美国核实验室面临地质断裂安全风险
摘要
美国国防核设施安全委员会警告，进行次临界核实验的PULSE地下实验室存在地质断裂风险。断裂可能具有活动性，未纳入现有抗震设计。若地震导致实验组件附近物体倾倒并引发非受控爆炸，可能释放放射性物质威胁工作人员及社区。委员会敦促将断裂活动性证据纳入实验室扩建中的抗震设计和鉴定，但截至目前能源部尚未采取实质性行动。
美国国防核设施安全委员会成员在2026年美国地震学会年会上表示，在美国核次临界实验进行的地下坑道（位于地下约1000英尺深处）中，已广泛记录到断裂和相关的岩石位移现象。
尽管该设施中的断裂至少自1989年以来就已为人所知，但委员会在2024年致美国能源部长Jennifer Granholm的信中指出，美国国家核安保管理局和内华达国家核安保场址的人员均未评估这些构造是否具有活动性，或是否可能在地震中发生破裂。
PULSE的次临界实验将特殊核材料与高能炸药结合在一起，其配置旨在避免自持链式反应，同时获取关于库存核武器可靠性和性能的数据。
2024年一项安全评审（因计划扩大PULSE实验室规模并扩展其诊断能力而启动）得出结论：现有的和拟议的地震安全控制措施并未明确考虑穿过该设施的断裂可能带来的震动和位移。
委员会警告称，实验组件的非受控爆炸可能释放放射性物质，其水平足以威胁地下实验室内的员工及周围内华达社区。
"我们主要担心的是，如果发生地震，并且地震导致某物倾倒在没有容器保护的实验组件上，从而将其引爆，"美国国防核设施安全委员会工程师Austin Powers表示。
"实验操作区的基础设施和头顶设备需要经过设计，使其具备抗震合格性，不会失效，"他补充道，并指出任何关于断裂具有活动性的证据都应纳入设计准则。
2024年12月，美国能源部在回复委员会时表示，国家核安保管理局正在制定计划，以调查PULSE附近断裂的历史地震活动性。但委员会表示，目前尚未采取实质性行动。
委员会高级科学家Yong Li及其同事检查了隧道和坑道，并报告了多处存在断裂痕迹、岩石位移和断层擦痕，表明沿断裂面的岩石表面曾发生重复的相对运动。
根据观测到的位移超过17英尺坑道高度的现象，研究人员认为过去事件中的位移可能达到17英尺或更多，但他们表示需要进行详细分析以估算未来潜在滑移量。
Li指出，早期的测绘工作已确定了PULSE断裂的分布、几何形态和方位，并考虑了它们与区域断裂系统的关系，但这些研究未涉及构造的年代或其第四纪活动性。
美国地质调查局的第四纪断裂和褶皱数据库包含在过去160万年内有活动证据、并有能力产生6级或以上地震的断裂。然而，能源部已声明PULS的断裂目前不符合纳入标准。
Li指出，沿活动断裂的位移可能会直接损坏隧道衬砌和地下基础设施，而来自附近地震的地震震动可能会引入额外的振动载荷，这些必须在实验系统的抗震设计和鉴定中予以考虑。
Powers表示，PULSE每年进行的次临界实验数量随时间而变化，但地下设施的扩建预计将使测试更加频繁，从而增强了解决实验室下方断裂行为悬而未决问题的紧迫性。