起源基本意義 為了保證核與輻射安全,取得公眾的信賴,世界各國在核技術的研究、開發和套用中,在核設施設計、建造、運行和退役過程中,採取了一系列技術措施及管理措施,制定了一整套理論和原則,以法律和法規的形式頒布並嚴格實施。
但是,核設施不可避免會發生事故,一旦發生事故,為了避免誤傳、誤導、謠言、誇大、縮小、隱瞞等現象的發生,使公眾和媒體及時而準確地了解真相,國際原子能機構(IAEA)在1986年主持制定了《及早通報核事故公約》,我國於1986年9月26日簽署了該公約。
核事件是十分複雜的,如果使用專業性的術語進行通報,缺少專業知識的公眾和媒體很難理解其所達到的程度,這就需要有一種易於理解的統一的術語向公眾媒體通報核設施所發生事故的嚴重程度,使核工業界、新聞界和公眾取得對事故的共同理解。為此目的,1990年國際原子能機構(IAEA)和聯合國經濟合作與發展組織核能機構(OECD/NEA)共同組織國際核能專家編制了國際核事件分級表,並於1991年4月使用。目前,國際核事件分級表在全世界有60多個國家使用。
分級表 國際核事故分級表把核事故共分7級,其中將對安全沒有影響的事故劃分為0級,影響最大的事故評定為7級。根據是否有輻射對公眾產生影響,核事故又被劃分為2個不同的階段,其中1級到3級被稱為核事件,而4級到7級才被稱為核事故,0級在事故評定範圍中,稱為偏差。
級別
說明
準則
實例
偏差
0級
偏差
安全上無重要意義
2008年斯洛維尼亞科斯克核電站事件
事 件
1級
異常
超出規定運行範圍的異常情況,可能由於設備故障,人為差錯或規程有問題引起。
2009年
法國 諾爾省 葛雷夫蘭核電站事件2010年中國大亞灣核電站事件)
2級
事件
安全措施明顯失效,但仍具有足夠縱深防禦,仍能處理進一步發生的問題。 導致工作人員所受劑量超過規定年劑量限值的事件和/或導致在核設施設計未預計的區域記憶體在明顯放射性,並要求糾正行動的事件。
卡達哈希核電站事件
3級
重大事件
放射性向外釋放超過規定限值,使用照射最多的廠外人員受到十分之幾毫西弗量級劑量的照射。無需廠外保護性措施。 導致工作人員受到足以產生急性健康影響劑量的廠內事件和/或導致污染擴散的事件。 安全系統再發生一點問題就會變成事故狀態的事件,或者如果出現某些始發事件,安全系統已不能阻止事故發生的狀況。
1989年西班牙范德略斯核電廠事件 1955-1979年英國塞拉菲爾德核電站事件 2011年日本福島第二核電站事件(其中1、2和4號機組均發生不同程度的核事件)
事 故
4級
沒有明顯廠外風險的事故
放射性向外釋放,使受照射最多的廠外個人受到幾毫西弗量級劑量的照射。由於這種釋放,除當地可能需要採取食品管制行動外,一般不需要廠外保護性行動。 核裝置明顯損壞。這類事故可能包括造成重大廠內修復困難的核裝置損壞。例如動力堆的局部堆芯熔化和非反應堆設施的可比擬的事件。 一個或多個工作人員受到很可能發生早期死亡的過量照射。
1973年英國溫茨凱爾後處理裝置事故 1980年法國聖洛朗核電廠事故 1983年阿根廷布宜諾斯艾利斯臨界裝置事故 1993年俄羅斯托木斯克核事故 1999年日本東海村JCO臨界事故 2006年比利時弗勒呂核事故
5級
具有廠外風險的事故
放射性物質向外釋放(數量上,等效放射性超過1014-1015Bq I-131)。這種釋放可能導致需要部分執行應急計畫的防護措施,以降低健康影響的可能性。 核裝置嚴重損壞,這可能涉及動力堆的堆芯大部分嚴重損壞,重大臨界事故或者引起在核設施內大量放射性釋放的重大火災或爆炸事件。
1952年加拿大恰克河核事故 1957年英國溫思喬火災(溫茨凱爾反應堆事故) 1979年美國三哩島核電站事故 1987巴西戈亞尼亞醫療輻射事故
6級
重大事故
放射性物質向外釋放(數量上,等效放射性超過1015-1016Bq I-131)。這種釋放可能導致需要全面執行地方應急計畫的防護措施,以限制嚴重的健康影響。
1957年蘇聯基斯迪姆後處理裝置(現屬俄羅斯)事故(克什特姆核事故)
7級
特大事故
大型核裝置(如動力堆堆芯)的大部分放射性物質向外釋放,典型的應包括長壽命和短壽命的放射性裂變產物的混合物(數量上,等效放射性超過1016Bq I-131)。這種釋放可能有急性健康影響;在大範圍地區(可能涉及一個以上國家)有慢性健康影響;有長期的環境後果。
1986年蘇聯車諾比核電站(現屬烏克蘭)事故 2011年日本福島第一核電站事故
主要內容 使用範圍
核電廠以及與民用核工業相關的所有設施,放射性材料運輸以及與放射性材料(或輻射)有關的任何事件。它不對工業事故或其他與核(或放射性)作業無關的事件進行分級,這些與核無關的事件被定為“分級表以外”的事件。例如:汽輪機主軸振動,發電機定子繞組短路等只影響汽機和發電機可用性的故障,儘管是可能引起停機的事故,但因為不涉及核安全,仍被歸類為“分級表以外事件”。同樣,核設施發生的火災事故,只要不涉及核安全,也被歸類為“分級表以外的事件”。
分級的總說明
分級表將核事件分為7級:較高的級別(4~7級)被定為“事故”;較低的級別(1~3級)為“事件”。不具有安全意義的事件被歸類為零級,定為“偏離”。與安全無關的事件被定為“分級表以外”。
分級表示意圖 分級的具體說明
0級——偏離(或一般事件),不會對核電站的核安全造成影響。
1級——異常,核動力廠運行偏離規定的功能範圍。這一級別對外部沒有任何影響,僅為內部操作違反安全準則,或出現可能涉及安全運行的微小問題。2010年10月23日大亞灣核電站在大修檢查時發現輔助冷卻系統管道裂紋(11月16日管道更換完畢),最終評估為這一級事件。
2級——事件,核動力廠運行中發生具有潛在安全後果的事件。對外部沒有影響,但是內部可能有核物質污染擴散,或者直接過量輻射了員工或者操作嚴重違反安全規則。世界上大部分內部輕微核泄漏事件都被歸入這一級。
3級——重大事件,核動力廠的縱深防禦措施受到傷害。廠內嚴重污染,工作人員受到過度的輻射。向廠外環境釋放極少量放射性物質,公眾受到的照射遠低於規定限值。很小的內部事件,外部放射劑量在允許的範圍之內,或者嚴重的內部核污染影響至少1個工作人員。這一級別事件包括1989年西班牙Vandellos核事件,當時核電站發生大火造成控制失靈,但最終反應堆被成功控制並停機。
4級——沒有明顯廠外風險的事故(主要在核設施內的事故),核動力廠反應堆堆芯部分損壞,對工作人員具有嚴重的健康影響。向廠外環境釋放少量放射性物質,但明顯高於正常標準的核物質被散發到工廠外,公眾受到規定限值量級的照射。
5級——具有廠外風險的事故,核動力廠反應堆堆芯嚴重損壞。向廠外環境有限度地釋放放射性物質,需要部分地實施當地應急計畫。目前總計有4起核事故被評為此級別,其中包括1979年美國三里島核事故。其餘三起分別發生在加拿大,英國和巴西。
6級——重大事故(或嚴重事故),核動力廠向廠外明顯的釋放放射性物質,需要全面地實施當地應急計畫。一部分核污染泄漏到工廠外,需要立即採取措施來挽救各種損失
7級——特大事故(或極嚴重事故),核動力廠向廠外大量釋放放射性物質,產生廣泛的健康和環境影響,這一級別歷史上僅有兩例,為1986年車諾比核事故和2011年日本將福島第一核電站核泄漏事故
分級表使用中的若干問題
評定程式
第一步:檢查事件是否是與放射性材料或輻射有關的事件,以及放射性材料運輸中發生的事件。如果是工業事故或其他與核或放射作業無關的事件,則被定為“分級表以外”的事件。
第二步:對於與放射性材料或輻射有關的事件,以及放射性材料運輸中發生的事件,需要分別考慮廠外影響、廠內影響和縱深防禦三方面對事件加以定級。
第三步:選取三者中定級最高者。參與評定程式的人員都是核工業界的資深專家。
分級表使用時機
國際原子能機構要求各成員國在發生2級及以上的核事件以及引起新聞媒介和公眾關注的核事件時,迅速定級並在24小時內通知國際原子能機構。
分級表為事件發生後即刻使用而設計,不過,在有些情況下需要較長的時間對事件後果進行了解和定級。在這些少見的情況下,可先臨時定級,待日後確認。事件還可能因為得到進一步的信息而需要重新定級。
其他
儘管分級表適用於所有裝置,但實際上不可能適用於某些類型的設施發生的涉及有相當數量的放射性物質向環境釋放的事件。對於這些設施,分級表的最高級別將不適用。這些設施包括研究堆、未輻照核燃料處理設施和廢物儲存場所。
分級表並不替代國家和國際上為事件技術分析和向安全主管部門報告所採用的準則。它也不構成每個國家現有的處理放射學事故的正式應急安排的一部分。
鑒於經常能從重要性相對較小的事件中獲得重要的經驗,分級表不宜作為選擇運行經驗反饋事件的基礎。
最後,分級表也不宜用來比較各國之間實際的安全狀況。每個國家在向公眾報告較小事件方面都有不同的安排,而且很難保證在國際上對0級和1級之間界限上事件分級有一致的精確性。分級表上2級及以上的事件的信息一般是可以得到的,但從統計學上看這些事件的數目很小,並且每年都有變化,很難提供有意義的國際比較。
國際案例 以下給出歷史上已經發生的4級和4級以上的核事故實例。
4級事故——廠外無顯著風險
1955年-1979年 英國溫茨凱爾共發生5起4級放射性物質泄露事故。其中,有2起是從核電站的一個建築向另一個建築轉移的過程中泄露的;有2起是從核電站的建築堆(stack)泄露的;有1起是由核電站一個建築的容器中,由於放熱反應而泄露的。這些事故雖不是同一時段發生,但一般都概括統稱為該核電站的1起4級事故;
1961年1月,美軍的一個實驗型反應堆發生蒸汽爆炸並熔毀,造成3名操作員死亡。這是美國境內發生的唯一一起致死(fatal)核事故。事故泄露的放射性碘元素主要散布在愛達荷州的沙漠中,因此危害不大。事故的原因是用於吸收中子的控制棒存在設計缺陷,在啟動核電站時,突然拔出控制棒導致功率驟增。後來的設計吸取的事故的經驗,被稱為“卡棒準則”("one stuck rod" criterion);
1969年10月,法國聖洛朗核電站的一個氣冷堆中,有50kg的鈾燃料熔化。1980年3月,該電站的反應堆由於石墨退火(annealing)導致反應堆部分熔化,但沒有造成放射性物質泄露,這是以核電為主要發電方式的法國到目前為止最嚴重的一起事故;
1983年9月,阿根廷布宜諾斯艾麗絲的RA-2反應堆重新布置燃料棒時發生臨界事故,造成1死2傷;
1977年2月,前捷克斯洛伐克的Bohunice核電站中,由於設計缺陷,以及工人沒有移除新燃料棒上的防潮包裝,導致冷卻異常,反應堆過熱,冷卻迴路損壞。拆除設備和去污工作要到2033年才能結束;
1999年9月,日本茨城縣那珂郡東海村JCO核燃料製備廠發生一起臨界事故 。有667人被受到不同程度的輻射(主要在3mSv到23mSv之間),3名受到嚴重輻射(3到17Sv之間)的工作人員有2人死亡。事故的原因是工人往一個並非用於容納硝酸鈾醯溶液的容器中加入了過多的鈾,超過臨界質量後,引發了臨界反應。溶液中的水作為中子減速劑,助長了反應的發生。1天后工人排乾了水,並加入了硼酸,停止了臨界反應。事故的原因被定性為“人為失誤和嚴重違反安全章程”。
5級事故——具有廠外風險
1957年10月,英國溫茨凱爾1號反應堆發生火災,釋放了大量放射性元素,隨後周邊500平方公里地區1個月內出產的牛奶被銷毀。此次事件中,參與清理工作的人員受到的輻射劑量最大,但2000年的一項研究指出沒有發現其長期健康受到了損害。事故的原因是人員誤操作導致150根工藝管熔化,反應堆石墨起火,持續了3天;
1979年3月,美國三哩島核電站2號機組發生嚴重的失水事故,堆芯部分熔化,放射性物質釋放到了安全殼中。由於安全殼良好的發揮了功能,事故並沒有造成太嚴重的輻射,周圍80km的200萬居民中,平均每人增加的劑量還不如帶一年夜光表或看一年彩電的。但美國國家核管會由於缺乏經驗,錯誤地發出撤離警告,導致8萬人驚慌撤離的混亂中,有3人被擠死。事故的原因是機械設備故障和人員連續誤操作,同時也跟控制室指示器的界面設計缺陷有關。這次事故導致對主控制室、運行規程和人員培訓進行了重大改進,對嚴重事故分析及應急對策高度重視,從而提高了核電站運行的安全性;
1952年12月,加拿大恰克河的一個反應堆由於機械故障和人員失誤,導致功率驟增,發生氫氣爆炸,堆芯損毀。監測結果表明事故沒有造成放射性污染,也沒有造成間接財產和人員傷害;
1987年9月,巴西戈亞尼亞某放療機構將裝有銫-137的放療機廢棄,但未將放射源取出,後被人偷走賣給了廢品收購站。廢金屬商將容器打開,使粉末狀的放射性物質散落,由於其顏色鮮艷好看,使許多人將其裝入衣袋、放在床或塗在身上。這次事故造成7個主要污染區和85間房屋受到污染,查出121人體內受到銫-137污染,4人死亡。
6級事故——重大事故
1957年9月,位於前蘇聯烏拉爾南部的克什特姆鎮附近的放射性廢物儲物罐的冷卻系統失靈,液體廢物逐漸變乾,剩下的硝酸銨和醋酸鹽發生了劇烈爆炸,1米厚的混凝土頂蓋被炸開,大量放射性物質外泄,波及面積達2萬多平方千米。這次事故僅次於車諾比核事故。1周后約1萬名民眾被疏散,他們並不清楚疏散原因。直到1990年前蘇聯政府才將此次事故的檔案解密。
7級事故——特大事故
1986年4月,前蘇聯烏克蘭境內的車諾比核電站4號機發生爆炸。這是人類歷史上最嚴重的一次核事故。周邊地區共有約3萬多平方公里的土地遭受了嚴重污染。確診為不同程度急性放射病者134人,有28人在數周內死亡,另有2人死於化學爆炸和燒傷,有14人在10年內死亡。聯合國原子輻射效應科學委員會(UNSCEAR)在研究和分析大量已有資料的基礎上得出的結論是:“除受照兒童可觀察到甲狀腺癌增加外,在車諾比13年後沒有發現與電離輻射相關的主要公眾健康影響。沒有觀察到與電離輻射可能有關的總的癌發生率或死亡率的增加;甚至在事故清理工作人員或兒童中,作為輻射照射最靈敏的指標之一的白血病也沒有增高。在與電離輻射相關的其他的非腫瘤疾病(軀體的或神經性的)方面,沒有增加的科學證據;
2011年3月11日,日本東北發生毀滅性的9.0級地震和海嘯,地震引起的斷電以及大規模損毀了核反應堆機組與電力網的連線,只能倚賴緊急柴油發電機驅動電子系統與冷卻系統。在福島第一核電站內共有六個沸水反應堆機組。大地震發生時,為了準備定期檢查,4、5、6號機正處於停機狀態。當偵測到地震時,1、2、3號機組亦立刻進入自動停機程式。但是大海嘯淹沒了緊急發電機室,損毀了緊急柴油發電機,令冷卻系統停止運作,反應堆開始過熱。同時,地震與海嘯造成的損毀也阻礙了外來的救援。在之後的幾個小時到幾天內,1、2、3號反應堆經歷了堆芯熔毀。