针对2011年日本福岛第一核电站三熔毁事故，美国核管理委员会(NRC)命令核反应堆所有者进行研究，修订和更新其所在地的地震危险概况。近十年后，结果出来了。美国哪家核电站的反应堆(或多个)在地震后最容易熔毁?如果你猜答案是两个机组的迪亚波罗峡谷核电站，那你就错了，这是目前唯一在地震频发的加州运行的核电站。
“赢家”(或者更准确地说，“输家”)显然是——等着瞧吧——位于南卡罗来纳州哈茨维尔附近的h·b·罗宾逊2号反应堆，该反应堆为杜克能源进步公司(Duke Energy Progress，简称“杜克”)所有。该核电站只有一个核反应堆:1号机组是一座已关闭的燃煤电厂。杜克大学风险评估发现，平均每年7700分之一的几率发生地震导致罗宾逊核电站熔毁，比迪亚波罗峡谷两个反应堆的平均预估风险高出5倍。
这应该没什么好惊讶的。南卡罗来纳州是地震风险最高的16个州之一，查尔斯顿市在1886年遭受了毁灭性的地震，根据美国地质调查局但在罗宾逊核电站，这种危险更加严重——部分原因是工厂设计不佳，部分原因是一种被称为液化的现象:地面震动可能导致地下土壤失去强度和支撑建筑物和其他结构的能力。尤其令人担忧的是相邻的罗宾逊大坝(Robinson Dam)可能出现故障。该大坝建造的目的是建造罗宾逊湖(Lake Robinson)。罗宾逊湖是核电站放射性燃料的主要冷却水来源，也是应急柴油发电机等关键安全设备的主要来源。
美国核管理委员会认定，在新研究揭示的地震危害严重程度与核电站设计和许可时假定的原始危害之间存在最大差异的17座核电站中，罗宾逊核电站就是其中之一。NRC要求这组核电站进行详细的分析，称为“地震概率风险评估”。
表1列出了美国地震引发熔毁可能性最高的十个核反应堆地点，按风险降低的顺序排列。UCS根据核电站地震概率风险评估报告和NRC对这些报告的审查汇编了这份清单。NRC本身并没有以便于对不同核电站的安全性进行排名的形式向公众提供此类信息。
(1)乔治亚州的Vogtle核电站被要求进行地震概率风险评估，但与其他核电站不同的是，地震熔毁频率的值没有出现在NRC网站上的公开文件中。因此，公众并不知道Vogtle核电站的地震风险与这张桌子上的核电站相比如何。(2)这是地震后单个反应堆发生堆芯熔化的年可能性。总场址风险实际上是考虑到多反应堆事故可能性的累积风险。然而，NRC的(不合理的)政策是，在其安全目标的背景下评估核电站安全时，只考虑单个反应堆事故。(3)多机组场址不同反应堆的风险值并不总是相同的。在这些情况下，报告的站点价值最高。(4)与其他核电站不同，公开提供的Peach Bottom地震文件只指定了熔毁频率的点值，而不是不确定性分布的平均值，后者会更高。
如表1所示，在所有需要进行地震概率风险评估的反应堆中，罗宾逊反应堆具有最高的地震诱发熔解的平均(或平均)可能性。其中一个原因是，大部分风险并不是来自罗宾逊遗址可能发生的最严重的地震，而是来自相对温和(更频繁)的地震。这是非典型的，根据因为核电站在设计上应该能够承受小地震。
并非每一起堆芯熔毁事故都会在场外造成严重的放射性污染。然而，杜克计算出，罗宾逊核电站的地震事件不仅会导致堆芯熔毁，而且还会在近期向周边地区释放大量放射性物质，包括南卡罗来纳州的佛罗伦萨市(30英里内)、南卡罗来纳州的哥伦比亚市和北卡罗来纳州的夏洛特市(80英里内)。
虽然这些数字看起来很小，但在核电站安全的背景下，它们是很大的。核管理委员会得出的结论“罗宾逊地震事件的风险很高。”该机构认为，所有潜在事故(包括管道破裂、火灾和洪水)造成的核心损坏频率为每年万分之一，这是可接受的反应堆安全风险的上限。同样，它认为近期(“早期”)大规模放射性物质释放的最高可接受频率是每年10万分之一。(这些被称为安全目标。)但在罗宾逊，地震带来的风险独自一人超过安全目标。
然而，NRC的安全目标是不具有约束力的目标，而不是监管要求。因此，NRC并没有下令关闭罗宾逊核电站或对其结构进行调整以降低高地震风险，比如加固核电站易受地震影响的涡轮结构，该结构可能会倒塌并使关键的备用冷却系统失效，而这些系统是防止反应堆燃料过热所必需的。
相反，杜克电力公司在自愿的基础上承诺，只对核管理委员会要求核电站在福岛事故后获得的紧急备用安全系统进行升级。这种不足一半的措施根本不足以减轻风险。考虑到罗宾逊核电站至少还会运行30年，NRC应该重新考虑这一决定。
福岛的教训
导致三座核反应堆熔毁的福岛核事故，是由一场大地震引发的海啸引发的，海啸的强度远远超过了核电站的设计承受能力。事故发生时，反应堆并没有受到地震本身的严重破坏，但海啸引发的灾难性洪水破坏了核电站的应急电源和电力系统，导致电力几乎完全丧失，为热核燃料提供至关重要的冷却水的泵也无法工作。
福岛事件的两个主要教训是(1)核电站需要有额外的方法来应对长时间断电;(2)核电站所有者需要确保他们对地震和洪水等外部危险的评估是准确和最新的，然后在必要的时候采取额外的措施来保护核电站免受这些危险的影响。
福岛核事故发生后，核管理委员会要求所有美国核电站所有者(1)制定计划并获得应急(“FLEX”)设备，以便在长时间断电时提供备用电源和冷却;(2)基于最新的信息和方法，重新评估地震和洪水灾害分布。
核电站所有者进行的危险再评估研究发现，几乎所有的核电站都容易遭受比它们准备承受的更严重的地震和洪水。然而，令人费解的是，NRC并没有要求任何一家工厂升级防御系统以应对这些发现，尽管它有监管权力和责任这样做。
罗宾逊核电站熔毁的风险
在罗宾逊事件中，NRC不采取监管行动的决定显然是错误的。NRC在其对罗宾逊地震研究的回顾中指出，“使用现代信息和更复杂的工具，风险比以前所知道的要高10个数量级，影响也更大。”尤其令人担忧的是，罗宾逊核电站不仅面临超过目前设计要求的地震——所谓的“安全关闭地震”——的风险，而且还面临反应堆本应能够承受的较小地震的风险。
例如，该研究估计，“安全关闭地震”有12%的可能性会导致大坝倒塌，湖泊因液化而干涸，导致主要水源的损失，而主要水源是用来从反应堆中散热的。因此，杜克的核电站不符合核管理委员会关于抗震防护的基本要求。
另一种高风险的情况是包含电厂涡轮机的建筑倒塌，该建筑没有高度抗震的设计。这可能会导致关键电气设备和应急泵失效，从而导致多个安全系统故障，包括最近获得的FLEX设备，该设备旨在用于自然灾害造成的断电情况下的备份。如果没有这些泵和其他设备，核电站工作人员将无法向蒸汽发生器提供水，也无法从反应堆堆芯的核燃料中去除热量，最终导致熔毁。
杜克大学的平均地震熔毁风险估计为每年7700分之一，这是这些风险和其他潜在事故引发因素的风险之和。人们应该注意到，这些风险值只是粗略的估计——预测地震的可能性是一件不确定的事情，而且误差很大。考虑到这些不确定性，杜克计算出，实际熔毁风险有5%的可能性是平均值的四倍，约为每年2000分之一。
罗宾逊的运营许可证已经续签了20年，共60年的运营期限，预计将于2030年到期。然而，杜克已经宣布，它计划为包括罗宾逊在内的所有舰队申请后续20年的许可证续期。如果得到批准，鲁滨逊核电站在剩余寿命内发生地震引发熔毁的可能性平均约为0.4%，最高可达1.5%。
反应不足
对于杜克大学来说，降低罗宾逊核电站高地震风险的最直接方法是加固涡轮机建筑和其他脆弱的结构，这样在地震发生时，它们就不太可能倒塌。但这一选择对杜克大学来说显然代价太高。
尽管杜克计划对应急备用(FLEX)设备和应急水源进行修改，以降低它们的脆弱性，使它们有更大的机会在地震中幸存下来，但这是结构加固的糟糕替代品。虽然这一行动可以提高应急设备的生存能力，人员可以使用这些设备来减轻地震造成的破坏，但它无助于防止破坏的发生。虽然功能性的缓解能力很重要，但需要现场人员采取行动，这就带来了额外的风险——例如，如果工人受伤，或者由于现场的地震破坏而无法及时设置和使用应急设备来恢复堆芯冷却。从一开始就减少结构损坏的可能性是可取的。
从杜克自己的分析来看，这些变化的有限好处是显而易见的，他们发现这些变化只能将地震造成堆芯损坏的风险降低40%。如果考虑到其他引发事故的因素，比如火灾，堆芯熔毁的总风险将是每年7750分之一，这仍然没有达到NRC每年10,000分之一的安全目标。
那么为什么杜克大学决定采用这种替代方法呢?因为价格标签。杜克大学告诉核管理委员会“根据修改成本估算与拟议的修改战略成本估算的比较，III类[涡轮结构]结构修改和其他主要风险因素的修改没有进行。”换句话说，杜克事先决定了它愿意花多少钱来解决问题，而核管理委员会默许了。
但这个过程不应该是这样的．NRC应该要求核电站达到安全目标，无论成本如何。杜克能源应该考虑，相对于投资更安全、风险更低的低碳替代能源(如能效和可再生能源)，必要的抗震升级的成本。
NRC应该做什么
NRC已经确定罗宾逊核电站不符合核电站地震风险的原始假设。事实上，自1970年开始运行以来，该反应堆一直很容易受到地震的影响，而它的设计本来是要承受地震的。不幸的是，当NRC在2010年更新罗宾逊的许可证时，没有考虑到这个问题，因为该机构的许可证更新规定不需要对工厂安全性进行全面审查，也不需要确认原始许可假设的有效性。
NRC不应该重蹈覆辙，也不应该批准第二次许可证更新，允许罗宾逊核电站运行到2050年，除非杜克大学纠正了这个长期存在的危险局面。
其他寻求后续许可证更新的核电站，如弗吉尼亚州的北安娜和南卡罗来纳州的奥科尼(见表1)，也有足够高的地震风险，因此它们的整体熔毁风险可能超过NRC的安全目标。NRC应该彻底评估抗震加固的需求，作为审查这些核电站许可证更新的一部分。