文/纸不语

曾发生过严重核事故的美国三哩岛核电站或将重启，并为人工智能提供电力支持。

在与美国星座能源公司的合作下，未来20年，美国微软公司将买断宾夕法尼亚州三哩岛核电站生产的所有电力。

三哩岛核电站由星座能源公司持有，2019年，该公司因财务紧张而宣布永久关闭该核电站。

根据协议，三哩岛核电站将更名为克瑞清洁能源中心，在2028年初前后重新启动反应堆。如果重启计划获得美国监管机构批准，该核电站将为微软公司提供相当于为80万个家庭供电的能源，即835兆瓦，并为美国创造3400个直接和间接就业机会，提供超过30亿美元的州和联邦税收，还为宾夕法尼亚州的GDP带来160亿美元的增长。

这并非是美国第一次恢复已经关停的核电站。

2024年8月5日，美国能源部通过《联邦公报》宣布，其将为霍尔台克国际公司提供15亿美元贷款担保，支持推进帕利塞兹核电厂重启并至少运行至2051年。在美国能源部有条件的贷款支持下，美国密歇根州的帕利塞兹核电站有望于2025年底重新开放，成为美国第一座在关闭后恢复商业运营的核电站。

图源：中国科学报

据《自然》报道，三哩岛核电站的重启意味着科技巨头需要为它们日益增多的人工智能项目提供动力，但也引发了人们对如何安全重启已关闭核电站的质疑。因为这是迄今为止美国核电历史上最严重的一次事故，被国际核事件分级评为第5级。

1979年3月28日，三哩岛核电站发生堆芯熔毁事故。彼时，三哩岛核电站有两个核电机组，都是压水堆。1号机组（TMI-1）于1974年投入使用，在2019年关闭之前一直是美国表现最好的机组之一。而2号机组(TMI-2)在事故发生时几乎是全新的。

事故发生时，2号机组反应堆以97%的功率运行，与此同时，反应堆的主要安全设施也在自动运转，迅速降低了反应堆的功率。反应堆安全壳的完整，其包容作用也最大限度地减少了放射性物质的泄漏。

3月30日，宾州州长下令核电站方圆5英里内的孕妇和儿童撤离，10英里内的学校全部关闭。

位于美国宾夕法尼亚州萨斯奎哈纳河附近的三哩岛核电站。图源：星座能源公司

对于事故产生的放射性后果，美国核能监管委员会等相关部门进行了详细的研究，最后确定事故发生时附近地区约有200万人受到了少量辐射。估计的平均辐射剂量比该地区每年约1~1.25mSv的自然本底高出约0.01mSv。事故过程中产生的大量带有放射性的污水，美国将其处理后通过蒸汽排放，再对剩余的固体核废料进行处理。

此次事故引发了美国民众对核能的普遍恐慌和信任危机，导致在接下来的31年里，美国未曾新建任何核电站。事故后的清理工作耗费了长达14年的时间，并花费了高达10亿美元的成本。

值得注意的是，作为全球核电产量最高的国家，目前美国有54个核电站在运行，共包含94个反应堆，占全球核电产量的三成。但这些反应堆的平均服役时间已经超过了42年，并且正在逐步老化。因此，如何替换这些老化的反应堆并促进新一代反应堆的建设，成了美国能源行业面临的一个难题。

2014年，美国核电站将一套对瓦茨巴核电站乏燃料池水位实现远程监控的系统投入使用，这是美国时隔30多年的停滞期之后第一次采用西屋电气公司的技术对核电站进行维护。

根据西屋官方资料，在1979年的美国三哩岛核事故之前，西屋负责建造了美国105个核电站中的48个，并且在海外建造了31个。西屋还联手国外企业通过许可协议，设计了其他81个核电站。在1970年代中叶，西屋的职员数量以及销售额都达到了历史最高点。

目前，全世界近50%、美国近60%的在运核电站都是基于西屋电气公司技术建造的，西屋电气为世界各地的核电站提供种类繁多的核电站产品和服务，其中包括核燃料，电站的维修和保养，仪控系统，退役去污，以及先进的核电站设计。

从1994年开始，西屋就不断地出售自己的核心业务部门。1997年，西屋的非核发电设备部门被卖给德国西门子；1999年，西屋的电气部门（核能部门）又被以12亿美元的价格出售给英国核燃料有限公司（BNFL）。但该英国公司的控股股东是日本东芝。

尽管美国有心复兴核电，但业内人士认为，美国可能缺乏实现这一目标的基本条件。首先，美国面临着核废料处理的严峻挑战，大量的核废料需要得到妥善解决。其次，尽管美国一直在研发替代核燃料，如钍基燃料，但其商业化应用仍然处于探索阶段，尚未形成成熟的生产模式。

美国国家科学、工程和医学研究院的调查指出，在《核废料政策法》通过40年后，美国在核废料的存放选址、许可和建设处置库方面仍然没有明确的方向。管理和处理高放射性核废料成为美国的紧迫国家任务。

实际上，美国在核废料管理方面已经落后多年。《科学美国人》汇编的数据显示，目前约有8.8万吨来自商业核反应堆的乏燃料滞留在美国35个州的77个反应堆所在地，且这一数字还在以每年约2000吨的速度增加，这些地方可能成为永久处置场所。

在替代核燃料的研发方面，钍被认为是一种理想的替代核燃料，因为它产生的废物比铀少、产生的能量比铀多、且不会发生熔毁。然而截至目前，这种新燃料尚未有适当的商业化生产模式，至少美国没有。

图源：中能传媒

另一方面，与核发电安全息息相关的C型密封圈技术，被美国垄断长达50年之久，但最终被中国浙江宁波的一家小型企业所打破。

2007年，中国原子能公司宣布，宁波天生密封件有限公司在方家山和福清核电站的RCC-M1、2、3级管道法兰密封垫片的招标中，以领先第二名20分的成绩成功中标。

天生公司的董事长励行根表示：“即使没有中标，我也认为我们赢了。因为外国人知道我们能生产这种产品后，他们的产品价格直接下降了70%，这是为了和我们竞争。我们终于打破了因为缺乏这种产品而受制于人的局面。”

对励行根来说，价格并不是决定性因素，性能才是最关键的。国外同类产品可能在一年内会发生5次泄漏，而天生公司的产品更加稳定和易于控制。国外产品的使用寿命通常只能通过计算得出，而天生公司的产品可以通过电脑实时监控，准确知道何时需要更换，这是一项独特的技术。

在核电站中，有25种关键设备，其中13种与泵有关，一旦有一台泵发生故障，都有可能导致整个核电站停运。

在这方面，成立于2001年的上海阿波罗机械股份有限公司，就是一家专注于核电站核级泵和重要非核级泵、核电后处理设备的全产业链设备供应与服务商。

据阿波罗公司内部人士透露，公司已经吸收并融合了美国、德国、法国和俄罗斯的技术。“过去，世界核电存在两种主要体系，即M310欧美体系和VVER俄罗斯体系，各有优势和不足。以主给水泵为例，美欧体系采用一机两泵的设计，而俄罗斯体系则简化了美欧的技术，采用一机一泵的设计，提高了操作的可靠性和便捷性。”

对于核电站泄漏事故，阿波罗公司相关负责人称，“我们有一种汽动辅助给水泵，在失电意外发生后，利用余热蒸汽仍然可以继续供水，让堆芯冷却下来，从而避免悲剧的发生。”可惜日本东京电力公司的福岛核电站没有采用此技术，否则也不会有悲剧发生。

截至目前，包括美国三哩岛核电站核事故在内，全球共发生过6次重大核事故（5~7级）。新近发生的日本核电站事故已达到1986年切诺贝利核电站的污染水平，等级为7级。

迄今为止全球发生的6次重大核事故。图源：中国医学科学院放射医学研究所

2011年3月11日，日本东北太平洋地区发生的里氏9.0级地震导致福岛第一核电站、福岛第二核电站受到严重影响，福岛第一核电厂的放射性物质甚至泄漏到外部。

2021年4月13日，日本政府正式决定将福岛第一核电站上百万吨核污染水排入大海。

据东京电力公司公布的数据显示，除了氚外，废水储水罐中还含有63种放射性物质，包括碘-129、锶-90、钌-106和碳-14等。其中，碘-129可能引发甲状腺癌，锶-90被世界卫生组织列为一级致癌物，会增加患白血病的风险。碳-14和其他放射性物质水平高，有潜在的遗传物质损害风险。

而废水储水罐中的非氚污染物，东京电力公司直到2018年，东日本大地震过去了7年后，才公布了这些更危险同位素的数据。此前，日本一直强调氚对人体无害，绝口不提其它放射性物质。

除了非氚污染物，日本还有超过1.6万吨放射性更强的核废料。2017年，日本政府发布了一份涵盖全国70%区域的核废料潜在填埋地图，引发了公众的广泛担忧。

将核废料埋在地下，如同埋下定时炸弹，而核废水一旦排放入海，其放射性物质可能通过海洋生物回到人体。日本政府研究了10年核废的去向，最终竟统统回归到了人的身上。

曾任东芝公司核电站设计师的后藤政志透露，初步认定，福岛第一核电站1号机组发生的放射性物质泄漏事故是核电站抗震能力不足和设备老化所致。“一号机组已建成40多年，是福岛第一核电站中最早完工的，各种设备和管道都已老化，甚至存在锈蚀状况，所以最容易出现问题”。

另外，据2011年《新世纪》财新网的报道：“福岛一站一号机组已经服役40年，出现了一系列老化的迹象，包括原子炉压力容器的中性子脆化，压力抑制室出现腐蚀，热交换区气体废弃物处理系统出现腐蚀”。

显然，核电站的腐蚀、老化问题也是导致核危机的一个重要因素。

过去，美国曾在太平洋上进行核试验，并将生化武器和核废料倾倒入海。1944年至1970年，美国将大量化学武器秘密沉入大西洋、太平洋等海域。1946年至1993年间，美国、英国、法国等国向海洋倾倒了超过20万吨固体核废料，仅美国一家就向北大西洋和太平洋丢弃了至少19万立方米的放射性物质。

英国记者乔恩·米切尔曾揭露，美军在太平洋倾倒了数百万公斤的化学武器和数百吨放射性废料。

自1951年建成世界第一座核电站以来，美国一直是核电领域的领导者。特别是在70年代石油危机后，美国政府的大力支持使核电站数量激增，确立了其在该领域的主导地位。

根据国际原子能机构（IAEA）的数据，截至2024年，美国以93座在运反应堆领先全球，法国以56座位列第二，中国则以53座排名第三，俄罗斯还有37座反应堆在运行。

全球核电站的平均使用年限正在增长。到2023年，美国的反应堆平均寿命已达42年，而欧洲近90%的反应堆已运行超过30年。

[引用]

①　美国一核电站放射性废水泄漏，隐瞒公众数月.新京报.2023-03-18.

②　美国核电站151万升废水泄露，瞒了4个月还没清理完？.北美留学生活观察.2023-03-20.

③　2024年世界核电厂运行实绩报告.WNA.2024-09-23.

④　三哩岛核电站将重启为微软AI供电，曾发生美国史上最严重核事故.澎湃新闻.2024-09-25.

⑤　核电事故之一——三哩岛事故.中国医学科学院放射医学研究所.2023-10-23.

⑥　突发！美国核电站放射性水泄漏，紧急关停！4个月前已泄漏过，被政府和企业瞒报….每日经济新闻.2023-10-23.

⑦　为人工智能供电，美国“事故”核电站将重启.中国科学报.2024-10-09.

⑧　为什么在美国建造核电站如此困难？.中国核电网.2024-09-21.

⑨　新建机组投产拖延，成本超支百亿美元美国核电复兴前路艰难.中能传媒.2023-08-24.

⑩　一家小企业，让核电站用上中国密封件.中国能源报.2018-07-18.

⑪　日本核危机与腐蚀相关—应倍加重视腐蚀防护事业.国家材料腐蚀和防护科学数据中心.2011-03-20.