[这是关于 核能的未来的深度报告的第 4 部分。]
2002 年 2 月 16 日，位于俄亥俄州托莱多附近伊利湖岸边的戴维斯-贝塞核电站关闭。在检查中发现，该电站唯一反应堆中用于容纳加压裂变加热水的 6.63 英寸（16.84 厘米）厚的碳钢盖上，有一个菠萝大小的部分完全被泄漏形成的硼酸腐蚀殆尽。唯一阻止核蒸汽逸出并可能导致堆芯熔毁的连锁事件发生的，是一个仅有 3/16 英寸（0.48 厘米）厚的内部不锈钢衬里，该衬里由于持续的每平方英寸 2,200 磅（每平方厘米 155 公斤）的压力而缓慢地向空腔弯曲了约 1/8 英寸（0.32 厘米）。
这个高达 30 平方英寸（194 平方厘米）的空腔是在 1 号反应堆堆头上形成的——显然在美国核管理委员会（NRC）在 2000 年和 1998 年的先前安全检查中被遗漏了，该机构是负责监督美国核反应堆的政府机构。检查员注意到有硼酸沉积物，但低估了潜在的影响，尽管在核反应堆中硼酸腐蚀金属的问题已存在三十多年。这个孔只是在 2002 年维修过程中更换的喷嘴翻倒时才被发现的。
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在腐蚀的盖子上，几个钢制喷嘴周围形成了环形裂缝，这些喷嘴用于屏蔽控制棒——20 根 12 英寸（30 厘米）长的由银-铟-镉合金制成的棒，用于抑制或关闭核反应——使其很容易脱落。美国核管理委员会（NRC）在 1993 年首次明确指出了这个问题（并且自 20 世纪 80 年代以来，类似工厂中就一直发生这种情况）。但直到 2001 年，美国核管理委员会（NRC）才要求容易出现潜在问题的反应堆运营商检查是否存在该问题，而戴维斯-贝塞电厂尚未完成此过程。
由于那个巨大的空腔，美国核管理委员会（NRC）关闭了戴维斯-贝塞电站两年（从 2002 年到 2004 年），试图修补泄漏硼酸的喷嘴，并解决自该工厂于 1977 年开始运营以来就存在的设计缺陷，以及该机构所描述的糟糕的安全文化。换句话说，所有者位于俄亥俄州阿克伦的 第一能源公司的员工不愿报告安全问题。总计，维修费用达 6 亿美元。
随后，美国核管理委员会（NRC）在这次险情发生后对整个发电厂进行了审查，结果显示，其紧急冷却系统——在发生熔毁事件时的一道关键防线——可能因堵塞而失效，堵塞的原因是 1977 年之前建成的工厂中存在的“通用”缺陷。
美国核管理委员会（NRC）发言人斯科特·伯内尔说：“反应堆容器头部可能会在两到十四个月后失效，那将会是一次严重的冷却剂损失事故。” “很可能会损坏（核）堆芯。在计算概率方面，工作人员确定，这是自三里岛以来最严重的情况之一”，三里岛是宾夕法尼亚州的一个反应堆，在 1979 年部分熔毁。而其他模型则认为事故发生的时间短至两周，因为不锈钢已经出现裂缝和弯曲。
戴维斯-贝塞电站再次运行，在 2007 年产生了 77 亿千瓦时的电力，它采用了从密歇根州一个未完工的核电站中拆下来的新反应堆堆头。“美国核管理委员会（NRC）没有顾虑”，伯内尔说。
戴维斯-贝塞电站和第一能源公司并非个例。据关注科学家联盟称，自 1979 年三里岛部分熔毁以来，美国核反应堆因维修或其他安全改进而被迫关闭一年或更长时间的情况发生了 46 次。例如，2000 年 2 月，位于纽约州布坎南的印第安点核电站的一个蒸汽发生器管道突然破裂——这是一个在 1997 年首次发现但尚未解决的潜在问题。
根据美国核管理委员会（NRC）的说法，在核电工业的历史上，只有四次事件比戴维斯-贝塞电站的空腔事件更严重，两次事件大致相当，例如新泽西州 PSEG 的塞勒姆核电站发生的放射性蒸汽管道破裂事件。
即使美国考虑建造多达 26 座新反应堆，目前正在运行的 104 座反应堆中，有 51 座已经获得美国核管理委员会（NRC）的批准，将其发电寿命延长 20 年或更长时间。其余的要么正在接受该机构的审查，要么预计会提出申请。问题是：它们安全吗？
浴缸内部
戴维斯-贝塞电站失效的关键问题是用于制造喷嘴的合金金属——称为 Inconel 600 或 Alloy 600。 镍、铬和铁的合金通常具有耐腐蚀性——但在暴露于硼酸和应力时会缓慢开裂。
但不仅仅是反应堆堆头是由这种材料制成的。蒸汽发生器也将这种合金用于将与核反应堆接触的硼水溶液的热量传递给加热成蒸汽的水，蒸汽再推动涡轮机发电。“蒸汽发生器中的管道很容易开裂，”美国核管理委员会（NRC）核反应堆法规办公室蒸汽发生器和材料检验高级顾问肯·卡沃斯基说，“这是温度和水化学的共同作用。”
在 20 世纪 70 年代和 80 年代，有几根这样的管道实际上破裂了，核电运营商采用了补丁来维持损坏的蒸汽发生器的运行（尽管这降低了发电效率）。但自 1989 年以来，许多运营商已选择完全更换蒸汽发生器，费用高达 6 亿美元。
早在 20 世纪 50 年代后期，就有人提出这种金属会在压力下开裂，但“当时决定使用这种材料，”卡沃斯基说。“当时的观点是它应该能持续使用，但事实并非如此。” 并且，截至今天，仍有 15 座核电站（包括戴维斯-贝塞电站）使用由这种合金制成的旧蒸汽发生器。
美国 104 座核反应堆（大多数建于 20 世纪 60 年代和 70 年代）在 2007 年产生了 8065 亿千瓦时的电力，创下纪录，并且运行时间几乎达到 92%。
但金属疲劳、脆化的混凝土（甚至佛蒙特州扬基电站的木材腐烂）都困扰着美国老化的反应堆。然而，与直觉相反的是，这些反应堆的大部分问题都发生在运行的头十年——这一事实预示着下一轮核电站建设将会出现问题。核能研究所（一个行业组织）战略项目高级主管艾德里安·海默说：“即使新工厂更简单、组件更少，在启动新工厂时也会出现缺陷或故障。您总是需要对设备进行细微的调整。”
这是工程师们称之为浴缸曲线的现象：在机器运行的早期，当问题得到解决时，问题很多，但随后会进入平稳运行期。问题是：对于核反应堆而言，这个时期会有多长？因为在浴缸曲线的另一侧，问题数量将会增加。
根据美国核管理委员会（NRC）对所谓的“事故序列先兆”（或可能导致核事故的事件）的分析，在 1993 年至 2004 年期间，美国核反应堆平均每年发生七起此类事件——沸水反应堆每年三起，压水反应堆每年 11 起，其中大多数可归因于运行安全设备所需的辅助非反应堆发电的损失——即使在不计算此类断电事件的情况下，此类先兆的增加在统计上也很显著。
人为错误
然而，可能并非核反应堆本身的问题构成了最大的安全隐患。在所有故障中，核电站控制室轮班工作的 50 到 55 名反应堆操作员之间的人为错误最为突出，特别是在美国历史上最臭名昭著的核事故：三里岛（TMI）事件中。
1979 年 3 月 28 日，宾夕法尼亚州米德尔敦附近三里岛核电站 2 号机组发生部分熔毁——核燃料棒因裂变副产物的放射性衰变而过热。如果不加以控制，熔毁会将过热燃料通过其周围的钢材和混凝土输送出去，从而损坏或摧毁反应堆，并向环境中释放极高水平的辐射。
当地时间凌晨 4 点左右，向 2 号机组输送冷却水的主泵发生故障，并且由于警报声和闪烁的警告灯引起的混乱，操作反应堆的人员错误地认为堆芯中水太多，并关闭了紧急泵，从而进一步减少了到达反应堆的冷却剂的数量，使情况变得更糟。在三个小时内，核燃料自身煮干，然后冲破锆包壳，开始在反应堆内部熔化。“如果他们双手放在口袋里，一切都会好得多，”曾担任亚利桑那州和纽约州帕洛维德和印第安点核电站反应堆操作员，现任美国核管理委员会（NRC）培训师的加里·卡拉威指出。
在问题解决之前，一半堆芯已经熔化，但它从未突破旨在容纳它的钢材和混凝土墙，并且只释放了少量排出的放射性蒸汽、其他气体和水——据美国核学会（ANS）（一个行业组织）称，足以给该电站 10 英里（16 公里）范围内的居民带来平均 8 毫雷姆的剂量，与胸部 X 光检查的剂量相同。
尽管如此，三里岛事故实际上阻止了美国第一轮核电站建设。这种操作员错误也是全球核电行业许多最严重灾难的背后原因，包括乌克兰（当时是苏联的一部分）的切尔诺贝利事件，1986 年 4 月 26 日，一个反应堆在苏联操作员在实验过程中犯下了一系列错误后，冲破了其安全壳发生了爆炸。“你不能对愚蠢行为进行监管，”美国核管理委员会（NRC）专业技术培训经理约翰·里奇说。“据我所知，我们从未用核电站杀死过任何人。”
根据世界卫生组织的数据，切尔诺贝利直接导致至少 56 人死亡，甚至可能多达 4,000 人死亡，尽管其他估计有所不同，并且放射性物质扩散到英国。三里岛核电站从未被最终证实与任何死亡或健康影响有关，尽管有些人可能接受了高达 100 毫雷姆的辐射剂量。一个普通美国人每年平均会受到来自太空宇宙射线等天然辐射源的 360 毫雷姆辐射。
而且，核电站在美国已经运行了 50 年，没有使工人或周边地区的居民暴露在过量的辐射中。“辐射是普通的，它是一种弱致癌物，”美国核管理委员会 (NRC) 的高级健康物理学家罗德·里德说。“它会导致非常普通的变化，而不是三眼鱼。”
事实上，据橡树岭国家实验室的研究人员称，典型的燃煤发电厂每年使当地居民暴露在多达 18 毫雷姆的辐射中，而核电站每年排放的辐射量不到 6 毫雷姆。
里德补充说：“应该尊重辐射，而不是害怕辐射。”
最终，核电站的安全性取决于其各种安全系统的运行，从冷却水到控制核反应的控制棒。这种关闭被称为“急停”。（它们的名称来源于第一个原始反应堆上用绳子移动的安全控制棒。为了防止失控反应，一名持斧人随时准备真正地砍断绳子，如果即将发生堆芯熔毁，这将使控制棒落下并停止核裂变——所以实际上是安全控制棒斧头人。）急停可能因冷却剂损失到辅助电源损失等各种原因而发生。
而且，近年来，随着对新部件需求的激增，出现了一个新问题：假冒伪劣。美国核管理委员会发现，在两个设施中存在假冒且可能存在故障的阀门和断路器——这些阀门和断路器实际上并未经过验证能够承受核电站的严酷考验——这是根据 2008 年的一份通知得出的结论。“这些最近的例子尚未进入我们核电站的安全系统，但我相信您能理解，如果发生这种情况，情况的严重性，”美国核管理委员会委员彼得·里昂在去年 6 月向美国核学会发表的演讲中说。“随着新电站的建设，零部件的流动量将会激增，我们所有人都必须保持警惕。”
“一般来说，核工业是一个符合我们最大利益的行业，每个人都应该建造安全可靠的电站，”新泽西州普林斯顿的公用事业公司 NRG Energy 的战略、环境和核发展执行副总裁史蒂夫·温在 2007 年接受《大众科学》采访时说。“我们所有人都和团队中最薄弱的成员一样好。”
统计风险
根据美国核管理委员会的数据，核电站运营商和建设者的目标是将严重事故的风险降低到每 100,000 年或更长时间少于一次。“没有零风险这种东西，”委员会的里奇说。“我们不能保证完美保护。”
但是，美国核工业已经发生过一次堆芯损坏事件——三里岛 2 号机组——“所以我们已经打破了目标，”佛蒙特州扬基核电站和詹姆斯·A·菲茨帕特里克（纽约州奥斯威戈附近）核电站的前操作员、现任美国核管理委员会培训师的里克·德韦瑟利说。
而且，即使在三里岛事件中，也避免了一场灾难，尽管附近的居民被疏散，受损的 2 号机组等待拆除。最近，戴维斯-贝斯的问题导致一名独立承包商被判入狱，FirstEnergy 支付了 3350 万美元的民事和刑事罚款——而且没有发生事故。“该机构致力于确保此类事件不再发生，”美国核管理委员会的伯内尔说。
但是，老化的核电站可能会使这个目标无法实现。2006 年，美国核管理委员会批准佛蒙特州扬基提高其运行温度，以产生更多电力。2007 年，佛蒙特州核电站的木制冷却塔中一个下垂的支架导致冷却管爆裂，例如，去年，即使是一个新的支架也下垂得足以导致管道泄漏。
而人为错误导致佛蒙特州扬基核电站的运营商错放了两段乏燃料棒，这是核材料的长期问题。曼哈顿计划的钚最终落在了华盛顿州汉福德核废料场的保险箱中，美国能源部在 1996 年对该国生产的所有高浓缩铀进行的调查显示，有 3.2 吨的铀失踪了。世界上大多数与辐射相关的致命事故都是由于这种错放或处理不当的放射性物质造成的，例如巴西戈亚尼亚的事故，其中两名废品场工人死于辐射中毒。
与此同时，佛蒙特州扬基以每千瓦时 5 美分的价格提供该州多达三分之一的电力，远低于任何其他发电来源，并为该地区提供 220 个就业岗位。它已经相对安全地运行了 35 年，美国核管理委员会目前正在考虑是否延长其许可证，使其运行到 2032 年，再延长二十年。
“它是仍在运行的最古老的核电站，并面临着从冷却塔倒塌到丢失乏燃料棒的无数问题，”在佛蒙特州吉尔福德附近的核电站长大的工会组织者奥娜·亚当斯说。“小时候，我们有一个由佛蒙特州扬基提供的广播电台，该电台广播天气，也作为早期预警设备。早期预警对孩子们来说不是一个好词，我们在学校、家里以及每月第一个星期六警报器发出测试国歌时都听到了这个词。”
自 2000 年以来，已向 51 座核电站授予了类似的延期，另外 19 座核电站正在等待批准，其中包括新泽西州的牡蛎溪核电站。“我们不认为核电是一种宗教信仰，它是一种商业行为，”拥有 17 座核电站（包括牡蛎溪）的埃克西隆公司通讯副总裁克雷格·内斯比特说。“这个国家核电的未来很大程度上取决于我们如何继续运营这些核电站。我们在美国核电站运营方面有着相当好的记录，而且必须继续保持下去。我们必须继续获得公众和政治对这个国家核电的支持。我们自己掌握着其中的关键。”