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引子

1945年7月16日上午5点29分45秒，第一颗名为“小玩意儿”的原子弹在美国新墨西哥阿拉莫戈多引爆。

一个月后，几乎被烧平的东京一片死静，惊恐万分的日本人第一次听到了天皇中战告书，不久前日本遭受到不可接受的打击，无数长崎兵工厂的工人瞬间化成分子。

二战突然结束，大洋彼岸的美国也极少有人知道曼哈顿计划，以及它打开的这个潘多拉盒子。

可怕的能量密度绝不像爱因斯坦质能公式那么简洁美妙。

曼哈顿计划的领导者奥本海默表示：巨大的蘑菇云让我情不自禁的发抖，两个月后，这位正直盛年的科学家毅然离开了洛斯阿拉莫斯沙漠，回普林斯顿教书去了。

战争结束，民用核能时代开启。

1942-1957

01

艰难破冰

1957-1967

02

逐渐成型

1967-1979

03

井喷发展

1979-2001

04

幽暗岁月

2001-2011

05

意外朝阳

2011-至今

06

谨慎前行

1942-1957

艰难破冰

1942年12月2日15:52，芝加哥大学体育馆西看台，天然金属铀块和石墨块层层交替堆积而成的芝加哥1号堆首次达临界，人类第一次尝试实现可控自持链式核裂变反应。

->乐高动画片：原来人类第一台反应堆真的是搬砖搬出来的

老物理学家费米解决第一个问题：

一旦链式反应被触发，如何控制链式反应？

答案是“刀斧手”。

费米给反应堆设计了两套自动控制和一套手动控制系统，同时设置了一个安全控制棒斧头人（Safety Control Rod Axe Man, SCRAM），时刻准备砍断吊着安全控制棒的绳索，以“防止链式反应失控”。

这个酷似古代行刑刀斧手的模型解决了反应性控制问题，一直沿用至今。

紧接着，一场熟悉的冲突在美军汉福特的军用生产堆建设中产生。

设计方核物理学家信心满满计算出精确参数，而承建反应堆的杜邦公司工程师不买账第三代核电技术ap1000，虽不懂核物理，根据建工厂经验坚决表示质疑，坚持在工程实际中保留裕度，采用冗余手段应对不确定性。他们把总体设计单元化拆成一个一个独立的子系统，相互之间增加接口和屏障隔离。

两个乙方的冲突，被视为“纵深防御”概念的起源。

反应性控制和纵深防御两个关键问题有了应对，核电的第一次很快到来。

1951年12月20日，爱达荷州的快中子实验增殖堆(EBR-1)成为世界上第一个进行电力生产验证的反应堆，核能第一次转化成了电能。

接下来的问题是选址。最早对于反应堆放射性释放后果缺少研究，“纵深防御”非常朴素，设计者通常选择荒无人烟的沙漠深处进行，动辄几百上千公里。

随着核能项目日渐变多，沙漠不够用了，选址困境开始出现。

军用早于民用，1952年，美国要在离纽约州圣莱克迪镇19英里的克诺斯原子能实验室建设一座潜艇用原型钠冷反应堆，19英里远远不能够满足远距离厂址概念。

工程师设计球型钢制安全壳作为反应堆安全措施，把堆芯包裹起来，成为最初的安全壳模型。

GE公司在此基础上设计气密钢制球体作为反应堆安全壳，测试了反应堆泄漏后引起爆炸的压力和放射性物质包容，放射性大面积释放问题就此得以解决，厂址选择直接拉近了一个数量级。

这采用“工程措施”解决“安全问题”，产生了一个术语“工程安全设施”。

然而事情还是想简单了。

牛仔们完全不管什么工程安全设施，就一个问题：可以建设，但不要在我家门口，可怕的事情万一发生怎么办？时代的一粒灰尘，家庭和个人无法承受。

曙光出现在1953年12月8日，艾森豪威尔在联合国发表“和平利用原子能”倡议。1954年，美国通过了新的《原子能法案》，解除政府对核能技术垄断，把商业核能利用发展作为国家目标，并赋予美国原子能委员会（AEC）更为明确的职责，促进核能商业应用及保护公众健康和环境安全。

解放思想，轻装上阵的AEC挺身而出，勇敢背书，果断用“可信事故”的概念替代“最坏的可想象事故”，用概率失效代替了极端假设。

更多的人被说服，核电事故也许如同被闪电击中一般，虽可怕，但不可信。

1957年12月2日，由美国政府出资的第一座大型商用电厂希平港核电厂(PWR)发电。民用核电就此艰难破冰。

1957-1967

逐渐成型

1957年的《普莱士-安德森法案》成为世界上第一部核能损害赔偿法，法案规定核事故情况下核电业主承担有限的赔偿责任，鼓励私有企业积极参与核电开发。

布鲁克海文国家实验室（BNL）冲上前台，发表了WASH-740报告《大型核电厂重大事故的理论可能性及后果》，大量分析计算一个商用核电厂发生事故的后果和损失，核心结论就一个：核电风险有限。

两年后，第一座由私人投资商业化的德累斯登(Dresden)核电厂1号机组(BWR)发电。

1960年8月19日，美国第三个商用的扬基(Yankee)核电厂(PWR)发电。

1963年8月23日，快中子增殖堆型的费米(Fermi)核电厂1号机组发电。

1966年，实验性的桃花谷(Peach Bottom )核电厂1号机组(氦气冷即、石墨慢化反应堆)发电。

商业化驱动带来两个问题：

一是为了挣钱，单堆机组的功率设计越来越大；二是市场竞争产权问题带来差异化产品设计，核电堆型和技术路线开始天差地别，沸水堆、压水堆、重水堆、快堆都来了。

而这两个问题都指向了被严重忽视的堆芯余热导出。

首先，核电机组功率大量提升，即使刀斧手有效，链式反应停止以后，反应堆如同烧红的煤球依然有巨大的剩余热量需要从堆芯导出。

1960年代中期“中国综合症”是核电行业古老的笑话：堆芯余热无法导出，熔穿安全壳，熔穿地球到达中国。

著名的是“LOFT”（loss of fluid test）随即展开，试验的结果表明，早期核电厂应急堆芯冷却系统的注入水可能无效，堆芯余热不能得到足够的冷却，悲剧了。

AEC几乎陷入绝境，啪啪打脸，不可信事故被试验做实。

糟糕的是数十个核电机组已经建成，屁股决定脑袋，AEC质疑试验结果的合理性，要求将结果保密，当然结果还是被泄漏，彻底没商量了，AEC顺利把自己作死了。

1974年，美国通过《能源重组法》将AEC拆解，美国核管会NRC应运而生。

问题的另一个方面是核电堆型和技术路线差异已然很大，沸水堆、压水堆、重水堆、快堆等等难免互相挖坑，堆芯余热问题解决方案已经很难形成业界共识。

华山论剑，两位大佬挺身而出，一统江湖，分别给出自己的解决方案。

GE公司通过提高专设安全设施的可用性和可靠性，验证极端情况下应急堆芯冷却系统足以带走余热，防止堆芯熔化。

西屋公司则更加老实，在压水堆堆芯下方设置一个捕集器，即使堆芯熔穿也能保证冷却。

1967年德累司顿2号机组再次对堆芯应急冷却系统进行改进。这次参考航空航天业的做法，最后发展成“单一故障准则”。

至此，早期核能安全的三大关键问题：反应性控制、放射性包容、堆芯余热导出都初步搞定，确定论安全要求的逐渐成型.

1971年，美国联邦法规10CFR50 APPENDIX A正式颁布，明确了58个通用设计标准GDC (general design criterion)，标志着“确定论安全要求”建立。

1967-1979

井喷发展

扫除安全问题，大型商业核电厂开始井喷。这个时候，连睡觉都是浪费时间了。

大量的火电公司转向核电，造价急剧下降。

更大功率的反应堆开工，外推设计开始流行。基于1950年代火电厂大发展的实践，外推设计可谓傻大黑粗，核电厂设计功率普遍从500MWe上升到1000 MWe，百万千万机组由此而来。

美国狂飙，世界也没闲着。

10年左右的时间，全世界上百个机组建成，一个崭新的核电行业悄然兴起。

英国：10座气冷堆核电厂，7座先进气冷堆(AGR)核电厂。

法国：6座Magnox气冷堆核电厂，一批压水堆核电厂。

日本：1961年组建原子能发电公司，兴建东海核电厂。

就连冷战铁幕对面的苏联：也建成了一大批石墨水冷堆核电厂。

新行业规模化的扩张，质量保证和标准体系至关重要。

早期研究堆尺寸小，质量控制要求非常少，设备制造主要遵照美国机械工程师协会ASME《锅炉与压力容器规范》。

随着行业规模化发展，显然已无法支撑。

核电行业质量保证最早源于军控，1959年AEC颁布《武器质量政策》，规定核武器系统和辅助备件的通用原则和实践，要求武器项目主要供应商建立和实施质量控制系统。

海军上将里科弗，最懂核安全的男人，他主持下，美国海军最早在操纵员培训、质量控制、系统和部件试验等方面制定了严格的程序。

1967年，规模化的民用核电建设兴起，在第一批“交钥匙”工程的核电厂建设过程中，又是里科弗提出有关质量控制方面的要求，建议核电厂卖方（乙方）定义一套涉及设计、材料、制造和建造的标准，并对核电厂的可靠性作出保证，核电厂买方（甲方）设置一个独立部门来检查和审核上述所有阶段的活动。

后来非“交钥匙”工程管理模式的核电厂陆续上马，非核领域的火电公司参与进来，火电行业的质量保证经验也很快嫁接铺开。

里程碑是1970年6月颁布的联邦法规10 CFR50附录B《核电厂和燃料后处理厂质量保证准则》，这成为民用核电的第一个质量保证法规。

1978年，国际原子能机构（IAEA）发布《确保核电厂安全的质量保证》，各国在核电狂奔之余纷纷以美国法规或IAEA文件为蓝本，建立各自的核电质量保证法规。

大干快上，整个核电行业朝气蓬勃，1960/70年代核电工程师的收入已经远远超出了很多行业，年轻人用脚投票，进入西屋、GE公司，资金、资源、优秀大脑源源不断的投入到核电行业。

AEC安全审查人员几乎每个周末都要加班应对堆积如山的核电厂申请材料，监管检查人员更是累哭。

新的安全问题被提出：如恶劣天气、龙卷风和地震等，典型如1975年美国勃朗·费里核电厂的员工使用蜡烛火焰检测安全厂房的泄漏，火焰引燃了贯穿件密封泡沫材料，并迅速蔓延，导致大量安全系统的共模失效。

防火设计很快成为所有核电厂需要重点考虑的安全问题，不过审评人员最大的困扰依然在于不同的反应堆设计标准不够统一。

至于堆芯安全，简直快被遗忘了，所有人都觉得固若金汤，直到一份划时代的研究报告《WASH-1400》横空出世。

这份3000多页的报告由麻省理工学院（MIT）的拉斯姆生（Norman Rasmussen）教授牵头，1972年夏天启动。

不同以往，本次研究借鉴航天领域的经验，通过事件树和故障树等概率安全分析方法作为反应堆风险计算的基础。

报告结论包括：AEC审查没有考虑到的一些可能性是存在的，反应堆风险程度比原先认为的要高得多，原先忽略的管道小破口和瞬态产生的风险被严重低估，反倒不是原先认为的大破口。

1975年10月NRC正式发布WASH-1400报告，报告一出，晴天霹雳，立即引来巨大争议。而2个月后，三哩岛事故发生，NRC迫不及待转身拥抱《WASH-1400》。

1979-2001

幽暗岁月

1979年3月28日6:22分，宾夕法尼亚州三哩岛2号主控室操纵员意识到一切都完了，小破口已然发生，堆芯正在熔化。

整整一个月后，堆芯冷却循环建立，超过47%燃料发生熔毁，约20吨二氧化铀堆积在压力容器底部。

恐惧情绪迅速蔓延开来，三哩岛周围核电厂周围5万个家庭约14万人选择离开，公众对核安全失去信心，堆芯熔化事故真的发生了。

核电绝对安全人设崩塌，三哩岛事故成为美国核电发展分水岭，反核浪潮开启。

1979年，华盛顿和纽约先后爆发反核游行。1982年6月12日，纽约中央公园更是爆发了史无前例的百万人群反核示威。

载舟覆舟，核电安全成为众矢之。

谁曾想到，可怕的还在后头...

1986年4月26日当地1点23分，普里皮亚季沼泽边的切尔诺贝利小镇，睡梦中的人们被核电厂巨大的爆炸声惊醒。

爆炸掀翻重达1000吨钢制盖板和换料机，混杂着石墨、裂变碎片的高放射性物质直冲云霄高达1200米。

4月27日到5月5日，苏联军队出动30多架直升飞机向燃烧的反应堆空投了总计6000多吨的沙包、粘土、铅、白云石和硼的混合物，抑制火灾和吸收辐射。10天后大火和放射性物质释放基本控制，堆芯里将近一半石墨被燃烧殆尽。

切尔诺贝利事件释放的放射性物质超过日本广岛上空爆炸原子弹400倍，乌克兰北部、白俄罗斯东南部和俄罗斯西部总计约十万平方公里土地受到污染。

事故造成31人直接死亡，106人受到高剂量照射几乎终身残疾，巨量经济损失简直要拉跨苏联，据白俄罗斯政府估计，事故在30年里单给白俄罗斯造成损失在2350亿美元以上。

国际原子能机构（IAEA）专家组在调查切尔诺贝利核电厂事故时认为苏联从体制层面到人员观念上存在着极大的“安全文化”欠缺，抛开意识形态的偏见，很多人都觉得切尔诺贝利是诱发苏联解体的导火线之一。

三哩岛和切尔诺贝利如同两座大山压顶，民用核电陷入漫长的幽暗岁月，挣扎求生，几无希望。

直到千禧年，一个东方的大国逐渐崛起，能源和技术上巨大需求意外给了核电一段朝阳岁月。

2001-2011

意外朝阳

中国民用核电起步其实并不晚，1970年2月8日，周恩来总理指出：国外都在搞核电站，你们回去研究一下，写个报告上来，我支持你们。

并批示道：二机部不能光是爆炸部，要和平利用核能，搞核电站。

1974年3月秦山核电站正式批准立项，目标是建设中国自主设计、建造、运营的核电厂。

秦山核电站正式开工是10年后的1984年，历经沧海桑田的西北西南核工业血脉点滴向上海周边100多公里的小城聚集。1991年在浙江海盐县的秦山核电站建成投运。

整整20年，一代人的青春，中国核电从这里艰难起步。

伴随改革开放，大亚湾核电站应运而生。

90年代初，法国人做了勇敢吃螃蟹的人，法马通公司在法国标准900MW压水堆的基础上改进成百万千万的M310堆型，事后在中国大受欢迎。

切尔诺贝利事件爆发后，香港百万人口游行，要求缓建大亚湾核电站。

中国政府顶住压力，邓小平指出决定不变，这位具有非凡定力的中国领导人，一如既往的举重若轻。

成立刚两年的国家核安全局压力山大，好在中国国家核安全局从成立之初充分与国际接轨，从模式架构到审评监督方法充分参考美国NRC、对标IAEA。

很快参照国际标准制定的严格的安全监管和审评标准出台，1986年10月，国务院颁布了《中华人民共和国民用核设施安全监督管理条例》。

秦山核电厂、大亚湾核电厂的相继建成，中国核电的设计、建造、运行已然入门，以中核集团、中广核集团为龙头，以M310为原始模型的百万千瓦压水堆道路开始铺开，又是一个春天的故事。

世界核电极端低潮时，核电在中国意外成为朝阳行业。中广核集团参照国际化的标准管理，从薪资待遇到企业文化都有意识的学习现代化公司设计，在中国改革开放的最前沿城市深圳，一度和华为一起是深圳名片。

2001年12月11日中国正式加入WTO，世界从未如此靠近中国，中国从未如此需要世界。

庞大体量的中国市场让多点下注成为可能，中核集团、中广核集团、国家核电相继在多个核能技术路线上布局，很快看上了第三代核电技术。

三哩岛、切尔诺贝利后的近20年，新核电机组投建造投运几乎停滞，但核电安全技术研究反倒并未中止，设计理念，系统设备、关键技术、行业标准均有巨大进步。1980年代起，未能紧急停堆的预期瞬态（ATWS）问题被深入研究，丧失全部交流电源（SBO）划为设计基准事故，对于核电风险事故考虑更加全面。

西屋公司创造性设计AP1000堆型几乎将核电安全带入了一个全新的时代。定义为第三代核电堆型的AP1000采用非能动安全设计理念，应用自然规律，通过重力、热力学自然循环、压缩气体变化等形成固有安全，解决堆芯余热导出的问题，同时大量减少对于交流电的依赖，基于技术进步采用更加先进的泵阀管道技术，最大限度的降低人为干预。

2008年的浙江三门，三面环山一面朝海的绝佳厂址，AP1000开工。

核电行业未尝试过的模块化施工开始应用，胖胖的美国核电工程师和年轻的中国工程师一起工作，涉及关键技术的核心岗位，中美几乎都是按照AB角双向配置，技术规格书原文也是按照英文写的。

作为大亚湾核电的直接传道者，法国人没有理由把巨大中国市场拱手相让，台山核电是法国人第三代核电堆型EPR落地项目。法国人一方面扩大的单机功率到1750MW，同时更加冗余的安全设施被采用，对于应急交流电的重视几乎到了变态的程度。

第三代核电堆型的安全指标集中在机组定量风险水平。AP1000和EPR同属三代堆型，却用了两条迥异的路径。

很多人都喜欢问一个问题：“都是三代堆，AP1000和EPR谁更加安全”？

从量化风险的角度答案应该是同等级安全。

量化风险的进步源于NRC的大力推进。

1986年，NRC发表了有关安全目标的政策声明，确定了核电对于公众风险的两个“千分之一”，核电风险量化更加为人所接受。从1990年代，NRC逐渐建立基于风险指引（performance based and risk informed）的核安全法规体系和监管体系，量化核安全风险成为显学。

从认知边界的角度考虑，答案可能有些变化。

人们对于自然界的认知从来都是有限的，已知的假设成为认知边界。EPR增加冗余的做法和AP1000的回归自然规律的做法应对当前设计者已知假设也许同等效力。如果未知的假设发生了呢？

远超设计者假设的状况真真实实的发生了。

2011-至今

谨慎前行

日本福岛，当地时间2011年3月11日14:46，大地震降临。

地震引起的加速度大大超过反应堆保护系统设定的阈值，运机组全部自动保护停堆，地震同时破坏了福岛第一核电厂的外部供电线路，6路外电源全部丧失，应急柴油发电机自动投运。

巨大海啸是致命的，滔天巨浪最高达到15m，轻易地越过5.7m防波堤，整个核电厂一片汪洋，12台应急柴油发电机全部失电，福岛1号—3号机组失去全部交流电源(SBO)和最终热阱，在全世界的关注下：1号、2号、3号机组分别大约在2小时、71小时和36小时后丧失原有设计的堆芯冷却能力，多机组堆芯熔化真实发生。

福岛后，日本核电行业全线停顿，熔堆损毁的核电站的善后处理更加是天文数字。日本核电监管机构遭受巨大的质疑。

2012年7月日本发布了福岛调查报告，严厉地批评了政府、监管机构和东电公司在组织管理、安全文化、应急响应及监管法规等方面存在的重大缺陷，报告甚至对日本文化根深蒂固的传统进行了反思。

震惊之余，国际同行迅速反应。

3月18日美国核管会（NRC）向核电厂执照持有者发布一份信息通告《日本东北部太平洋大地震对日本核电厂的影响》，系列调查研究后，部分新的监管要求发布。不过NRC坚持表示核电厂继续运行及许可证颁发不会对公众健康和安全构成立即的风险，通俗的说法：核电还是安全的。

中国核安全监管当局反应更快，2011年3月16日国务院召开常务会议，提出“国四条”：立即组织对我国核设施进行全面安全检查，加强正在运行运行核设施的安全管理第三代核电技术ap1000，全面审查在建核电站，严格审批新上核电项目。

国家核安全局联合多部门，历时9个月对我国核电厂进行了安全大检查，于2012年6月发布了《关于全国民用核设施综合安全检查情况的报告》：在建和运行核电厂基本满足我国现行核安全法规和IAEA最新标准要求，具备一定的严重事故预防和缓解能力，安全风险处于受控状态，运行核电厂安全有保障。同月发布《福岛核事故后核电厂改进行动通用技术要求》。

而此时，中国核电大量的机组在建，等待路条的早期厂址不少已经展开，职工宿舍已经有人晒被子了。福岛事故，又一次给核能事业蒙上阴影，东方的乌云遮住了东方的朝阳。

反核浪潮再起，然后呢？就没有然后了。

已经运行的核电厂唯一要做的就是小心等待被群众和媒体遗忘。2012年7月，日本为应对电力短缺，大畈核电厂3、4号机组重启，随后日本核电厂重新通过安全审批后陆续运行。

福岛后的世界核电，进入静默，谨慎前行。

新的三代堆型从设计到商运静悄悄的在中国发生，2021年1月30日，中国自主知识产权的三代堆“华龙一号”在福清商运，在确保安全的前提下中国核电紧握着方向盘继续向前。无数个年轻的家庭依然生活在偏僻的核电基地里，与海相伴，寂静无声。

10年的今天，打开国家核安全局官网：“我国共有62个核电机组，其中49个机组装料投入运行，分布在18座核电厂中。本季度，运行核电机组状态正常，三道安全屏障完整，未发生危及公众和环境安全的放射性事件。”

后记

从1942年科学家费米天才创想的“刀斧手”到2018年AP1000的非能动停堆设计落地商运，民用核电这个能量巨人，也曾点亮无数个温暖的家庭，也曾带给很多人愤怒、恐惧、怀疑。

回顾核电行业的发展80年，安全始终是核电的生命线。理论突破提供方法，工程实践解决问题，市场要素组织资源，法规监管守住底线。安全是发展的前提，发展是安全的保障，步步如此。

安全到底是什么？

安全没有定义，随着人们认识世界的深入，安全是一个一直在变化的范畴。同样风险也没有定义，随着人们改造世界的深入，风险似乎也在一点点的显现和消除。最大的变量在于时间，每一个事件绝不是孤立事件本身，是一段新历史的起点。

1970年，非洲赞比亚清苦的修女玛丽·尤肯达给美国国家航空航天局（NASA）写信：地球上还有很多孩子需要忍受饥饿煎熬，为什么还要耗费数十亿美元尝试把人送到宇宙里去？

NASA科学家恩斯特·施图林给她回信：NASA的终极目标是建设更完美的人类家园，探索过程中获得的所有科学知识以及研发的新技术都将用于改善人类......

太空探索为人类提供了一面审视自己的镜子，太空探索取得的成就增强了人类的信心和进取精神，让人类相信自己有能力解决面临的各种严峻考验和挑战。最后他写道:“我忧心忡忡地看待未来，但仍满怀美好的希望。”

事实上，人类从来就带着探险者的勇敢基因。

- The end -

来源 | 本文部分素材来源于核安全监管前辈，在此一并感谢