借鑒區(qū)塊鏈技術(shù)搭建核電廠廠址安全審評(píng)信息平臺(tái)的建議

趙 雷

（生態(tài)環(huán)境部核與輻射安全中心，北京 100082）

核電廠廠址安全審評(píng)的整個(gè)過(guò)程涉及的廠址基本內(nèi)容眾多，包含的信息量龐大，廠址的初選涉及的信息資料更是如此。在我國(guó)的核電廠建設(shè)中，一旦廠址被評(píng)定為適宜的核電廠址，在這個(gè)廠址上通常要建造兩期以上的核電機(jī)組，而每期機(jī)組建設(shè)的時(shí)間間隔不定，需根據(jù)國(guó)家或建設(shè)集團(tuán)的發(fā)展戰(zhàn)略制定。這樣會(huì)給核安全審評(píng)帶來(lái)一些問(wèn)題，如審評(píng)人員發(fā)生變化，有些內(nèi)容需要重復(fù)審評(píng)，各期建造關(guān)注的重點(diǎn)內(nèi)容前后銜接性差等。要保證廠址基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料的真實(shí)、完整，審評(píng)過(guò)程的嚴(yán)謹(jǐn)、連貫以及對(duì)關(guān)鍵內(nèi)容、重點(diǎn)問(wèn)題的可追溯性，就需要通過(guò)搭建核電廠廠址審評(píng)信息平臺(tái)，建立廠址信息數(shù)據(jù)庫(kù)，使廠址的基本數(shù)據(jù)、法規(guī)依據(jù)和重要關(guān)注問(wèn)題得以封存。在各期建造過(guò)程中的事件、法規(guī)依據(jù)變更在各期建造的獨(dú)立數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行錄入封存。數(shù)據(jù)的錄入和后者的使用是各自獨(dú)立的。鑒于以上信息平臺(tái)的需求，可借鑒區(qū)塊鏈技術(shù)來(lái)建設(shè)此信息平臺(tái)。區(qū)塊鏈?zhǔn)欠植际綌?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，特點(diǎn)是不易篡改，難偽造、可追溯。區(qū)塊鏈技術(shù)使用分布式記賬、非對(duì)稱(chēng)加密等技術(shù)組合，確保數(shù)據(jù)不可篡改，全程可追溯［1］。

1 核電廠廠址安全審評(píng)內(nèi)容

核電廠廠址安全審評(píng)涉及的廠址基礎(chǔ)信息內(nèi)容多，數(shù)量龐大。其涉及的內(nèi)容包括備選廠址的地震地質(zhì)、工程地質(zhì)、工程水文、極端氣象、大氣彌散、人口分布、外部環(huán)境等，需要通過(guò)全面和詳細(xì)的廠址踏勘、地質(zhì)勘探、巖土動(dòng)靜力試驗(yàn)獲得第一手基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并需要廣泛收集廠址區(qū)域范圍內(nèi)的區(qū)域、近區(qū)域、廠址周?chē)皬S區(qū)內(nèi)的地質(zhì)、地震、氣象、水文、外部環(huán)境及周邊發(fā)展規(guī)劃等信息和資料，通過(guò)理論分析、解析計(jì)算、專(zhuān)家評(píng)估等手段，評(píng)估備選廠址是否適宜建設(shè)核電廠［2］。

1.1 核電廠建設(shè)周期長(zhǎng)、廠址評(píng)價(jià)時(shí)間跨度大

截至2021 年10 月底，中國(guó)大陸在建在運(yùn)核電機(jī)組71 臺(tái)，其中在運(yùn)核電機(jī)組52 臺(tái)，其裝機(jī)容量全球第三；在建核電機(jī)組19 臺(tái)，其規(guī)模世界第一。核電廠址主要分布在我國(guó)東部沿海地帶，廠址地基均為巖石地基。中核集團(tuán)建成了田灣、秦山、三門(mén)、福清、昌江五個(gè)核電廠。中廣核集團(tuán)建有大亞灣、紅沿河、寧德、防城港等核電廠。以上每個(gè)廠址均分期建成多堆機(jī)組，且有些廠址正在建設(shè)新機(jī)組或有再建新機(jī)組的計(jì)劃。例如，福清核電5 號(hào)機(jī)組“華龍一號(hào)全球首堆”自2015 年開(kāi)工建設(shè)，已于2020 年實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。紅沿河5 號(hào)、6 號(hào)機(jī)組時(shí)間分別于2021年下半年和2022年上半年投入運(yùn)行。海陽(yáng)、三門(mén)核電3 號(hào)、4 號(hào)機(jī)組前期工程進(jìn)展順利，具備開(kāi)工條件，等待核準(zhǔn)；其中海陽(yáng)計(jì)劃有三期工程。防城港核電廠3 號(hào)、 4 號(hào)機(jī)組也在建。田灣核電廠一期核電機(jī)組于1999 年10 月開(kāi)工；田灣二期工程3 號(hào)、4 號(hào)機(jī)組，開(kāi)工時(shí)間為2009年10 月；三期開(kāi)工時(shí)間為2015 年11 月；四期工程項(xiàng)目即7 號(hào)、8 號(hào)機(jī)組開(kāi)工時(shí)間為2021 年5 月，單臺(tái)機(jī)組建設(shè)工期65 個(gè)月。通常兩臺(tái)機(jī)組為一個(gè)工程建設(shè)期，兩個(gè)工期開(kāi)建的時(shí)間間隔不等，隨國(guó)家層面的能源發(fā)展規(guī)劃而變，且對(duì)國(guó)際國(guó)內(nèi)的政治經(jīng)濟(jì)形勢(shì)較為敏感，具有一定的不確定因素。

1.2 核電廠廠址基本信息的構(gòu)成復(fù)雜、信息量大

在廠址安全審評(píng)階段，審評(píng)內(nèi)容包括：地震地質(zhì)、工程地質(zhì)、工程水文、氣象和外部環(huán)境等問(wèn)題。新廠址地質(zhì)勘查材料要求尤為全面、詳細(xì)。

以地震問(wèn)題為例，依據(jù)核安全導(dǎo)則HAD 101/01《核電廠廠址選擇中的地震問(wèn)題》的要求，審評(píng)需要如下資料：（1）區(qū)域調(diào)查范圍要求大到足以包括所有對(duì)廠址地震危險(xiǎn)性有潛在影響的地區(qū)，地區(qū)大小取決于地質(zhì)和地震背景，區(qū)域調(diào)查的半徑一般為150 km 或更大；（2）近區(qū)域調(diào)查范圍一般為半徑25 km 以?xún)?nèi)的地區(qū)，調(diào)查目的是收集比區(qū)域研究更詳細(xì)的資料數(shù)據(jù)，以鑒定近區(qū)域的地震構(gòu)造特征；（3）廠址附近的研究，應(yīng)調(diào)查半徑為5 km 的地區(qū)，目的是了解這個(gè)直接環(huán)繞廠址的地區(qū)包括地表斷裂在內(nèi)的潛在永久地面變形；（4）廠址地區(qū)調(diào)查是針對(duì)所在地區(qū)1 km2或更大范圍進(jìn)行有代表性的調(diào)查，其目的是增加對(duì)潛在永久性地面變形的詳細(xì)了解，并提供地基材料的土工特性［3］。

各部分包含的地震基本數(shù)據(jù)有：區(qū)域內(nèi)所有記載和記錄的地震資料、歷史地震資料。地質(zhì)基本數(shù)據(jù)包括：區(qū)域調(diào)查獲得地質(zhì)和構(gòu)造格架及總的地球動(dòng)力學(xué)背景資料，以及鑒定那些可能影響廠址地震危險(xiǎn)性或與其有關(guān)的地質(zhì)特征。完成近區(qū)域地質(zhì)填圖，以鑒定近區(qū)域的地層、構(gòu)造地質(zhì)和構(gòu)造歷史，同時(shí)確定斷層的最新運(yùn)動(dòng)。廠址附近調(diào)查能夠詳細(xì)地鑒定斷層的新構(gòu)造史和潛在不定源［4］。

對(duì)以上全區(qū)域的綜合基本數(shù)據(jù)進(jìn)行分析推演，建立區(qū)域地震構(gòu)造模型，并據(jù)此推導(dǎo)地震危險(xiǎn)性水平的計(jì)算模型；完成發(fā)震構(gòu)造的鑒定；確定最大潛在地震；確定彌散地震；確定設(shè)計(jì)基準(zhǔn)地面運(yùn)動(dòng)SL-1 和SL-2，以及海嘯、湖涌、液化、邊坡失穩(wěn)、沉降的鑒定等。

可以看出，核電廠廠址的選取需要收集大量基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)。在基礎(chǔ)型數(shù)據(jù)上進(jìn)行推演獲得認(rèn)知性數(shù)據(jù)（包括推演過(guò)程和結(jié)論）。這些數(shù)據(jù)構(gòu)成判定廠址地震適宜性的依據(jù)。

2 存在問(wèn)題

2.1 多堆廠址審評(píng)存在前后銜接性差的可能

我國(guó)核電廠廠址基本是多堆廠址，一個(gè)廠址往往分期建設(shè)，每期工程通常建兩個(gè)機(jī)組，每個(gè)廠址所建機(jī)組均應(yīng)在四個(gè)機(jī)組以上。例如，中核田灣核電站每期兩個(gè)機(jī)組，目前正在申請(qǐng)7號(hào)、 8 號(hào)機(jī)組的廠址安全審評(píng)，即第四期工程，其一期工程1 號(hào)機(jī)組于1999 年10 月開(kāi)工；二期工程3 號(hào)機(jī)組于2009 年10 月開(kāi)工；三期工程5 號(hào)機(jī)組于2015 年11 月開(kāi)工；四期工程7號(hào)機(jī)組于2021 年5 月開(kāi)工。從以上可以看出，針對(duì)一個(gè)廠址，其一期工程與二期工程時(shí)間間隔10 年，二期和三期間隔6 年。這種情況下，廠址條件的基本地質(zhì)信息可能未變，但十年間或十六年間廠址區(qū)域或近區(qū)域可能發(fā)生新的地震活動(dòng)，對(duì)區(qū)域內(nèi)某些地質(zhì)構(gòu)造有了新的認(rèn)識(shí)和研判；而對(duì)于審評(píng)人員來(lái)說(shuō)，時(shí)間跨度較長(zhǎng)，審評(píng)不同期工程的人員配備存在變化，審評(píng)的視角存在差異，會(huì)導(dǎo)致對(duì)廠址共性的問(wèn)題重復(fù)審核，對(duì)一些形成結(jié)論的內(nèi)容產(chǎn)生歧義；當(dāng)在同一廠址建造不同堆型時(shí)，既有的分析報(bào)告或?qū)ｍ?xiàng)研究報(bào)告是否適用于新堆型，更是值得關(guān)注的問(wèn)題。

可見(jiàn)，廠址審評(píng)工作時(shí)需要有效傳承。只有基于歷史審評(píng)經(jīng)驗(yàn)，才能保證同一廠址在不同期工程之間更好地銜接，以保證監(jiān)管工作的延續(xù)性。

2.2 多堆廠址審評(píng)存在評(píng)審標(biāo)準(zhǔn)變化的可能

目前，世界上發(fā)達(dá)國(guó)家的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)通常是10 年一更新。雖然并未明文規(guī)定，但我國(guó)的國(guó)標(biāo)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也在逐步與國(guó)際接軌，如我國(guó)的地震區(qū)劃圖，基本是10 年一更新，目前的版本是第五代地震區(qū)劃圖——《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》GB 18306-2015，其中關(guān)鍵地震參數(shù)是地震峰值加速度和卓越周期兩個(gè)值［5］。在該區(qū)劃圖的編制過(guò)程中，收錄了近年來(lái)的地震活動(dòng)數(shù)據(jù)，對(duì)地震區(qū)、帶的劃分進(jìn)行了調(diào)整，對(duì)地震斷層的界定有了新的認(rèn)識(shí)，這些變化必然反映在核電廠廠址地震安評(píng)工作中。我國(guó)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范同樣是10 年一更新，目前的版本是《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 5007-2011，其中對(duì)場(chǎng)地地基的級(jí)別由原來(lái)的四類(lèi)改為五類(lèi)［6］。另外，我國(guó)目前核電行業(yè)推出大批核電建造設(shè)計(jì)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，有相當(dāng)一部分引自美國(guó)規(guī)范，在轉(zhuǎn)化過(guò)程中直接引用了原公式，僅對(duì)英制單位進(jìn)行了國(guó)際單位轉(zhuǎn)換，公式建立的基礎(chǔ)尚未完全了解。這些變化需要加以關(guān)注，其涉及建造新機(jī)組的適宜性，同時(shí)也關(guān)系到已建機(jī)組的裕度評(píng)估［7］。在審評(píng)過(guò)程中對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的掌控至關(guān)重要。

因此，建立廠址審評(píng)數(shù)據(jù)庫(kù)，記錄不同時(shí)期的審評(píng)依據(jù)，對(duì)于后續(xù)各階段的審評(píng)工作，具有指導(dǎo)意義。

2.3 多堆廠址審評(píng)存在重要問(wèn)題遺漏的可能

不同的工程建造期，針對(duì)廠址附近的研究和廠址地區(qū)的調(diào)查往往會(huì)出現(xiàn)專(zhuān)題問(wèn)題，也會(huì)出現(xiàn)針對(duì)各個(gè)機(jī)組均存在共性問(wèn)題（當(dāng)共用進(jìn)水口、排水口、防波堤、特殊地質(zhì)體時(shí)）。由于時(shí)間跨度長(zhǎng)，存在人員流動(dòng)等變化，在一期工程建造時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題得到暫時(shí)解決，但解決的時(shí)限、范圍及適用程度可能未必完全明確，在以后的各期建造中仍可能存在同類(lèi)問(wèn)題。對(duì)于這些問(wèn)題，僅看當(dāng)時(shí)的審評(píng)結(jié)論是不夠的，有可能誤導(dǎo)后續(xù)審評(píng)人員，從而忽略此類(lèi)問(wèn)題的存在，造成疏漏。

因此，有必要建立廠址審評(píng)數(shù)據(jù)庫(kù)，為后繼者留下完整的審評(píng)資料，這是保證后續(xù)審評(píng)質(zhì)量的良好助手。

3 建議

3.1 區(qū)塊鏈技術(shù)可以作為建立廠址安全審評(píng)信息平臺(tái)的有效工具

區(qū)塊鏈技術(shù)起源于化名“中本聰”（Satoshi Nakamoto）的學(xué)者在2008 年發(fā)表的奠基性論文《比特幣：一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)電子現(xiàn)金系統(tǒng)》。狹義解釋?zhuān)簠^(qū)塊鏈?zhǔn)且环N將數(shù)據(jù)按時(shí)間順序相連構(gòu)建的一種鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并以密碼學(xué)方式保證其不可篡改和不可偽造，可視為分布式賬本［1］。廣義而言，區(qū)塊鏈技術(shù)是利用鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)和共享數(shù)據(jù)，利用分布式節(jié)點(diǎn)算法來(lái)生成和更新數(shù)據(jù)，利用密碼學(xué)技術(shù)方式保證數(shù)據(jù)傳輸和訪問(wèn)安全，利用由自動(dòng)化腳本代碼組成的智能程序來(lái)編程和操作數(shù)據(jù)的處理模式［8］。

使用“區(qū)塊鏈”技術(shù)的關(guān)鍵是區(qū)分區(qū)塊鏈技術(shù)的內(nèi)涵與外延，并把內(nèi)涵的剛性要求和外延的靈活性相結(jié)合［9］。目前，區(qū)塊鏈技術(shù)最顯著的內(nèi)涵就是使用分布式記賬、非對(duì)稱(chēng)加密、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸?shù)燃夹g(shù)組合，確保數(shù)據(jù)的真實(shí)性、全程可追溯性［10］?；诖藘?nèi)涵，區(qū)塊鏈技術(shù)可應(yīng)用于各種實(shí)際的現(xiàn)實(shí)情景，并使其外延不斷拓展。其中，分布式記賬技術(shù)采用分布式存儲(chǔ)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)均存在備份，尤為重要的是能保障數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)的完整性。對(duì)稱(chēng)加密算法的特點(diǎn)是在加密和解密時(shí)使用同一秘鑰；而非對(duì)稱(chēng)加密算法則需要兩個(gè)密鑰來(lái)進(jìn)行加密和解密，這兩個(gè)秘鑰通常被認(rèn)定為公開(kāi)密鑰和私有密鑰。區(qū)域鏈記錄發(fā)生的全部信息，一旦數(shù)據(jù)進(jìn)入?yún)^(qū)塊鏈將為所有使用者共知。

3.2 搭建信息平臺(tái)的思考

3.2.1 建立基本信息庫(kù)

此項(xiàng)內(nèi)容主要以廠址區(qū)域、近區(qū)域資料為主。區(qū)域指廠址周?chē)?50 km或更大半徑的范圍，以地質(zhì)地震為例，區(qū)域調(diào)查的重點(diǎn)內(nèi)容是：調(diào)查構(gòu)造活動(dòng)性鑒定、規(guī)模等資料，地球物理場(chǎng)和地殼結(jié)構(gòu)與破壞性地震活動(dòng)的關(guān)系，地殼形變資料，反映速度變化和形變特征與強(qiáng)震活動(dòng)關(guān)系，現(xiàn)代構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)作用下破壞性地震的構(gòu)造。近區(qū)域指廠址周?chē)?5 km 半徑的范圍，近區(qū)域調(diào)查的重點(diǎn)內(nèi)容是：收集與破壞性地震有關(guān)的地震活動(dòng)斷層和深淺部地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境資料，包含：（1）長(zhǎng)度大于15 km 的區(qū)域性斷裂；（2）延伸到廠址或靠近廠址的斷裂。地震地質(zhì)方面，以廠址一期工程以上資料作為基本信息。工程水文、氣象等其他專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域也分別有類(lèi)似的區(qū)域基本信息。

3.2.2 以分布式記賬方式建立各期工程具體信息

以廠址附近和廠址地區(qū)的資料為基礎(chǔ)信息。以地震為例，廠址附近指廠址周?chē)? km 半徑范圍內(nèi)的地區(qū)，廠址附近調(diào)查內(nèi)容包含這個(gè)區(qū)域內(nèi)地表斷裂在內(nèi)的潛在的永久地面變形。廠址地區(qū)調(diào)查是針對(duì)所在地區(qū)1 km2或更大范圍進(jìn)行的有代表性調(diào)查，調(diào)查內(nèi)容包含有關(guān)潛在永久性地面變形的詳細(xì)數(shù)據(jù)以及地基材料的土工特性。以各期建設(shè)的機(jī)組為節(jié)點(diǎn)，此部分信息需使用分布式記賬技術(shù)，在二期工程及以后工程進(jìn)行錄入，內(nèi)容包括標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的變化、廠址附近和廠址地區(qū)的資料變化、專(zhuān)項(xiàng)研究報(bào)告、審評(píng)中重點(diǎn)問(wèn)題和回復(fù)等。

3.2.3 數(shù)據(jù)庫(kù)的安全可使用非對(duì)稱(chēng)加密技術(shù)進(jìn)行保障

信息平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立是通過(guò)各期工程的審評(píng)人員總結(jié)審評(píng)內(nèi)容后建立的數(shù)據(jù)信息庫(kù)，信息錄入后與安全審評(píng)意見(jiàn)一起形成完整數(shù)據(jù)塊，信息錄入與審評(píng)人員以統(tǒng)一密碼進(jìn)行輸入。其他使用者應(yīng)使用平臺(tái)密碼進(jìn)行登錄、查詢(xún)，而后臺(tái)內(nèi)容不可更改，從而以非對(duì)稱(chēng)形式完成輸入和輸出。