核事故的主要类型有哪些？

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所谓重大事故，就是指冷却剂丧失事故(loss of coolant accident,LOCA)，或临界事故。冷却剂丧失事故，意指反应堆堆芯损失了冷却剂或经历了冷却剂的重大中断。如果未能相对迅速地恢复足够的冷却剂，堆芯可能会过热，然后部分熔化或全部熔化。回忆一下，裂变反应会产生高度放射性的裂变产物。这些材料在放射性衰变过程中释放巨大的热量，这种衰变热可以保持在非常高的水平并持续几个小时到数天——这取决于反应堆的运行历史。冷却剂丧失引起的过热会导致燃料熔化或破碎，释放出高放射性物质。如果其他的保护层不起作用，裂变产物可能会进入环境中去。如在后面将讨论的三哩岛核事故，就是一起冷却剂丧失事故。

临界事故是指链式反应失去了控制，这只能发生在堆芯内的燃料部分。几乎所有的现代设计都能防止此类事故发生，由于反馈机制，当链式反应开始变得不稳定时，反应性就降低。主要的例外是切尔诺贝利型反应堆，其商标的首字母缩写词是RBMK，在俄文中的意思是“大功率管道反应堆”(high-power channel reactor)。这些反应堆在设计上存在缺陷，这些缺陷可能会在核电厂的某种不寻常条件下，导致反应性以一种不可控的方式增加。虽然许多国家的安全援助已经处理了其中一些缺陷，但西方的安全专家认为RBMK反应堆仍然具有令人担忧的安全隐患。西方国家要求俄罗斯关闭其剩余的11座RBMK反应堆。立陶宛关闭了2座这种模式的反应堆，以作为加入欧盟的条件，尽管立陶宛的安全专家指出其反应堆从来没有，而且最近也不可能发生重大的安全问题，并因此声称其反应堆是RBMK设计系列中最为安全的。

核安全是如何衡量的？

核电厂设计者和安全专家已经使用概率风险评价(probabilistic risk assessment，PRA)来分析发生事故的可能性。概率风险评价包括考虑可能导致事故的事件的所有不同序列，然后计算每个序列出现的可能性。例如，一次冷却剂丧失事故可能是由各种管道破裂或设备故障导致的，包括将水输送到堆芯的主冷却剂管道裂开，反应堆压力容器顶盖锈蚀导致破裂，稳压器安全阀不能闭合并排出冷却液，蒸汽发生器的给水泵碎裂导致发电机排水。对所有这些以及其他形式的冷却剂丧失事故，概率风险评价能够画出一个故障树，故障树将显示出包含在每一事故场景中的各个步骤。分析家们对路径中的每一步给定一个发生的概率。每一事故场景的累积概率是由各步骤的单独概率相乘得到的乘积决定的，并假定每一步骤是独立的，与其他各步骤无关。如果每一步骤的概率不是独立的，那么在数学上就更为复杂。不管如何，计算还是可以进行的。这些概率之间的相互依赖性，来自设备的某些部分——例如，一个主要的泵或阀门——对事故路径的多重影响。

必须强调一下，概率风险评价不容易操作，也不是没有争议的。一个主要的复杂因素是事故数据库中的数据过于稀少，以致不能给予概率一个现实的数值。当然，这是事情幸运的一面，因为人们不希望发生太多事故。与交通事故丰富的数据库不同，核事故数据库强烈依赖于计算机的模拟和有根据的估计。不过，故障树分析在其中发挥了非常大的作用，至少为各种场景的可能性确定了一个相对值。这样一来，核电厂的工作人员可以知道核电厂安全最薄弱的地方在哪里，并采取正确的加强措施。这种风险评价也允许在不同的核电厂设计之间进行比较，从而确定或至少指出各种不同设计的安全程度。未来核电厂的设计趋向于把更多被动的和固有的安全特性结合起来，这些安全特性并不依靠运行者的行动来拯救核电厂。

当今核电厂的安全性如何？

核电厂在安全评价方面的不同与一座核电厂的设计、设备维护、运行人员培训，以及核电厂管理人员和员工对安全文化的投入有关。引起最大安全关注的反应堆是仍在俄罗斯运行的11座切尔诺贝利型反应堆。欧盟已经增加了对此类反应堆和其他苏联时代设计的反应堆的安全性的关注。欧盟已经要求关闭其中一些反应堆，作为保加利亚、立陶宛、斯洛伐克等国加入或留在欧盟的条件。一般而言，从硬件角度来看，那些带有多层安全保护系统的反应堆是最为安全的。

为了将当前核电厂的安全记录定量化，把发生在商业核电厂的重大事故数量与它们已经运行的小时数进行比较是有意义的。世界上发生过三次重大核事故：1979年三哩岛核事故，1986年切尔诺贝利核事故，2011年福岛第一核电站事故。虽然发生了其他重大核事故，但这些事故还没有在正在运行的商业核电厂中发生过。全球的核电机组运行年累计约为14000堆年。作为比较，美国核管理委员会(U.S. Nuclear Regulatory Commission)希望堆芯重大损坏概率略低于每运行10000年发生一次。理解这一概率含义的一种形象化方法是，假定有10000座反应堆在运行，那就是一年里将要发生一次重大事故。换句话说，对于美国的大约100座反应堆，这一概率就是每100年发生一次重大的堆芯损坏事故，因为100年乘以100座反应堆等于1座反应堆累计运行10000年。美国公用事业公司努力将这种可能性保持在更高水平，每运行100000年发生一次。据估计，目前运行最好的核电厂的堆芯损坏概率大概是每运行100万年发生一次。

尽管三哩岛核事故以来，安全状况已有改进，但美国的核安全也并不完美。例如，2002年3月，检查人员发现硼酸将要危险地把俄亥俄州戴维斯·贝斯核电厂(Davis Besse Nuclear Power Plant)的反应堆压力容器的顶盖锈穿。这个厂需要进行一些维修和升级。在花费了6亿美元左右后，这个厂准备在两年后重新启用。2006年1月，戴维斯·贝斯核电厂的所有者承认了几个安全违规行为，多数与反应堆压力容器顶盖事件有关。1977年以来，这座核电厂也经历过其他一些麻烦事故，包括一次给水阀故障、一次稳压器阀门卡死故障、给水泵故障和一次龙卷风袭击。在龙卷风袭击事故中，该核电厂的紧急柴油发动机提供了电力，直到有了可靠的外部电源为止。这说明了备用的柴油发电机在核电厂纵深防御安全中的重要性。戴维斯·贝斯核电厂不是唯一一家违反安全规定的核电厂，但它的违规情况最坏。