Mitch Leslie

Senior Technology Writer

1979年3月28日凌晨3點55分，一聲聽起來像是“機場最大的噴氣式飛機發(fā)出的巨響”吵醒了一名住在賓夕法尼亞州三哩島核電站附近的女士。她回憶說：“這聲巨響使所有窗戶震動起來，甚至整個房子都在顫抖。”[1]。美國歷史上發(fā)生了最嚴重的民用核電站事故。“我們?nèi)栽谔幚磉@場事故的后果”，弗吉尼亞州里士滿的弗吉尼亞聯(lián)邦大學(xué)機械與核工程系的核工程師兼教授James Miller說。

圖1. 一張2010年拍攝的航拍照片顯示了賓夕法尼亞州三哩島核電站的冷卻塔。該核電站位于哈里斯堡市以南的薩斯奎哈納河上。1979年3月，在美國歷史上最嚴重的核事故中，左側(cè)的2號反應(yīng)堆出現(xiàn)故障且無法運行。右側(cè)的1號反應(yīng)堆沒有受到事故影響，但由于經(jīng)濟因素，2019年9月被停用，比原定計劃提前了15年。Credit: Wikimedia Commons (CC0)。

三哩島核事故摧毀了該核電站的其中一個核反應(yīng)堆。這場事故是美國和世界核能發(fā)展的轉(zhuǎn)折點。三哩島核電站未損壞的1號反應(yīng)堆在2019年被關(guān)閉，比原定計劃提前15年。因此許多人認為40年前的那場事故發(fā)生之后，核能的發(fā)展開始走向衰落。

但是，Miller和其他專家表示，三哩島核事故產(chǎn)生的影響遠比大多數(shù)人想象得要復(fù)雜。他說：“盡管人們普遍認為美國核能工業(yè)發(fā)展停滯的原因與三哩島核事故有很大的淵源，但是其他一些因素也不能忽視?！边@些因素以及新經(jīng)濟挑戰(zhàn)仍然是美國未來依賴核能資源的障礙。這在很大程度上阻止了這種相對清潔的能源對降低美國碳排放的貢獻。

1974年和1978年三哩島核電站（圖1）的1號和2號反應(yīng)堆分別投入使用時，核能在美國的發(fā)展呈上升趨勢。20世紀70年代，50多個新的反應(yīng)堆投入使用[2]，核電站在美國的發(fā)電份額增長了近6倍。1978年發(fā)電份額達到12.5% [3]。

因設(shè)備故障和工作人員的操作失誤[4]，而使三哩島2號反應(yīng)堆產(chǎn)生異常，但并未導(dǎo)致爆炸。附近居民聽到的巨響是反應(yīng)堆關(guān)閉后蒸汽從渦輪機房排出的聲音。但是，反應(yīng)堆中約有一半的燃料熔化了，不過熔化的燃料沒有滲過保護層[4]。這場核事故也釋放出了放射性氣體，超過8萬人暫時逃離了該地區(qū)[4,5]。美國核管理委員會在事故后估計，事故產(chǎn)生的輻射量對核電站周圍80 km半徑范圍內(nèi)的200萬居民的輻射水平低于胸透時X射線的輻射水平[6]。繼三哩島核事故之后，又發(fā)生了兩次嚴重的核事故。1986年蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站的一個反應(yīng)堆發(fā)生爆炸并起火，大量放射性物質(zhì)被釋放到大氣中[7]。反應(yīng)堆的大部分燃料熔化并燒穿了保護層[8]。時至今日，由于放射性污染，該核電站周圍約2600 km2內(nèi)的土地仍然無法居住[9]。最近的一次核災(zāi)難發(fā)生在2011年，一場海嘯襲擊了日本福島第一核電站，導(dǎo)致三個反應(yīng)堆熔毀，引發(fā)氫氣爆炸，致使放射性物質(zhì)泄漏到大氣中[10,11]。事故發(fā)生后，從核電站附近撤離的人口總計有16.4萬人。截至2019年4月，由于持續(xù)存在的輻射風(fēng)險，仍有約4.3萬人無法返回家園[12]。

三哩島核事故并未終結(jié)美國的核能利用。美國的核能發(fā)電量仍高于世界上其他任何國家。美國國內(nèi)仍有90多個反應(yīng)堆在運行[13]。這些反應(yīng)堆為美國提供了約19%的電力。核能是美國最大的低碳能源來源；相比之下，包括太陽能、風(fēng)能和水力發(fā)電在內(nèi)的所有可再生能源合計占全國電力的17% [14]。

然而，自20世紀70年代以來，核工業(yè)發(fā)生急劇衰退。三哩島核事故之后，美國公共事業(yè)部終止了39個核反應(yīng)堆的建造計劃[15]。在過去的25年中，只在田納西州的瓦茨巴爾核電站建設(shè)了兩座反應(yīng)堆[16]。其他一些國家仍然致力于建造新的核電站。例如，中國已經(jīng)開啟了48座反應(yīng)堆，還有9座仍在建設(shè)中[17]。但是美國只有喬治亞州的沃格特勒核電站有兩座建設(shè)中的反應(yīng)堆。而且還是在美國能源部提供120億美元貸款擔(dān)保的情況下，這些反應(yīng)堆的工作才得以繼續(xù)[18]。

三哩島核事故確實造成了美國核能的發(fā)展走向低迷。為了預(yù)防事故發(fā)生，美國采取了一系列補救措施。這影響了從核電站設(shè)計和操作程序到人員培訓(xùn)和政府監(jiān)督的所有方面。Miller說，這些措施包括在每個核電站安裝反應(yīng)堆模擬器，升級控制室，改善安全系統(tǒng)以及增強核電站運營商之間的信息共享。他說，這起事故還導(dǎo)致了該行業(yè)更加嚴格的監(jiān)管。

俄亥俄州戴頓大學(xué)的物理學(xué)教授Robert Brecha說，這些措施提高了核電廠的安全性，但同時也增加了發(fā)電成本。但他說，也許最重要的是，這次事故改變了公眾對核能的看法?！耙粋€標(biāo)榜自己極其安全且可控的行業(yè)與其他許多技術(shù)一樣，會發(fā)生人為失誤和工程錯誤，工程師往往會低估潛在的風(fēng)險。”

然而，事故發(fā)生之前就已出現(xiàn)的其他趨勢也導(dǎo)致美國核能陷入困境。在事故發(fā)生時，飆升的建造成本、高貸款利率和不斷下降的電力消耗已經(jīng)減少了公共事業(yè)公司開發(fā)核能的野心[19]。例如，2013年的一項研究發(fā)現(xiàn)，計劃在1960—2010年取消的反應(yīng)堆中，有40%在三哩島核事故之前就被廢棄了[19]。Miller說：“事故發(fā)生的時候，核電站訂單量的減少、核電站建設(shè)的放緩以及核電站成本的增加早已是現(xiàn)實了?！?/p>

核電現(xiàn)在面臨著更加嚴峻的財務(wù)狀況。水力壓裂法已將天然氣的成本削減了2/3，而且以廉價天然氣為燃料的電廠正在削弱核反應(yīng)堆在電力市場的競爭力[20]。受低價電力影響的最新受害者是三哩島核電站未損壞的1號反應(yīng)堆。該反應(yīng)堆因為運行經(jīng)濟困難，2019年9月20日被關(guān)閉[21]。其他州的核反應(yīng)堆在政府補貼或稅收抵免的幫助下仍舊開放著[22]?？稍偕茉吹某杀疽苍谙陆礫23]，從經(jīng)濟角度來看，核能的吸引力甚至更小。

專家預(yù)測，到21世紀中葉，美國1/5～1/3的核電站可能會被關(guān)閉[20]。核能在未來發(fā)電和控制碳排放方面應(yīng)扮演什么樣的角色仍存在爭議。但是Brecha支持從核能轉(zhuǎn)向可再生能源。他希望三哩島核電站的關(guān)閉將刺激美國對未來國家能源的深入研究。他還說： “我們需要仔細思考未來20年或30年后的目標(biāo)?！?/p>