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国际核新闻
道阻且长——福岛核事故11周年进展跟踪
时间:2022年03月11日 来源:中再产险 作者:姜萍 安江涛 点击量: 分享:

2011年3月发生的东日本大地震及福岛核事故距今已经11年了。东日本大地震及引发的海啸是人类现代历史上最严重的自然灾害之一,而引发的福岛核事故也是人类历史上目前仅有的2次INES 7级(最严重)核事故之一。核事故造成福岛第一核电厂4台核电机组严重损毁,福岛两个核电厂10台机组退役,超过20万人疏散,其中部分公众目前仍无法返回家园。福岛核事故的后果是深远的,处理难度也是非常复杂的。

自福岛核事故至今,中国核共体执行机构持续对事故处置进展情况进行跟踪,并自2019年开始每年发布年度进展回顾。

一、事故机组的退役处置进展

福岛核事故机组的退役处置是人类历史上最复杂的工业活动之一,根据东京电力公司前期发布的退役计划,福岛第一核电厂彻底完成事故机组处置退役约需30-40年。截至2022年,计划事故总处理时间已经过去了1/3~1/4,虽然取得了一定的进展,但关键的堆芯高放废物处理及放射性污水处置依然棘手。

高放废物处理

福岛第一核电厂1-3号机组损毁比较严重,4号机组损毁稍轻。4号机组发生事故时正在大修,堆芯没有燃料,而且乏燃料水池中的乏燃料在2014年已经完全取出。因此4号机组是所有受损机组中最易处置的一台,目前已经没有关键障碍,后续按照正常的核电厂退役流程处理即可。

1-3号机组退役处理难度非常高。这三台机组在事故时均处于运行状态,不仅反应堆中有燃料,乏池中也存储有乏燃料。根据事故后的分析结果,已经可以确定1-3号机组的堆芯均发生了熔毁,且有一部分堆芯熔融物熔穿了压力容器,堆积在反应堆下部,这表明至少三层放射性屏蔽已经失效。熔毁的核燃料放射性极高,人员无法接近,需研发专门的设备、工艺和方案进行后续处理。2021年,3号机组的一个重要进展即取出了乏池内的乏燃料。目前,东京电力公司正在着手进行1、2号机组的乏燃料及1-3号机组的堆芯熔融物后续取出的准备工作,预计实际取出工作将于2024-2026年开始。

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图1 福岛第一核电厂 3号机组状态示意图

放射性废水处理

放射性废水处理目前是福岛最棘手且社会关注度最高的话题之一。福岛核事故处理过程中一直在源源不断的产生含放射性废水。之前这些废水储存在现场的大量巨型储罐中,而随着废水不断产生,目前的储罐容量已经濒临耗尽。东京电力公司在福岛核事故现场建设了一座放射性废水处理设施——多种核素去除装置(ALPS)。该装置的目的在于通过多重方法过滤放射性废水,减少废水中的放射性核素,降低放射性。东京电力公司计划将过滤后的放射性废水稀释后直接排入太平洋,引起了巨大的国内和国际争议。究其原因,主要是福岛核事故产生的放射性废水不同于一般的核电厂正常运行废水,其放射性核素来源、种类和数量都不同,处理难度大。2022年2月,包括中国专家在内的国际原子能机构(IAEA)调查团访问了福岛第一核电厂,以监督验证放射性水排海方案的安全性。根据IAEA公布的监督计划,IAEA会重点监督如下内容:

• 计划排放废水的放射学特征

• 废水排放计划的安全考虑

• 排放相关的环境监测

• 环境放射性影响评价,以保护公众和环境

• 安全监管措施,包括监督、检查、评价等等

我们期待IAEA的调查团能够使得福岛的放射性废水排海问题可以更加透明并得到妥善的解决,保护周边国家公众权益和全球环境。

二、公众和环境的事故影响进展

福岛核事故后,超过20万人进行了紧急撤离。根据联合国原子辐射效应科学委员会(UNSCEAR)于2020年发布的《福岛第一核电站事故辐射照射水平及影响》研究报告,撤离行为让成年人的有效剂量减少了40mSv;作为参照,国际通行的公众的年有效剂量限值为1mSv。可见,撤离行为极大幅度地降低了公众的事故辐照剂量,对公众身体健康起到了重要保护作用,是严重核事故后政府和核设施所有者履行保护公众义务的关键措施之一。有效的应急体系和应急演练是实施迅速合理的撤离行为的关键,因此即使现在核电厂已经非常安全,也必须未雨绸缪,不断加强核应急能力建设。作为护航核能领域的行业,核保险也必须不断加强核应急能力建设,一旦发生核事故可以提供及时有效的保障。

虽然撤离行为使得疏散的民众受到的辐射剂量大幅降低,但事故依然对20公里外非撤离区域的公众造成额外的放射性剂量。根据相关文献数据,事故后第一年,福岛县非撤离地区的居民受到的辐射剂量比日本其他区域人员所受辐射高一个数量级,终身剂量的估计范围也比日本其他区域人员有显著升高。公众受到的放射性主要来源于放射性尘埃飘散沉降在地表(包括沉降在地面、土地、房屋、植被上等等),以及放射性碘吸入身体所造成的,对婴儿的影响高于成年人。虽然根据过去几十年的科学界普遍共识,这样的升高仍在本底范围之内,不会对人体造成影响,但毕竟严重核事故发生频率极低,学界对于核事故后低剂量人体辐射的健康影响还待进一步的科学研究和长期观察。

飘散沉降的放射性尘埃是公众照射的主要来源,因此若要使附近区域重新可以居住,就必须对这些放射性尘埃进行清理。特别是日本这种国土面积狭小的国家,土地恢复使用成为了重振地区经济的关键问题之一,因此环境恢复便成为了核事故场外处理的重要工作。截至2021年10月,东电公司已经累计投入超过100万人次参与环境恢复和区域复兴工作。

环境恢复工作主要包含四大部分

-放射性去除:通过清洗、擦拭、铲除等方式去除放射性;

-废物中间存储:把在放射性去除过程中产生的废物进行集中存储处理;

-废弃物回收利用:去除放射性后,使部分物资重新投入使用;

-环境恢复:恢复植被、公共设施使用能力等等。

上述工作虽然分为四大部分,但工作核心依然是清理处置放射性尘埃,其中约80%的工作量集中在放射性去除和废物存储上。目前,部分原撤离区域已经允许居民返回,证明环境恢复工作有较大成效。但辐射影响具有非常大的区域差异,部分区域处理难度大,可能很长时间内都难以能够重新使用。为了监测场外的放射性水平,日本核安全监管委员会在福岛第一核电站外20公里左右布置了多个监测点,如下是2022年2月1日公布的数据中比较典型的两个监测点的数值:

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表1 福岛第一核电厂外辐射监测数据

从上表中可以看出,福岛西北方向辐射累计剂量非常高,西北方向是事故后的主导风向。目前这个监控点周围仍然不可生活。而南部区域的监测点辐射剂量较低,虽然该监测点距离事故中心比第一个监测点更近10公里,但是剂量已经降到了非常低的水平,应该可以重新使用了。但是,由于核事故后群众信心重建难度非常大,公众是否愿意返回曾经的受污染地区生活,受污染地区经济能否恢复仍待长期观察。

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图2 福岛周边区域同一位置去污前后状态对比(2014及2021年)

三、公众和环境的损害赔偿进展

截至2022年1月,福岛核事故公众累计赔偿申请额已经超过12万亿日元,而对公众累计支付赔付已经超过10万亿日元,按照2022年2月汇率约折合6500亿人民币。其实,早在福岛核事故后的一年内,东京电力公司就已经支付了约一千亿人民币的赔偿,远超目前任何一个国际核损害赔偿公约所约定的额度。2011年至2015年6月,东京电力公司为福岛核事故向公众支付赔偿约7万亿日元,自2015年6月至今,东京电力公司又向公众支付赔偿超过3万亿日元,并且在过去的五年中每年新增赔偿约5000亿日元,可以预计,在今后的一段时间内,福岛核事故的赔偿总额仍将持续增长。

从赔偿项目上看,福岛核事故对公众的赔偿主要分为对个人的赔偿及对法人/个体经营人的赔偿、以及除污费用。对个人的赔偿在2015年前主要集中在对人员本身的赔偿,包括人身伤害、精神损害、身体检查费用、避难费用、工资损失以及家庭财产的赔偿,如房屋、财产、车辆、田地、墓碑、佛坛等等。2015年后,由于调整了前述部分费用的赔偿上限,个人赔偿金额有所增加,并增加了对个人撤离和返回家园的费用补偿。由此可见,福岛核事故中日本政府认定的对个人的补偿范围是非常广泛的,远超福岛事故前业界对人身赔偿主要集中在人身伤害和财产损失的狭义认定,并且随着事故处置进展,其额度和赔偿范围也会根据实际情况随之调整。

除公众之外,对法人及个体经营人的赔偿也在同步开展。2015年前,赔偿主要集中在对法人及个体经营人的营业收入损失、因声誉问题无法售卖商品的间接收入损失、资产损失(房屋、田地、车辆等)等。2015年以后,新增赔偿主要是农林业者的收入赔偿,而农林业者收入赔偿并不限定法人主体所在区域,这个要求和前期已经包括的间接收入损失的赔偿原则是也是吻合的,因为非疏散区域的农林业产品也可能因为声誉问题无法售卖。

值得注意的是,2015年以后随着除污工作的推进,场外除污费用迅速增加。截至2021年底,个人赔偿、法人赔偿及除污费用的占比约为37:33:30。福岛核事故经验表明,在严重核事故的情况下,场外除污的复杂性、时间跨度和费用增长速度及总费用超过了之前的行业预期。

福岛核事故表明核事故后的损害赔偿具有复杂性和长期性,也表明严重核事故对公众造成的损害是严重的、广泛的、长期的。

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图3 福岛核事故公众核损害赔偿累计情况(2021年底)

四、结语

根据中国核共体执行机构对福岛核事故的处置情况跟踪,福岛核事故处置工作每年均有一定的进展,体现了日本核能行业的巨大努力,但另一方面,核心问题的处置难度也异常高。在核事故已经发生了十一年之后,周边部分环境依然没有达到可以重新使用的程度,核事故损害赔偿金额达到了天文数字,并且每年依然有较大增长。辐射最高的堆芯熔融物依然尚未开始着手实际去除,即使是最乐观的估计,事故结束后15-20年也很难完成堆芯熔融物的清除工作。因此,东京电力公司计划30-40年完成所有事故现场的处理处置,在笔者看来是非常难以完成的任务。

在全球碳减排的大背景下,核能无疑是清洁高效的能源供给中最稳定的能源之一。我国核电占比相比全球平均依然较低,在“双碳”战略下,核电肩负着重要的能源使命。但切尔诺贝利、福岛等核事故的处理处置和损害赔偿经验也在时刻提醒我们,确保安全运行是核能发展的决定性因素和根本的生命线,一旦发生核事故,事故处理和损害赔偿都将是长期的、复杂的、巨大的。作为核能风险管理体系中的一环,中国核共体将持续提升风险管理能力和巨灾保障能力,为核能事业保驾护航。

(本文中的图片来自日本环境省网站和日本东京电力公司网站)

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