併為藝術家開放牆壁進行創作。這兩種措施都試圖解決破壞行為的問題，就像福島災難之後制定的任何政策都試圖解決安全地為國家提供能源的問題一樣。