如何疏散核电站周围的人员一直以来是人们需要思考研究的一个课题。在日本福岛核事故的惨痛教育之后,人们无时无刻不在思考: 这种灾难是否会发生在我们身边?而我们又应该这么来防止它发生，或者如何减小它带来的损失。
距离核电厂多远可以免除撤离? 福岛核事故应急响应过程中,日本核安全委员会( NSC) 建立了三个撤离区域,限制进入区( restricted area) : 半径20 km 内的区域; 应急撤离准备区( evacuation - prepared area) : 半径 20 - 30 km 的区域; 计划撤离区( deliberate evacuation area) : 一年内可能受到超过 20 mSv 辐射照射的区域( 距离可能在 20 - 30 km,甚至超过 30 km)[1].2011 年,英国《自然》杂志集团和美国哥伦比亚大学联合调查表明,在厂址半径30km 范围内,全球 211 个核电厂( 包括运行和已颁发建造许可证) 中约2 /3 的核电厂已超过了福岛核电厂人口 ( 约 17. 2 万人)[2].因此,对很多人来说,与核电厂的距离已使他们感到不安.福岛事故后,世界核运营者协会( WANO) 主席Laurent Stricker 在一次核安全论坛会议上也曾指出: 我们审视反应堆安全时,需要考虑它位于何处.位于较高人口密度区域的核电厂,更应考虑其较高的安全裕度[3].
核电厂邻近地区的人口密度和分布特征是制定应急计划要考虑的重要因素之一.本文综合分析了全球核电厂半径 30 km 和 80 km 范围内的人口分布现状,以及滨海核电厂和内陆核电厂在人口分布方面的差异,并对我国大陆拟建核电厂周围人口进行了对比分析,可为核电厂址选择中关于人口分布因素的考虑,以及制定应急计划提供参考.
1 、核电厂厂址选择中人口分布的要求
福岛核事故后,国际上开始重新评估运行核电厂的风险因素,其中厂址周围的人口分布是重要的评价指标之一.2011 年,美国核能研究所( NEI) 基于周围人口分布、自然灾害和电厂安全性能三个评价指标,对美国 102 个运行核电厂开展了风险等级 的 评 估,印 第 安 角 ( IndianPoint) ,圣奥诺弗雷( San Onofre) 和利墨瑞克( Limerick) 核电厂位于综合风险最高的前三位,其中,在厂址半径 80km 范围内也是人口最多的,分别约为 1740 万、940 万和790 万[4].
人口分布是我国核电厂厂址选择相关法规和标准中考虑 的 重 要 因 素.《核 电 厂 厂 址 选 择 安 全 规 定 》( HAF101) 中明确指出,核电厂厂址选择必须考虑实施应急措施的可能性以及评价个人和群体风险所涉及的厂址外围地带的人口密度和分布特征[5].
《核动力厂环境辐射防护规定》( GB6249 -2011) 也规定,在核电厂周围必须设置非居住区和规划限制区.核动力厂应尽量建在人口密度相对较低、离大城市相对较远的地点.规划限制区范围内不应有 1 万人以上的乡镇,厂址半径 10 km 范围内不应有 10 万人以上的城镇.另外,针对选址假想事故,在厂址半径 80 km 范围内的公众群体接受的集体有效剂量应小于 2 × 104人·Sv 的要求[6].此外,《核电厂应急计划与准备准则第 1 部分: 应急计划区的划分》( GB/T17680. 1 - 2008) ,给出了我国压水堆核电厂应急计划区的推荐值,其烟羽应急计划区的区域范围,一般应考虑反应堆热功率的大小,在以反应堆为中心、半径7 km ~ 10 km 范围内确定; 烟羽应急计划区内区的区域范围,一般应考虑反应堆热功率的大小,在以反应堆为中心、半径 3 km ~5 km 的范围内确定.一般情况下,应急计划区实际边界的确定需考虑人口分布的因素,以便于进行应急准备与响应工作[7].对核电厂周边人口的可接受性,美国管理导则 RG 4.7 明确规定,在电厂批准当年及以后的 5 年内,厂址半径20 英里( 即 32 km) 内的人口密度( 包括流动人口) 一般不应超过每平方英里 500 人( 即 195 人/km2) ,当超过这个人口密度时,必须在综合考虑安全、环境、经济等因素后,论证该厂址的可接受性[8].目前,关于厂址筛选中的人口密度,我国法规标准暂没有明确定量的可接受性要求,仅提出厂址人口密度优先性的定性要求[9].
2 、核电厂周围的人口分布
2. 1 全球运行和在建核电厂周围的人口分布特征
根据文献[2]的调查结果统计,在厂址半径 80 km 范围内,全球 211 个核电厂( 包括运行和已颁发建造许可证)中,人口总数超过 100 万的有 152 个核电厂( 内陆有 79个,滨海有 73 个) ,其中,中国大陆核电厂 13 个,且均位于滨海厂址.为了得到内陆和滨海厂址周围人口分布特征,采用累积频率方法进行人口统计,将核电厂按照内陆和滨海厂址归类分别统计,周围人口总数由小到大排序,则 n个数据中第 i 个值的累积频率分布的分位值为 i/( n + 1)
在厂址半径 30 km 和 80 km 范围内,分布于人口数较低区间的核电厂( 约占 90%) 中,滨海与内陆核电厂周围的人口相当; 分布于人口数较高区间的核电厂 ( 约占10% ) 中,滨海核电厂周围人口显著高于内陆核电厂.考虑到滨海核电厂周围海域因素,整体上,滨海核电厂周围的陆域人口密度则显著高于内陆核电厂的陆域人口密度.
在厂址半径 30 km 范围内,人口超过 100 万的有 21个核电厂,其中内陆厂址 9 个,滨海厂址 12 个; 人口超过300 万的有 6 个核电厂,均为滨海厂址; 巴基斯坦卡拉奇核电厂( KANUPP) 人口最多,约 820 万,但其输出电功率相对较低( 125MWe) ; 在输出电功率较高的核电厂中,台湾国圣核电厂( 1933MWe) 和金山核电厂( 1208MWe) 人口分别达到约 550 万和 470 万( 均包括了台北市) .
在厂址半径 80 km 范围内,人口超过 500 万的有 36个核电厂,其中内陆厂址 16 个,滨海厂址 20 个; 人口超过1000 万的有 7 个核电厂,其中内陆厂址 1 个,滨海厂址 6个; 我国大亚湾核电厂( 滨海厂址,且大亚湾和岭澳核电厂位于同一厂址) 人口最多,约 2800 万( 包括了香港) ,其次为美国印第安角核电厂( 滨海厂址) ,和印度北方邦纳罗拉( Narora) 核电厂( 内陆厂址) ,人口约分别为 1730 万( 包括纽约市) 和 1590 万.
2. 2 我国大陆拟建核电厂周围人口分布特征.
结合全球核电厂的人口分布现状,比较分析我国拟建核电厂周围的人口分布特征[10 -14]( 见图 2) .厂址半径 30km 范围内,咸宁、徐大堡和彭泽厂址周围总人口相对较低( 约为全球 60 - 80% 分位点的人口值) ,人口不超过 100万,其它两个厂址周围人口数相对较高( 约为全球 90% 分位点的人口值) .厂址半径 80 km 范围内,咸宁和徐大堡厂址周围人口低于全球 50% 分位点的人口值,人口不足300 万,其它三个厂址周围人口数则相对较高( 约为全球90% 分位点人口值) ,人口超过了 500 万.与全球核电相比,我国拟建核电厂址周围人口略显偏高,然而,《世纪之交的中国人口》预测,中国大陆多数核电省份在 2010 -2020 间人口增长率下降,甚至进入负增长,这有利于控制核电厂寿期内厂址周围人口的进一步增长速度[15].另外,从陆域人口密度来分析,整体上我国拟建内陆核电厂也显著优于滨海核电厂.
3 核电厂运行后厂址周围人口的变化.
在 2000 - 2010 的十年间,美国核电厂周围的人口密度整体成上升趋势[16]( 见图 3,图中仅列出了半径 80 km范围内人口数超过 100 万的 39 个核电厂) .厂址半径 32km 和 80 km 范围内十年间人口增长率分别约为 12% 和7% ,与同期美国人口整体增长水平( 略低于 10% ) 相当.
对于人口数较高的核电厂,人口增长幅度相对较低.部分核电厂人口增长幅度较高,主要由于其人口基数相对较低.
我国核电厂运行历史较短,其中运行较早的为秦山核电厂和大亚湾核电厂.调查结果表明,厂址 30 km 和 80km 范围内的人口密度整体也呈上升趋势[17 -19].以秦山核电厂为例,2006 - 2010 的五年间,30 km 范围内人口由120 万增加到 130 万左右 ( 五年间人口增长率约为 8.3% ) ,80 km 范围内人口由 1320 增长为 1530 万左右( 五年间人口增长率约为 15. 2%) ,人口增长趋势略高于美国,除了人口自然增长因素外,这还可能与我国行政区划变化、城镇化程度提高以及人口迁移等因素有关.
4 结论和建议.
福岛核事故后,人们越来越关注核电厂的风险,核电厂周围人口特征作为重要指标,有必要在我国核电厂址选择过程中,给予足够的关注.通过全球核电厂周围人口分布特征的分析,得出如下结论和建议.
( 1) 我国核电厂周围人口数略显偏高,应进一步控制核电厂寿期内厂址周围人口的机械增长.厂址周围人口有必要在关注邻近地区的同时,也应关注厂址周围更大范围内的人口分布特征.
( 2) 核电厂厂址评价需重视个人和群体风险所涉及的厂址外围地带的人口密度和分布特征,厂址应优先选择在人口分布相对较低的区域.
(3) 分布于人口数较低区间的核电厂( 约占 90%) 中,滨海与内陆核电厂周围的人口相当; 分布于人口数较高区间的核电厂( 约占 10%) 中,滨海核电厂周围人口显著高于内陆核电厂.整体上,滨海核电厂周围的陆域人口密度显著高于内陆核电厂.
( 4) 核电厂运行后,厂址周围人口整体呈上升趋势,主要来源于人口的自然增长,在我国有部分核电厂址周围人口自然增长相对较快,还可能与行政区划变化、城镇化程度提高以及人口迁移等因素有关.
参考文献
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[2]Butler D. Nuclear Safety: Reactors,Residents and Risk [J]. Na-ture,2011,472: 400 - 402.
[3]Butler D. Nuclear Safety Chief Calls for Reform[J]. Nature,2011,472: 274 - 275.
[4]The Daily Beast: Most Vulnerable U. S. Nuclear Plants [EB/OL].
[5]国家核安全局. HAF101 核电厂厂址选择安全规定[S]. 1991.
[6]环境保护部. GB6249 - 2011 核动力厂环境辐射防护规定[S].北京: 中国环境科学出版社,2011: 3 -4.
[7]国家质量监督检验检疫总局. GB/T17680. 1 - 2008 核电厂应急计划与准备准则第 1 部分: 应急计划区的划分[S]. 北京: 中国标准出版社,2008: 2 -3.
[8]US NRC. Regulatory Guide 4. 7 General Site Suitability Criteria fornuclear Power Stations[S]. 2011: 20 - 21.
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[12]咸宁核电有限公司. 咸宁核电厂一期工程环境影响报告书( 设计阶段) [R]. 2010.
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