一文讀懂丨日本核汙染水排海:一場不該由科學背鍋的非科學事件

近日,一篇題為《從福島核廢水說起:我們在談科學還是立場?》的文章在網絡流傳,打著科學的幌子試圖為日本核汙染水排海“洗地”。該文認為,日本核汙染水排海方案得到權威科學家的認可,因此是科學、安全的,最終經過淨化處理的核污水已經變成核廢水,與正常核電站排放的冷卻水沒有任何區別,進而指責網友在日本排放核汙染水事件上只講立場、不講科學。

事實並非如此。

先拋開該文各種混淆是非不談,日本福島核事故自發生之日起,日方一直未以求真務實的科學態度予以處置,一步錯步步錯釀成尷尬境地。自人類和平利用核能以來,人為向海洋排放核事故汙染水沒有先例,也沒有公認的處置標準。無論從東京電力公司瞞報造假的纍纍前科還是國際原子能機構評估報告的出爐過程來看,都有必要對福島核污水排海計劃在長達數十年里的工程實施效果及風險打一個巨大的問號。

當地時間2023年8月24日,日本福島,東京電力公司(TEPCO)福島第一核電站核汙染水被排放到海洋中。視覺中國 圖

當地時間2023年8月24日,日本福島,東京電力公司(TEPCO)福島第一核電站核汙染水被排放到海洋中。視覺中國 圖

國際原子能機構報告中的“符合國際標準”結論從何而來?

8月24日日本正式啟動福島第一核電站核汙染水排海後,國際原子能機構(IAEA)在其網站公佈了福島第一核電站排海的水流速、輻射監測、稀釋後的氚濃度等實時數據。不過,該網站在頁面底部的聲明中稱,網頁上的信息和數據均由東京電力公司提供,國際原子能機構將“監測已安裝設備的狀態和運行情況”。

這與被日本政府大肆利用以證明其排海方案“合理性”的IAEA綜合評估報告的出爐過程如出一轍——在缺乏第三方數據的情況下,東京電力公司用其單方數據“自證清白”。

7月4日,IAEA總幹事格羅西向日本首相岸田文雄遞交關於“多核素處理裝置(ALPS)處理水”排海問題的綜合評估報告,報告認為排海計劃符合國際安全標準,排放處理過的核汙染水對人和環境的放射性影響可以忽略不計。該報告始於2021年4月日本作出福島核汙染水排海決定之後,向IAEA發出的安全審查申請。IAEA聲稱,報告曆時近兩年,“來自11個國家的國際公認核安全專家為此提供了諮詢”。

但各方專家的意見分歧並未體現在報告中。

當地時間2023年8月24日,日本浪江町,人們在海灘上抗議的大地震和海嘯中受損的福島第一核電站。視覺中國 圖當地時間2023年8月24日,日本浪江町,人們在海灘上抗議的大地震和海嘯中受損的福島第一核電站。視覺中國 圖

參加對福島“ALPS處理水”排海問題評估技術工作組的中國專家——中國原子能科學研究院劉森林研究員受訪時表示,雖然在報告發佈前,IAEA秘書處曾就報告草案徵求技術工作組專家意見,但留給專家的時間窗口非常有限,而且專家意見僅供參考,是否採納由IAEA秘書處決定。IAEA秘書處收到反饋意見後,也未再次與各方專家就報告修改及意見採納情況進行討論達成協商一致,就倉促發佈了該報告。

劉森林表示,在近兩年的評估任務中,技術工作組各方專家既有共識也有分歧,並未完全形成一致意見。IAEA的審查評估一方面有效提高了日方核汙染水排海的技術門檻和監管要求;另一方面也存在較大的局限性,例如沒有解決國際社會對日方排海決定正當性的關切,沒有就後續審查評估任務和長期監測安排進行充分討論並作出妥善安排等。此外,排海可能造成的影響,除放射性影響以外,還涉及社會、心理、經濟、海洋生態等諸多方面,日方當前開展的預測性評價僅針對放射性影響,未開展全面評價。

從時間軸上看,打一開始,IAEA的結論就無法左右日本核汙染水排海的決定,也就是說,這是在具有明顯“預設結果”的前提下所做出的結論。

這份140頁的報告介紹稱,在該計劃執行階段,“東京電力對水進行取樣並送往現場分析實驗室,對水樣進行各種放射性核素分析,驗證水箱中經ALPS處理的水是否準備好排放”。技術評估過程中,IAEA專家組獲得的審查樣本和相關數據,亦來源於東京電力公司及日本政府機構。

同樣不應忽視的是報告中的免責表述,IAEA強調,福島“處理水”的排放是日本政府的決定,該評估報告“既非建議,也非背書”;“IAEA及其成員國均不對使用該報告可能產生的後果承擔任何責任”。

8月24日,中國國家原子能機構就日本宣佈福島核汙染水啟動排海對外發聲時稱,IAEA的評估範圍受到日方嚴格限定,不包括排海以外的其他可能處置方案,也不包括核汙染水淨化裝置的有效性和長期可靠性;評估方式主要基於日本單方面提供的數據和資料作出判斷,僅對日方單方面採集的少量核汙染水樣本開展實驗室間比對分析;在數據真實性、信息準確性有待確證,取樣獨立性和代表性嚴重不足的情況下,得出的評估結論缺乏充分的科學依據和事實依據,存在較大的局限性和片面性。

處理過的核汙染水堪比核電廠正常運行排水?

不可否認,核電廠在運行過程中確實會產生核廢物,因此核電廠建有完善的氣體、液體、固體廢物處理設施。以中國為例,長期以來,國家核安全監管部門通過對我國核電廠流出物和周圍環境的監督性監測,監督核電廠運行對環境的影響。曆史監測結果表明,輻射環境監測數據正常,核電廠流出物中的放射性年排放量遠低於國家限值,不會對公眾健康造成不良影響。

生態環境部核與輻射安全中心研究員劉新華曾對福島核事故產生的核汙染水和世界各國核電站正常運行產生的廢水之間的區別進行詳細解釋:核電廠正常運行排放的廢水,業內稱為“核電廠正常運行液態流出物”,與福島核汙染水有本質不同。

一是來源不同。日本福島核事故是國際核事件分級標準(INES)中最高級別的7級核事故,堆芯熔化損毀,放射性物質大量釋放。日本福島核汙染水來自事故後注入熔融損毀堆芯的冷卻水以及滲入反應堆的地下水和雨水。核電廠正常運行液態流出物主要來源於工藝排水、化學排水、地面排水、淋浴洗衣排水等。

二是放射性核素種類不同。福島核汙染水包含熔融堆芯中存在的各種放射性核素,包括一些長半衰期裂變核素,以及極毒的鈈、镅等超鈾核素。核電廠正常運行液態流出物不與核燃料芯塊直接接觸,含有少量裂變核素,幾乎不含超鈾核素。

三是處理難度不同。日本聲稱採用ALPS裝置對福島核汙染水進行淨化處理,最終能否達到排放標準還需驗證。核電廠嚴格遵守國際通行標準,採用最佳可行技術對廢水進行處理,經嚴格監測達標後有組織排放,排放核素遠低於規定的控製值。

通俗點來說,核電廠在設計時設置了四道安全屏障,嚴防放射性物質泄漏。其中,核燃料外層的鋯合金包殼能夠把核燃料裂變產生的放射性物質密封住,防止其進入一回路的水中。一回路中傳導出來的熱量把二回路的水加熱成蒸汽,蒸汽就能推動汽輪機轉動進行發電,之後蒸汽再被冷卻劑液化成水。最後,三回路通過水泵將大量冷卻水輸送到冷凝器中,在冷凝器里帶走二回路蒸汽的熱量,讓蒸汽冷凝成水。三個回路之間相互獨立,僅進行熱交換。

壓水堆動力裝置配置

正常運行的核電站里,冷卻水經過淨化處理,大部分都是循環利用。僅有少量的流出物經處理嚴格按照國家標準排放,實際排放量也遠小於國家規定的限值。相比之下,福島核電站堆芯熔燬,包殼完全破損起不到包容放射性物質的作用,大量放射性物質直接釋放到冷卻水中。

簡要示意圖,正常運行的核電廠廢水和福島嚴重核事故下產生的核汙染水區別簡要示意圖,正常運行的核電廠廢水和福島嚴重核事故下產生的核汙染水區別

中國代表團關於日本福島第一核電站事故核汙染水處置問題的工作文件(向《不擴散核武器條約》第十一次審議大會第一次籌備會提交)強調,從日方多核素處理系統(ALPS)以往運轉情況看,已證明無法有效去除氚、碳-14等放射性核素,能否有效去除其他放射性核素也有待進一步試驗和工程驗證。據日方自己公佈的數據,經ALPS處理的核汙染水仍有約70%未達到排放標準,需再次淨化處理。在後續長期運行過程中,ALPS的性能有效性和可靠性還可能會隨設備老化進一步下降。除130多萬噸待排放核汙染水外,福島核電站未來還將產生大量核汙染水。日方ALPS能否有效處理數量巨大、成分複雜的核汙染水且長期可靠,疑問猶存。

中國海洋法學會會長、國際海洋法法庭前法官高之國表示,日本一直在做出“問題只在於氚元素”的誤導。但世界上很多科學家都有一個共識,福島核汙染水中的放射性核素之多及七成以上超標,ALPS難以完全處理。進入海洋環境生態後,氚可能還不是最危險的,對人類、對海洋生物影響危害最大的是碳-14和碘-129。

據央視報導,日本國立日本原子能研究開發機構研究員天野光說,汙染水追根溯源是來自核燃料殘渣,殘渣中含有1000多種核素,這些核燃料殘渣與水接觸後,很多會溶於水中,這無論怎麼說都是與一般核電站的廢水是根本不同的,而且東京電力公司在所謂“處理水”的檢測過程中,集中於對放射性物質的檢測,缺少毒性元素的相關檢測。日本政府ALPS處理小組委員會的委員、福島大學教授小山良太表示,當汙染水量太多的時候,如果過濾器無法更換,那麼ALPS裝置的性能將會大幅下降。

國際社會對福島核汙染水處理裝置的安全性、有效性與可持續性的疑慮揮之不去。

擁有100多家實驗室會員的美國全國海洋實驗室協會曾發表聲明反對日本核汙染水排海計劃,認為“缺乏充分和準確的科學數據支持日方主張”,同時有大量數據表明人們對核汙染水排海的嚴重擔憂。

“東京電力公司和日本政府提供的支持數據不充分,有時甚至不正確,在抽樣方案、統計設計、樣本分析和假設等方面存在缺陷,進而導致安全結論存在缺陷,並阻礙了對更好的替代處置方法進行更徹底的評估。”上述聲明指出,累積的核汙染水中,許多放射性核素的半衰期從幾十年到幾個世紀不等,敦促日本政府停止核汙染水排海計劃,與更廣泛的科學界合作。

嚴重失信的東京電力還能靠什麼取信於人?

一系列不確定性的根源,來自早已失信的東京電力公司。該公司在核電安全運行方面屢有不良記錄,在福島事故發生前後均有隱瞞虛報和篡改信息的前科。

2011年福島核事故雖由“3·11”大地震的天災引發,但人禍不可忽視。運行期間存在篡改監測數據、無視研究人員早先提出的防海嘯警告、機組海水冷卻行動遲緩、應急體系職責不明、高層想放棄核事故緩解等等行為均說明,福島核事故從4級發展到7級,東京電力有著不可推卸的責任。

調查顯示,1987年—1995年期間,東京電力篡改偽造核電站安全檢查記錄29份,隱瞞機器零部件開裂情況,約百名公司員工參與此次篡改事件。在2007年東京電力在向日本經濟產業省提交的調查報告書中承認,自1977年—2007年間對下屬福島第一核電站、福島第二核電站和柏崎·刈羽核電站的13座反應堆總計199次定期檢查中,存在篡改數據,隱瞞安全隱患行為。

2007年7月,東京電力發表聲明承認瞞報柏崎刈羽核電站震後泄漏廢水的輻射物含量,表示低估了柏崎刈羽核電站放射性物質泄漏的數量和程度。地震後泄漏入海的廢水中含有9萬貝克(放射性活度單位)輻射物。雖然比此前公佈的數據高出50%,但東京電力方面仍堅持自我辯護,“我們在計算流入海中的廢水輻射物含量時犯了一個錯誤,我們為此道歉,並且正在改正。”

2011年,東京電力對“3·11”大地震和海嘯的初期應對極其混亂。地震發生後,核電站1至3號機組日常和備用電源同時失效,東京電力派出的應急供電車卻因電纜太短而無法與機組聯機。1號機組壓力容器內生成大量氫氣需要進行水蒸氣釋放時,東京電力考慮自身損失猶豫不決。當日本政府強令其釋放蒸汽,該公司又長時間無法打開閥門。冷卻水枯竭後需要注入海水進行冷卻時,東京電力再度遲疑,結果1號機組在震後25個小時左右發生氫氣爆炸。之後幾天內,3號和4號機組也發生氫氣爆炸。

一場原本尚有可能得到控製的核事故徹底變成一場核災難。

據日媒報導,在核事故發生後第三天,東京電力就掌握到3號機組堆芯損壞率已達30%,同時1號和2號機組堆芯損壞率均超過5%。根據當時東京電力內部標準已經可以確認發生堆芯熔燬,需採取緊急應對措施。但東電一直以“堆芯損傷”來粉飾,拖到當年5月才承認堆芯熔燬。在後來調查中,東電一度否認公司內部有認定堆芯熔燬的標準,最終才承認時任社長清水正孝指示不要使用“堆芯熔燬”一詞。

2011年12月,日本政府發佈福島核事故調查委員會調查報告。日本政府認為,東京電力和政府監管機構未能履行自己的職責,未能為重大突發事件做好充足準備並迅速作出回應,當局和東電對核事故準備不足,以至於事故處理過程中充滿錯誤。

2012年6月,東電“福島核事故調查委員會”公佈最終報告。雖然調查過程中也成立了由外部專家參與的“驗證委員會”,但東京電力表示“在調查過程中聽取了他們的意見”,沒有將詳細驗證內容寫入報告。報告重申事故原因是“發生了高度超出預想的海嘯”。

同年7月,日本國會“福島核事故調查委員會”正式發佈福島核事故最終調查報告。作為第三方,獨立調查委員會首次將福島核事故的根本原因定性為“人禍”而非自然災害。報告認為,福島第一核電站的問題在東日本大地震發生之前就已經存在。

2011年6月以後,東京電力曾長期聲稱沒有新的核汙染水排入海洋。然而,隨著2013年一系列核汙染水泄漏事件曝光,東電當年7月終於承認有高濃度核汙染水泄漏入海,此事在日本國內外引起軒然大波。

東京電力種種瞞報謊報的根本目的是追求自身利益。據分析,核事故發生後東京電力之所以遲遲不願使用海水冷卻反應堆,是擔心這樣做會損害其對電站的長期投資,因為注入海水可能會使核反應堆永久無法運行。

這正如排海絕非處置福島核汙染水的唯一選項。日本政府曾討論地層注入、海洋排放、蒸汽排放、氫氣排放和地下掩埋五種處置方案,許多專家還提出新建儲罐長期儲存、水泥固化等其他處置方案,但日方未充分論證所有可能的處置方案,執意選擇經濟代價最小的排海方案,把核汙染的風險轉嫁給全世界。

在東京電力曆史上多次捏造數據與瞞報事實、頻繁曝出隱瞞虛報醜聞的背景下,倉促上馬的ALPS是否可靠有效、提供的試驗數據是否完整真實,皆存在很大的疑問。

ALPS裝置由日本東芝公司在2012年研發,在2013年4月IAEA的報告中,ALPS還未達到標準。2013年,東京電力啟動ALPS中1個系統的試運行。但是年4月開始試運行的A系統,在6月15日便由於儲水罐被腐蝕而發生了漏水問題。7月25日,東電明確了問題所在:儲水罐厚約7毫米的銲接部分,在被汙染水所含的氯離子和次氯酸腐蝕後,出現了裂痕。因此,東電決定在罐子內放入橡膠,ALPS全部系統叫停。

2013年7月,日本首次承認福島核汙染水正泄漏流入太平洋。東京電力公司表示,福島第一核電站蓄水罐變形是導致罐內存儲的放射性污水大量泄漏的原因。東電發言人說,東電此前用橡膠圈對蓄水罐進行了密封,防止蓄水罐變形,但橡膠圈可能已經老化。

2019年,ALPS汙泥罐共25個排氣口濾網全部破損,但東京電力既未調查原因,也未製定巡檢計劃,僅更換濾網了事,直至兩年後濾網再次大規模損壞才引起重視。東京電力迄今未曾公佈過ALPS的設計或使用壽命,並且缺乏獨立的第三方監督機制對“處理水”進行監測。

這樣的東京電力讓人如何相信,日方宣稱“安全”“透明”的核汙染水排海計劃如何讓人放心?