從海參崴核設(shè)施事故淺談我國提升應(yīng)對境外核風(fēng)險能力的建議

祝賀，岳峰，王敏，喬清黨，劉彬，郭海峰，馮建平

(1.生態(tài)環(huán)境部東北核與輻射安全監(jiān)督站，遼寧 大連， 116001；2.生態(tài)環(huán)境部核與輻射安全中心，北京， 100082；3.遼寧紅沿河核電有限公司，遼寧 大連， 116001)

根據(jù)國家核安全相關(guān)政策分析，國外發(fā)生的核事故影響我國邊境地區(qū)核與輻射安全，是我國當(dāng)前面對的重要核安全風(fēng)險之一。近年來隨著福島核事故的發(fā)生，對我國造成輻射影響的境外核試驗、核事故及輻射事故越來越引起我們的重視。結(jié)合當(dāng)前實際形勢，對東北邊境地區(qū)核與輻射安全這一熱點問題做了深入研究，發(fā)現(xiàn)距離我國邊境僅50 km的海參崴，作為俄羅斯太平洋艦隊基地，有大量核潛艇在這里維護、換料和退役，歷史上此地也發(fā)生過核潛艇反應(yīng)性失控爆炸事故，造成大量的放射性物質(zhì)泄漏。因此，海參崴地區(qū)的核風(fēng)險需引起關(guān)注，并應(yīng)做好充分的應(yīng)對準備。

1 東北邊境局部地區(qū)人口和環(huán)境現(xiàn)狀

海參崴地區(qū)主要風(fēng)向為東南風(fēng)、南風(fēng)和北風(fēng)，根據(jù)地理位置，影響我國吉林和黑龍江省局部地區(qū)的主要有東南風(fēng)、南風(fēng)、東風(fēng)和東北風(fēng)。以2017年為例，這4種風(fēng)向的全年分布率超過40%，年均風(fēng)速6 m/s。因此，海參崴的放射性物質(zhì)極易擴散到我國邊境地區(qū)。

如圖1所示，以海參崴為中心，周邊300 km范圍為例，涵蓋了我國吉林省延邊朝鮮族自治州，黑龍江省牡丹江、雞西和七臺河市，該地區(qū)共有人口近800萬，總面積約11萬km2，其中耕地面積超過3 000萬畝，此外還包括園地、林地和水域等大量優(yōu)質(zhì)生態(tài)資源。一旦海參崴地區(qū)核設(shè)施事故產(chǎn)生的放射性影響到該地區(qū)，將對我國東北地區(qū)經(jīng)濟和社會帶來重大影響。

2 東北局部地區(qū)境外核風(fēng)險分析

2.1 歷史上中俄邊境發(fā)生過重大核事故

1985年8月10日，前蘇聯(lián)E-2級核潛艇K-431號在位于海參崴東南方60 km Chazhma灣(距離我國約100 km)換料時，工作人員發(fā)現(xiàn)反應(yīng)堆頂蓋密封不嚴異常后，未按規(guī)定上報，違規(guī)處理，導(dǎo)致頂蓋及保護裝置被超限提高，反應(yīng)堆發(fā)生了不受控的鏈式反應(yīng)。事故造成潛艇爆炸，總活度約2.6×1017Bq的放射性物質(zhì)擴散到周邊區(qū)域，290人所受照射劑量超過50 mSv，為去除污染，俄方拆除了大量被放射性污染的建筑，周圍區(qū)域土地被直接推掉1～2 m[1]。

當(dāng)時由于消息封鎖，外界對其知之甚少，直至蘇聯(lián)解體后，該事故才逐漸浮出水面。鑒于當(dāng)時我國的輻射監(jiān)測條件，這起事故對我國的影響只能通過理論研究回溯估量。

圖1 海參崴及周圍300 km區(qū)域

2.2 東北局部地區(qū)依然面臨境外核風(fēng)險

從1957到1998年前蘇聯(lián)建造了248艘核潛艇，截止1998年，位于海參崴的太平洋艦隊仍有大約40艘核潛艇在服役，還有超過60艘在等待退役拆解。俄羅斯核潛艇通常裝備兩個反應(yīng)堆，因此在海參崴就有超過100個反應(yīng)堆， 這些反應(yīng)堆的運行、維護、退役和拆解，都會不同程度引入核風(fēng)險。據(jù)報道，英國皇家海軍德文郡核潛艇基地僅5年間就發(fā)生了200余起各類核事故[2]，而歷史上發(fā)生重大事故的核潛艇更是超過半數(shù)來自前蘇聯(lián)，僅海參崴在1985年前就發(fā)生過5起核潛艇反應(yīng)性事故[3]。如果海參崴太平洋艦隊核潛艇一旦發(fā)生核事故，釋放的放射性物質(zhì)極易對我國靠近海參崴的東北局部地區(qū)造成影響。

2.2.1核潛艇使用引入核風(fēng)險

北大西洋公約組織出具了一份《國防相關(guān)裝置和活動產(chǎn)生的跨境環(huán)境問題最終分析報告》，評估了停泊在俄羅斯西北部科拉半島俄北方艦隊核潛艇的假想事故及影響，研究表明，系泊核潛艇的反應(yīng)堆事故造成人員死亡的風(fēng)險與陸基商用反應(yīng)堆相當(dāng)，且在事故發(fā)生最初的48小時內(nèi)，科拉半島摩爾曼斯克地區(qū)人員即會受到mSv水平的輻射劑量[4]。

同時這些潛艇的日常換料操作也極易造成放射性物質(zhì)釋放，相比美國的干船塢換料模式，俄羅斯目前采用的是浮動服務(wù)船換料方法，但其使用的例如PM124型服務(wù)船服役已超過30年，超出其使用壽命，換料設(shè)備的不可靠性也會額外引入安全風(fēng)險。此外除上面介紹的Chazhma灣K-431號核潛艇爆炸事故，俄羅斯還有3艘核潛艇在卸料過程中發(fā)生過嚴重事故[5]，但由于相關(guān)公開資料較少，具體事故細節(jié)還不得而知。由此可以看出，核潛艇反應(yīng)堆的安全風(fēng)險絕不低于商用反應(yīng)堆，且其日常運行和維護都極易造成放射性物質(zhì)泄漏事故。

2.2.2核潛艇退役引入核風(fēng)險

截至1995年，俄羅斯有超過100艘潛艇處于不同的退役狀態(tài)，由于乏燃料儲存基地和服務(wù)船儲存能力所限，只有部分潛艇拆除了乏燃料，一些乏燃料已經(jīng)在退役潛艇上儲存超過了15年[5]，由于退役潛艇的反應(yīng)堆部件已超過使用壽命，且缺乏安全監(jiān)控設(shè)備，在退役潛艇上長期儲存乏燃料勢必會增加放射性泄漏風(fēng)險。

同時對于受損和非標(biāo)準乏燃料的處理問題仍面臨困難，例如太平洋艦隊有三艘反應(yīng)堆受損的潛艇，由于需要研發(fā)新的處理方式而遲遲無法卸料。此外，燃料服務(wù)船Leost號的儲存隔間中也包含一些嚴重受損的乏燃料，且其中充滿了混凝土，后續(xù)處理風(fēng)險也很高。關(guān)于這些損壞和非標(biāo)準的乏燃料處理進展和過程，急需得到各方的重點關(guān)注。

2.2.3放射性廢物管理引入核風(fēng)險

核潛艇退役拆解產(chǎn)生的放射性廢物管理也會對地區(qū)核安全帶來隱患。類比俄羅斯北方艦隊，其核潛艇退役拆解產(chǎn)生的23 000根乏燃料棒和23 t核廢料貯存在距離挪威和芬蘭邊境50 km的Andreyeva灣，自上世紀80年代，該地發(fā)生過多次放射性泄漏事件，導(dǎo)致放射性物質(zhì)污染河流并排入巴倫支海[6]。再看距離我國邊境僅100 km的太平洋艦隊Shkotovo放射性廢物處置場，目前在固體和液體廢物管理上，同樣也面臨著儲存設(shè)施數(shù)量不足、設(shè)備老化、非標(biāo)準和損壞燃料處置困難、經(jīng)費不足、專業(yè)人員技能水平下降等多重問題，這些都對俄太平洋艦隊放射性廢物的安全管理帶來了嚴峻挑戰(zhàn)。

這些俄方核潛艇廢物處理問題早已引起相關(guān)鄰國的關(guān)注，其中芬蘭和挪威建設(shè)了大量的輻射環(huán)境自動監(jiān)測站，并主動出資幫助俄方處理放射性物質(zhì)擴散問題，美國以三哩島損壞燃料處理經(jīng)驗為基礎(chǔ)與俄羅斯開展雙邊合作，日本更是提供1億美元用于協(xié)助廢物管理。這些合作都志在提升俄羅斯處理軍用核廢物的能力，降低其威脅環(huán)境的風(fēng)險。

3 我國當(dāng)前應(yīng)對境外核風(fēng)險能力分析

3.1 邊境輻射應(yīng)急監(jiān)測能力建設(shè)取得的進展

根據(jù)國家核安全戰(zhàn)略，結(jié)合當(dāng)前國際形勢，近年來我國針對境外核風(fēng)險做了重點部署，制定了專項應(yīng)急預(yù)案，進行了多次應(yīng)急演習(xí)和應(yīng)急監(jiān)測培訓(xùn)，針對性地建設(shè)了一批輻射環(huán)境自動監(jiān)測站和分析實驗室，從國家到地方基本建立了完備的應(yīng)急組織體系。但東北地區(qū)地域廣袤，圍繞著綿長的邊境線，境外核風(fēng)險形勢復(fù)雜，為持續(xù)提升自身應(yīng)對能力，還應(yīng)做到全面了解，均衡部署，開展國際合作，做好技術(shù)儲備。

3.2 當(dāng)前存在問題和不足

3.2.1監(jiān)測體系尚不夠優(yōu)化

(1)應(yīng)急監(jiān)測設(shè)備布置不夠優(yōu)化。目前，我國在東北地區(qū)分別建設(shè)了前線中心實驗室和應(yīng)急指揮部。但國家支援力量相對集中，部分區(qū)域的應(yīng)急監(jiān)測力量嚴重不足。由于缺少前線實驗室，導(dǎo)致部分城市的樣品需頻繁送往哈爾濱，這幾個城市距離哈爾濱都超過300 km，北方冬天持續(xù)時間長，氣候條件惡劣，且該地多山區(qū)，交通路況不穩(wěn)定，極易影響樣品的輸送，導(dǎo)致應(yīng)急期間無法及時獲取前方輻射信息，制約應(yīng)急決策和行動的開展。同時對比俄北方艦隊核潛艇放射性廢料存放點摩爾曼斯克300 km范圍內(nèi)，芬蘭和挪威兩國共建立了23個輻射環(huán)境自動監(jiān)測站[7]，我國在海參崴周圍300 km范圍內(nèi)的輻射環(huán)境自動監(jiān)測站布置略顯不足。如后續(xù)增加該地區(qū)自動監(jiān)測站數(shù)量，更會凸顯出樣品運送困難這一主要矛盾。

(2)輻射監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)不完善。德國、比利時、荷蘭、芬蘭等國的監(jiān)測站設(shè)置密度很高, 監(jiān)測點間的平均距離約13～15 km，與他們相比我國目前已投運的輻射環(huán)境自動監(jiān)測站只有167個，應(yīng)急監(jiān)測網(wǎng)點還需持續(xù)完善。

(3)地市輻射監(jiān)測力量不足。目前，雖然東北三省省級生態(tài)環(huán)境廳均分別設(shè)有輻射環(huán)境管理部門和獨立的輻射環(huán)境監(jiān)測機構(gòu)，黑龍江、吉林兩省地市一般均設(shè)有專門的輻射站或輻射科。但實際地市級的輻射監(jiān)測人員通常只有1～2人，且大多為兼職。根據(jù)邊境應(yīng)急期間的監(jiān)測要求，前期需要每6小時采集并向省站實驗室運送一次樣品，考慮實際工作人數(shù)、技能要求和突發(fā)天氣等影響因素，缺少替換人員，只能短時間內(nèi)應(yīng)對監(jiān)測任務(wù)，如果受外界影響，極易出現(xiàn)監(jiān)測力量不足的問題。

3.2.2缺乏國際合作

切爾諾貝利事故后，歐盟加強了核事故輻射監(jiān)測數(shù)據(jù)交換平臺和預(yù)警系統(tǒng)的建設(shè),在歐洲各國輻射環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上開發(fā)了歐洲委員會輻射緊急通知系統(tǒng)(ECURIE) 和歐洲輻射環(huán)境實時監(jiān)測數(shù)據(jù)交換平臺(EURDEP)。在EURDEP上可以查詢歐盟、美國、俄羅斯西部、日本、非洲地區(qū)等30多個國家的輻射監(jiān)測信息(見圖2)[7]，但通過圖2可以看出，該平臺只有俄羅斯西部地區(qū)的輻射監(jiān)測數(shù)據(jù)，不利于我國了解俄羅斯遠東地區(qū)的核風(fēng)險。目前在中俄全面戰(zhàn)略協(xié)作伙伴關(guān)系框架下，兩國在能源、環(huán)保等領(lǐng)域的合作日益深入，核與輻射安全監(jiān)管領(lǐng)域的合作也正面臨新的發(fā)展機遇。目前兩國雖定期召開核安全合作協(xié)調(diào)會及技術(shù)研討會，但還未見雙方簽署核設(shè)施風(fēng)險信息互通互利的核安全協(xié)定。

3.2.3境外核風(fēng)險信息掌握不足

研究過程中，我們充分感受到目前我國對境外核風(fēng)險信息掌握不足的現(xiàn)狀，缺乏相關(guān)技術(shù)資料，可獲取信息陳舊，尤其涉軍核設(shè)施，外方消息封鎖嚴重，缺乏了解途徑。由于缺少周邊國家核風(fēng)險相關(guān)資料，導(dǎo)致在日常期間無法區(qū)別和關(guān)注重點邊境區(qū)域，不能有針對性地部署輻射監(jiān)測力量。應(yīng)急期間不能第一時間掌握和了解境外核事故的基本信息，影響應(yīng)急決策制定和行動開展。

3.2.4境外核風(fēng)險預(yù)估研究不足

前蘇聯(lián)K-431核潛艇事故公開后，日本迅速開展了相關(guān)科學(xué)研究，根據(jù)已知源項和氣象條件，模擬了日本在該次核事故中的受影響程度，不僅彌補了對該次事故影響認識的空白，還為后續(xù)類似事故的分析應(yīng)對提供參考。目前我國針對核事故后果的分析方法多樣，但對于模擬境外核事故的分析研究較少。

4 建議

4.1 優(yōu)化監(jiān)測體系，加強重點區(qū)域應(yīng)急監(jiān)測能力

借鑒國外輻射監(jiān)測事業(yè)的發(fā)展經(jīng)驗，繼續(xù)加強應(yīng)急監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，持續(xù)完善重點邊境地區(qū)輻射環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測站的建設(shè)工作，優(yōu)化部署區(qū)域內(nèi)監(jiān)測力量，針對重點區(qū)域，結(jié)合實際地理條件，新建區(qū)域?qū)嶒炇遥嗅槍π缘靥嵘攸c區(qū)域的輻射監(jiān)測能力。同時還應(yīng)重視邊境地市輻射監(jiān)測隊伍的建設(shè)，充分考慮各種因素的影響，做到人員有備用，能力穩(wěn)提升，杜絕出現(xiàn)“空架子”，影響應(yīng)急期間的輻射監(jiān)測工作。

4.2 加強國際合作

我們在注重自身核安全保障的同時，還應(yīng)加強對外交流，開展國際合作，共享信息資料，與鄰國簽署或完善核安全協(xié)定，以實現(xiàn)核風(fēng)險、資源和信息互通互利，利用他國輻射監(jiān)測站點的信息，可以減少自身輻射監(jiān)測資源的投入，形成為我所用的全球輻射監(jiān)測信息網(wǎng)絡(luò)。

4.3 加強對周邊國家潛在核風(fēng)險的調(diào)研

開展對我國周邊國家核設(shè)施的專項調(diào)研，提前掌握境外核風(fēng)險信息，有針對性地部署應(yīng)急響應(yīng)力量，相關(guān)資料作為我國應(yīng)對境外核事故文件體系的重要組成部分。

4.4 加強對周邊核設(shè)施風(fēng)險預(yù)估的研究

建議相關(guān)技術(shù)單位使用CRDOS等系統(tǒng)[8]對我國周邊境外核設(shè)施事故開展先期模擬研究，有利于在應(yīng)急情況提前推演核事故相關(guān)信息，為應(yīng)急決策和行動提供參考。