1969年12月1日，泽西中央电力与照明公司启动了美国首个沸水核反应堆的燃料棒裂变——美国最终建造了31个这样的反应堆。新泽西州牡蛎溪核电站是首个“交钥匙”工程，1964年以不到1亿美元的价格售出，远低于最终建造反应堆的成本。目的是证明核电站可以像燃煤电厂一样廉价地建造，而关键在于更小的安全系统。正如最近福岛核电站的熔毁事件所表明的那样，这些反应堆系统的设计，例如旨在在危机中冷却反应堆的甜甜圈形“抑压池”，显示出缺陷——这些缺陷早在几十年前就被监管机构发现了。
“最近的事件突显了压力抑制安全壳的安全劣势，”这句话本可以今天写出来，但实际上出现在安全官员斯蒂芬·哈瑙尔（Stephen Hanauer）于 1972 年发给他在现已解散的美国原子能委员会 (AEC) 同事的一份备忘录（pdf）中。“除了节省成本外，压力抑制的安全优势是什么？”
然而，牡蛎溪核电站今天仍在继续运行，为艾克赛龙公司发电。如果不是因为要求增加冷却塔，牡蛎溪核电站可能会继续运行几十年——增加的费用促使所有者艾克赛龙公司宣布计划在 2019 年关闭该电站。但在 3 月 21 日，牡蛎溪核电站的姊妹电站之一——安特吉公司（Entergy Corp.）的佛蒙特扬基核电站——获得了许可，可以再运行 20 年，尽管其近期历史包括泄漏、冷却管道爆裂和燃料棒错位。
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“核领域所有要素对压力抑制安全壳概念的接受……已牢固地根植于传统观念中，”原子能委员会官员约瑟夫·亨德里（Joseph Hendrie）在对哈瑙尔建议的回应中写道。(pdf) “尤其是在这个时候，推翻这一神圣的政策很可能意味着核电的终结。这将使已获得许可的电厂的持续运行受到质疑……并且会总体上造成比我能承受的更多的动荡。”
然而，问题仍然存在：这些老旧核反应堆安全吗？
美国在全国各地拥有 104 个反应堆，生产了全国 20% 的电力——以及我们 70% 的排放相对较少二氧化碳污染的电力，美国能源部长朱棣文强调了这一点。最老的是牡蛎溪核电站；最新的是田纳西河谷管理局 (TVA) 的阿拉巴马州布朗斯费里 1 号机组，该机组于 1974 年首次上线，并在翻新后于四年前重新上线，此前已停运二十多年。
这些反应堆可能面临非凡的挑战，例如最近发生的 9.0 级地震的双重打击，地震切断了与当地电网的连接，随后而来的海啸摧毁了备用柴油发电机的燃料箱，并淹没了关键的电气设备，使日本福岛第一核电站的沸水反应堆瘫痪。“我们的[八台柴油发电机]受到保护，免受该地区预期的地震和水文灾害，”田纳西河谷管理局发言人特里·约翰逊（Terry Johnson）说，此外，它们还被埋在加固设施中。田纳西河谷管理局在布朗斯费里核电站运营着三台这样的沸水反应堆。
原则上，所有美国反应堆的设计都能够承受当地地震记录中最大的地震。“那次地震成为该地点工程设计的基准，”原子能委员会的继任者美国核管理委员会 (NRC) 发言人斯科特·伯内尔（Scott Burnell）说。“即使发生如此强烈的地震，反应堆也必须能够安全停堆。”
沸水反应堆（例如福岛第一核电站或牡蛎溪核电站的反应堆）直接产生蒸汽，然后蒸汽驱动涡轮机发电——为发电设备增添了一层放射性。环绕这个产生蒸汽的堆芯的是一个倒置的灯泡状钢筋混凝土安全壳结构，它通过大型管道连接到一个甜甜圈形的池，池中半充满冷却水。一旦发生事故，热蒸汽就会顺着这些管道射入环形池中进行冷却。
但在熔毁过程中，这个环可能会出现裂缝或泄漏——福岛第一核电站的多个反应堆可能就发生了这种情况。由于这种“通用”缺陷内置于原始电站中，在三哩岛事故发生后，美国和日本的反应堆增加了一个特殊的排气口，允许操作员在压力过高之前释放放射性蒸汽——如果发生熔毁，蒸汽还可能携带寿命更长的放射性粒子，例如碘 131 或铯 137。
约翰逊解释说：“它经过加强，可以承受排气过程中涉及的更高压力。”但是，福岛报告的压力——有时超过每平方厘米七公斤——是即使是加固的排气口的设计处理压力的两倍多。
伯内尔说：“核管理委员会在 20 世纪 80 年代和 90 年代就 Mark I [型号沸水反应堆] 安全壳问题采取的行动，大大提高了 Mark I 处理事故情况的能力。”“该机构继续得出结论，Mark I 安全壳设计为公众健康和安全提供了适当的保护。”
这些反应堆还面临着更隐蔽的威胁：老化。混凝土、泵、管道和线路每天都要承受高温高压、振动以及核基础设施独有的裂变原子释放的中子轰击的共同作用。厚的钢壁在长期暴露于反应堆的极端温度、压力和辐射下会变得脆弱。事实上，核管理委员会已经表明，沸水反应堆中反应堆堆芯周围的不锈钢会随着时间的推移而退化。焊缝或接头处也会形成裂缝。
当然，不仅仅是老旧的通用电气沸水反应堆在老化。西屋公司设计的压水反应堆——例如那些采用加压水和热交换器来发电的反应堆，与沸水反应堆不同——也面临着类似的挑战。在 20 世纪 90 年代，新泽西州塞勒姆核电站的两座压水反应堆因泄漏、反应堆控制系统故障、维护不善和其他严重问题而关闭了两年。
此外，零件也会失效：在 20 世纪 70 年代和 80 年代，核电站因建造中使用的故障合金——Inconel 600——而遭受了蒸汽管爆裂的浪潮。补丁将关键部件固定在一起，但最终，必须更换整个蒸汽发生器。从佛蒙特州到伊利诺伊州的反应堆，泄漏已将放射性氢——氚——释放到环境中。
然后是人为因素：三哩岛事故因操作员将冷却水不足误读为反应堆中水过多而变得更糟。并且，在 1990 年，佐治亚州的沃格特勒核电站失去了所有外部供电——就像福岛第一核电站的反应堆一样——当一辆卡车倒车撞到输电线路并且备用柴油发电机发生故障时，迫使其依靠其最后的电源：具有八小时寿命的电池。
近年来，美国经历了大量“险些失误”：2002 年，俄亥俄州戴维斯-贝塞核电站与熔毁之间只隔着一层 0.48 厘米厚的不锈钢衬里。仅在 2010 年，核管理委员会就对美国核电站发生的 14 起与安全相关的问题展开了调查。忧思科学家联盟的核工程师大卫·洛克鲍姆（David Lochbaum）在一份审查2010 年记录的报告中写道：“许多重大事件的发生是因为反应堆所有者，通常还有核管理委员会，容忍已知的安全问题。”根据洛克鲍姆的说法，核管理委员会忽视了一些安全问题，例如自 1993 年以来纽约州印第安角核电站的乏燃料池衬里泄漏。“核管理委员会允许该反应堆继续在设备无法执行其唯一安全功能的情况下运行，这使居住在印第安角周围的人们面临更高的不必要风险，”洛克鲍姆写道。
核工业当然有忽视潜在问题直到它们变得至关重要的历史。自 1972 年以来，福岛第一核电站（以及牡蛎溪和佛蒙特扬基核电站）沸水反应堆安全系统的缺陷就已为人所知。Inconel 600 在压力下开裂的可能性早在 20 世纪 50 年代就已确定。核管理委员会督察长的一份新报告指出，核电站运营商一直未能报告设备缺陷。美国国家科学院在 2006 年建议，过度拥挤乏燃料池以储存乏核燃料棒的做法——这已导致福岛第一核电站发生火灾和爆炸，而福岛第一核电站储存的乏燃料远少于典型的美国核电站——可能被证明是危险的。
这个问题持续增长，因为除了这种燃料池或大型干式桶外，仍然没有其他地方可以储存乏核燃料棒——两者都位于核设施场所内。然而，自 2000 年以来，美国一半以上的核反应堆机组都获得了 20 年的运行延期，在其乏燃料冷却池中堆放了更多（热的和放射性的）热核燃料棒。
无论是否延期，美国目前运行的所有核电站很可能将在 2050 年之前退役。然而，更换它们可能比延长其使用寿命更困难。仅仅以旧换新就需要未来 40 年内每六个月开工建设一座新反应堆。目前，美国正在建设四座新的反应堆——另有 16 座反应堆的申请正在审批中。
这就是为什么美国能源部、核管理委员会和核工业目前正在评估第一代电站是否可以再运行 20 年——从而将特定反应堆的寿命延长至80 年。“核管理委员会正在全面参与正在进行的研究，以审查考虑将反应堆运行寿命延长‘第二次’延期在技术上是否可行，”伯内尔说。“此事尚未决定。”
编者注：大卫·比埃洛是今年 4 月 PBS 即将推出的一系列节目的主持人，节目名为“超越电灯开关”。该系列节目由底特律公共电视台制作，将探讨电力使用和生产方式的转变如何影响环境、国家安全和经济。