美國(guó)很多核反應(yīng)堆設(shè)施都很陳舊。位于阿拉巴馬州的布朗斯費(fèi)里核電站于1974年開(kāi)始運(yùn)行。
圖片來(lái)源：Kevin Lamarque/Reuters
復(fù)雜的檢查正幫助日漸老化的核電站在引起麻煩前發(fā)現(xiàn)其中存在的缺陷。今年3月，超聲波檢測(cè)辨別出了位于美國(guó)紐約北部的印第安角核電站反應(yīng)堆芯中一些不銹鋼螺栓上的磨損跡象。目前，來(lái)自加州帕洛阿爾托市電力研究所(EPRI)的研究人員正在分析十幾個(gè)5厘米長(zhǎng)的螺栓，以確定它們?yōu)楹螞](méi)能通過(guò)檢查。
此項(xiàng)分析恰逢美國(guó)核管理委員會(huì)(NRC)考慮是否將印第安角核電站兩座有著40年歷史的反應(yīng)堆的壽命再延長(zhǎng)20多年。包括來(lái)自紐約州的這座核電站的反對(duì)者以出現(xiàn)缺陷的螺栓、去年發(fā)生的變壓器火災(zāi)以及環(huán)境和安全顧慮作為該設(shè)施應(yīng)當(dāng)被關(guān)閉的證據(jù)。
該核電站損壞的螺栓只是全球日漸老化的核反應(yīng)堆面臨維護(hù)問(wèn)題的一個(gè)例證。國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)和NRC正在為這些設(shè)施制定管理指南，但對(duì)于美國(guó)來(lái)說(shuō)，這個(gè)問(wèn)題可能最為嚴(yán)重。該國(guó)的99座反應(yīng)堆是年代最久遠(yuǎn)和規(guī)模最大的。
NRC已將仍在運(yùn)行中的81座反應(yīng)堆的許可證再續(xù)期20年。去年12月，它還為考慮將許可證再續(xù)期20年的設(shè)施提供了安全指引。不過(guò)，關(guān)于時(shí)間對(duì)這些將運(yùn)行80年的設(shè)施造成影響的顧慮仍然存在。
NRC前任主席Allison Macfarlane表示，面對(duì)廉價(jià)的天然氣，該行業(yè)一直在艱難地維持著經(jīng)濟(jì)上的競(jìng)爭(zhēng)力，同時(shí)很多核電企業(yè)在維護(hù)和升級(jí)方面進(jìn)行著最小的投資。Macfarlane寧愿看到向更新、更安全的反應(yīng)堆過(guò)渡，而不是試圖將老舊的反應(yīng)堆推向極限。
EPRI材料負(fù)責(zé)人Kurt Edsinger及其團(tuán)隊(duì)將對(duì)一些印第安角螺栓開(kāi)展一系列綜合性測(cè)試，以便檢查斷裂處并評(píng)估材料強(qiáng)度。他們還將分析已進(jìn)行了約40年的中子轟擊對(duì)螺栓中鋼的晶體結(jié)構(gòu)造成的影響。
此項(xiàng)研究是EPRI和美國(guó)能源部開(kāi)展的一項(xiàng)更大規(guī)模努力的一部分，目的是在核電站提出許可證續(xù)期時(shí)將同日趨老化的材料及部件相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)告知全球核能發(fā)電行業(yè)和監(jiān)管者。
“迄今為止并未認(rèn)定阻攔許可證續(xù)期的通用障礙?！泵绹?guó)能源部輕水反應(yīng)堆可持續(xù)性計(jì)劃技術(shù)負(fù)責(zé)人Kathryn McCarthy表示。
隨著全世界極少有新反應(yīng)堆上線，現(xiàn)有設(shè)施的壽命會(huì)對(duì)全球氣候產(chǎn)生巨大影響。目前，核電廠為美國(guó)提供約20%的電力以及超過(guò)一半的低碳電力。在全球?qū)用妫挥兴娞峁┝烁嗟牡吞茧娏?，約占產(chǎn)生的全部電量的16%，而核電占到近11%。
“如果你能維護(hù)核電站并且替換零部件，便沒(méi)有任何理由說(shuō)它們無(wú)法運(yùn)行很長(zhǎng)時(shí)間。從氣候角度來(lái)說(shuō)，核電站能長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行是非常好的消息?！奔又莶死碍h(huán)保進(jìn)展”倡導(dǎo)組織主席Michael Shellenberger表示。
其他人則沒(méi)有這么樂(lè)觀。Macfarlane表示，諸如地下電纜等檢查員無(wú)法看見(jiàn)的零部件的耐久性以及材料如何老化都是要考慮的重要問(wèn)題。
尤其引發(fā)關(guān)注的是反應(yīng)堆核心處的混凝土外殼結(jié)構(gòu)和鋼制壓力容器，以及蜿蜒穿過(guò)核電站的數(shù)公里長(zhǎng)電線。目前，研究人員正從原子水平上分析密集的加熱和中子轟炸對(duì)核電廠關(guān)鍵材料造成的長(zhǎng)期影響。
在某些情況下，科學(xué)家會(huì)開(kāi)展加速老化的試驗(yàn)。在這個(gè)過(guò)程中，材料被持續(xù)輻射，以便模擬反應(yīng)堆內(nèi)部80年的活動(dòng)。隨后，這一信息被輸入預(yù)測(cè)老化的模型中。
NRC的許可證續(xù)期流程關(guān)注的是可能并非常規(guī)維護(hù)項(xiàng)目的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。該部門資深技術(shù)顧問(wèn)Allen Hiser介紹說(shuō)，他們的目標(biāo)是創(chuàng)建一個(gè)在缺陷變成問(wèn)題前便能將其探測(cè)到的檢查系統(tǒng)。
NRC官員表示，這正是印第安角發(fā)生的事情。同時(shí)，類似螺栓缺陷在1988年被發(fā)現(xiàn)于法國(guó)的一座核反應(yīng)堆。隨后，該機(jī)構(gòu)設(shè)立了檢查要求，以便在將來(lái)探測(cè)此類問(wèn)題。
不過(guò)，總部位于馬薩諸塞州劍橋市的倡導(dǎo)組織——憂思科學(xué)家聯(lián)盟核安全項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Dave Lochbaum表示，這并非故事的全部。辨別出印第安角損壞螺栓的超聲波檢查(此項(xiàng)技術(shù)目前是強(qiáng)制性的)只是在紐約州于10年前向目測(cè)檢查發(fā)起挑戰(zhàn)后才出現(xiàn)的。
Macfarlane仍持懷疑態(tài)度。如果針對(duì)美國(guó)現(xiàn)有核電站的許可證被再次續(xù)期，那么這些設(shè)施將被用上80年之久，并且保持著近100年前的設(shè)計(jì)?！叭绻苡幸恍└碌姆磻?yīng)堆，我們的處境會(huì)好很多。”
