2011年3月11日,日本遭受了强烈地震和随后的海啸,摧毁了道路、桥梁和建筑物;造成近16,000人死亡;并严重破坏了福岛第一核电站的三个反应堆。到3月12日,美国核管理委员会(NRC)已经在考虑敦促居住在受灾核反应堆50英里范围内的美国人撤离,原因是1号机组发生爆炸,摧毁了反应堆厂房,并将乏燃料和其他放射性物质暴露在空气中。
根据灾难发生后几天的记录,美国核管理委员会运营执行主任比尔·博克哈特在3月17日表示:“如果这发生在美国,我们的疏散范围将达到50英里。” “这将是我们的疏散建议。”
事实上,在美国,根据美国核管理委员会根据2000年人口普查汇编的数据,超过四百万美国人居住在至少有一个运行反应堆的63个核电站站点10英里范围内。当半径向外延伸至50英里时,这个数字会膨胀,影响超过1.8亿美国人,其中包括主要的都市区,如纽约市、费城、圣地亚哥,甚至佛罗里达州西棕榈滩。
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在日本的核熔毁和随后的疏散之后,在美国,所有这些人能否在类似情况下及时疏散——或采取某种形式的保护行动?
为最坏情况做计划
核电站周围有两个“应急计划区”,这是根据20世纪60年代和70年代进行的事故分析制定的:工厂周围约10英里半径的区域必须预计会暴露于放射性烟羽,以及工厂周围约50英里半径的区域必须准备好可能暴露于从烟羽中落出的放射性粒子。“这两个区域都不是固定的,也不是绝对的边界,”美国核管理委员会核安全和事件响应办公室的备 preparedness 和响应高级技术顾问帕特里夏·米利根解释说。“我们不希望[核电站运营商]因为超过10.5英里而停止采取行动。计划的制定是以10英里为合理基础,如果需要扩大,您可以扩大。”
这正是福岛事件中发生的情况。在3月11日海啸发生后仅几个小时,日本政府就下令疏散居住在受灾核反应堆三公里范围内的人员,并建议居住在10公里范围内的人员待在室内,关闭窗户。随着情况逐渐恶化——以及在更远的地方发现了放射性热点——日本政府扩大了疏散命令。
美国法规规定的区域的目标是避免任何超过美国环境保护署“保护行动指南”中规定的核电站释放的放射性物质烟羽暴露剂量的辐射剂量。美国规则指出,疏散——或有时是进入室内——“通常应在1雷姆时启动”,或10毫西弗。(雷姆是X射线和伽马射线辐射暴露的剂量单位。)核电站内的工人每年可能接受高达50毫西弗的剂量。立即暴露于高达2西弗的辐射才会立即引起疾病。
情况有多糟糕
规则制定基于最佳可用数据。那么,从以前的核事故和非核事故的险情中学到了什么?1979年3月28日,宾夕法尼亚州三哩岛核电站发生了部分熔毁,导致放射性物质释放。在围绕该事件的混乱迷雾中,宾夕法尼亚州政府官员建议工厂五英里半径范围内的儿童和孕妇离开。疏散半径最终扩大到工厂周围约20英里,尽管大多数当地居民没有疏散。那些留下的人被敦促留在室内,农民被敦促shelter 他们的动物并用储存的食物喂养它们。
最终,尽管发生了部分熔毁和放射性物质释放,但大量研究发现健康影响有限或没有健康影响。但美国商业核电历史上最严重的事故确实指出了疏散计划中的缺陷。“三哩岛是一起非常具有启发意义的事故,它揭示了事故是如何发展的,”米利根指出。
首先,很明显,迄今为止的核事故,包括福岛,都是缓慢发展的事件。在福岛事件中,从电力损失到为核燃料保持冷却水的泵浦,到熔毁,至少有14个小时。在非核紧急情况中,例如有毒气体的释放,灾难发生可能只有几分钟的时间。“当存在立即危及生命和健康的情况时,您没有几个小时,您只有远少于几个小时的时间让人们远离氯气或野火,”米利根说。核事故的影响范围也往往比例如卡特里娜飓风等重大飓风小得多,卡特里娜飓风覆盖了400英里宽的区域,并导致大约200万人疏散了阿拉巴马州、路易斯安那州和密西西比州沿海地区。“在这个国家,疏散可以非常有效和非常快速地发生,”米利根补充道。
在美国,核电站周围的疏散很少见,但让人们离开家园相对普遍。桑迪亚国家实验室2005年的一项研究发现,在美国,超过1,000人的疏散事件过于频繁地发生——1990年至2003年间发生了230起。“平均每三周发生一次重大疏散,”米利根指出,原因从致命的氯气云到野火不等。“几乎所有疏散都是临时疏散,”这意味着没有人为这些事件进行过演习或计划,这与核工业不同。例如,北卡罗来纳州 Apex 的一家危险废物处理设施的化学火灾和爆炸需要在 2006 年 10 月 5 日深夜疏散大约 17,000 人,半径约为四英里,尽管负责执行疏散的官员可以依靠附近谢伦哈里斯核电站周围 10 英里疏散区的计划。
尽管如此,从核电站事故中释放的放射性碘可以传播很远很快。为了应对这种情况,美国核管理委员会要求向居住在工厂10英里范围内的人员提供可以阻止人体甲状腺吸收放射性碘的碘化钾药片——但不包括更远的地方。“您可能会在 50 英里外获得剂量,特别是对于儿童,这会显着增加他们以后患甲状腺癌的可能性,”普林斯顿大学物理学家、国际裂变材料小组联合主席弗兰克·冯·希佩尔指出。“在紧急情况下,我本来会选择 50 英里甚至更远的碘化钾供应范围。”
地方规划部门——州级或地方级,取决于地点——确定在核电站发生事故时,包括宾夕法尼亚州三哩岛部分熔毁期间的疏散,应采取何种保护措施。疏散从风向开始。“您不需要立即疏散工厂周围 360 度范围,”米利根说。“那时,风只朝一个方向吹。”
但从应急计划的角度来看,风向可能非常糟糕。例如,纽约市位于印第安角核电站综合体50英里范围内——并且可能位于下风处。“在那个时间尺度上,不可能疏散纽约市,”冯·希佩尔争辩说。
当然,建议并不总是离开,正如在三哩岛事件中看到的那样。“疏散是一件大事,”米利根说。“您正在将人们从家中带走。这不是您可以轻易做的事情,除非您绝对需要避免辐射剂量。”在某些事故中,最好是shelter。“如果是烟羽或一团烟雾释放,人们会在窗户关闭的房屋中shelter,直到烟雾飘过头顶,”米利根说。
必要的改变?
在日本,即使在造成致命地震和海啸,当地基础设施沦为废墟之后,在 24 小时内仍有数千人从核电站附近疏散。因此,至少米利根预计,从福岛吸取的教训不会对美国核电站的规则进行任何修改。“现在实施的规划区为公众健康和安全提供了充分的保护,”她说。“在我们的[福岛熔毁]研究中,我们看不到任何迹象表明我们需要扩大烟羽暴露途径。”
然而,在福岛事件中,美国海军“罗纳德·里根”号航空母舰于 3 月 12 日驶入了逸出的放射性惰性气体烟羽。在 100 多英里外,航空母舰上的水兵发现,暴露约 10 小时后,辐射水平已高到超过了美国环保署对平民的指导方针。根据记录,美国核管理委员会的斯蒂芬·特劳特曼在 3 月 12 日解释说:“他们离工厂最远达到 130 英里,我们仍然读到每小时 0.6 毫雷姆的直接伽马射线闪耀。”伽马射线是最有能量的——因此也是对健康最危险的——辐射形式之一。
最终,问题在于风险。没有人死于福岛熔毁造成的放射性污染,至少目前还没有。并且可能无法区分福岛辐射造成的额外癌症与现代世界中一个人暴露于所有其他致癌因素(从饮食到吸烟)而发生的癌症。
但是,在像福岛这样的核熔毁事件中,放射性排放物可能到达多远仍然不清楚。“在那个时候,从那里开始,再 50 英里?再 5 英里?再 10 英里?您有感觉吗?” 美国核管理委员会主席格雷戈里·亚茨科在 3 月 12 日问道,当时他和他的工作人员分析了计算机建模,该建模显示,在最坏的情况下,这些指导方针可能会远远超出 50 英里。反应堆和 preparedness 计划副执行主任马丁·维吉里奥的回答是:“不,先生,我没有……我没有那个值。”