从杀戮利器到必备能源


  从1942年科学家艾里克?费米研究小组建立了第一个核反应堆以来,人们对核能利用的观点一直很复杂。早年在第二次世界大战之后核能作为一种廉价且充足的能源得到大多数人的支持,而另一方面,因为核能最早被用来制造原子弹,所以对许多人来说,核能就意味着毁灭和杀戮。

  多年以后,1979年发生的三里岛事故和1986年发生的更严重的切尔诺贝利事故引起了人们的广泛关注,人们开始不断反对应用核能。在美国以及欧洲一些国家,政府迫于激进的反原子能组织的压力开始重新考虑关于原子能发电的政策。然而法国、韩国、日本等国家因为缺乏矿物燃料,仍然在积极地发展壮大自己的核电部门。法国在20世纪70年代就决定进行一个大的核电建设计划以降低对进口石油的依赖程度。有一句流行语:“没有石油,没有天然气,没有煤炭,我们已经没有选择了”。当时的法国政府得出的结论是:要实现国家的能源独立,建设核电站不是一种选择,而是必须的。在他们解释了可能的利益和风险之后,民众也理解了如果不使用核能源,生活将会非常困难。作为世界上唯一一个受到原子弹袭击的国家,日本也强烈支持使用核能,他们也许对如何安全而和平地使用这种技术更有发言权。最近几年,伴随着日益增长的能源需求,一种不再激进的、更加理性的、建立在事实基础上的对核能合理使用的观点开始出现,特别是在亚洲,这种观点促成了许多核电站的建设。

  在美国,核电站发电成本包括燃料、运行和维护费用,从1990年的高于0.03美元/kWh下降到2004年的低于0.02美元/kWh,这与煤发电的成本相当,且远低于石油和天然气的发电成本。即使算上初期建设投资、旧发电厂的报废以及核废料的处理,法国的核电成本也不高于0.03欧元/kWh。法国较低的发电成本主要缘于国内反应堆的标准化和统一化,他们所有的59个反应堆都是加压水反应堆(PWR)系统,而低成本也使得法国成为世界上最大的电能出口国。那些经常被引用的核电成本高的论点自然也就不攻自破了。

  核电站的运行维护都是在国内和国际专门机构的严格管理和监督下进行的。事实上,与流行的观点恰恰相反,民用反应堆中235U不可能发生类似原子弹的核爆炸。民用反应堆中235U的含量不超过5%,而核弹中235U的含量至少为90%,而且必须在专门设计的设备中才能发生爆炸。

  使用核反应堆人们关心的另一个问题就是核辐射问题。事实上,核电站每年释放0.0002mSv(毫西弗特,是计量辐射在人体内造成的生物影响的单位)的辐射,相当于普通使用的含镅的烟雾探测器,只是天然射线的万分之一,所以在正常操作的情况下,它们不会造成辐射危害。某些先进的核电站放出的辐射甚至比燃煤发电站还要少!

  核能的另一个安全问题就是核废料问题。我们知道,将核材料放在特殊的地下设施中,至少在一万年内是安全的,同时没有任何难以克服的技术困难。而且单个商业反应堆每年制造的核废料不过数吨,可以很容易地处理,所以核废料的处理从来就不像一些反核激进分子宣称的那样,是不可逾越的“难题”。这个问题更像是一个民族和政治问题,而不是技术问题。既然我们连原子弹都能够制造,解决放射性副产物和废料的问题并非难事。

  在今天所有大量使用的能源中,原子能可能是对环境影响最小的一种。核电站不像那些靠燃烧矿物燃料的发电厂那样,会释放出温室气体以及污染空气的SO2、NOx和微尘,所以核能的使用有助于保持空气清洁、减缓地球气候变化,防止地平面臭氧层的形成和酸雨的产生。

  全球大约有460万吨的铀可以用在低于130美元/公斤的成本下进行开采,加上其它潜在铀矿储量,共可以满足人类280年的需求。以现在每磅几十美元的低廉价格,根本没有人愿意去寻找新的铀矿。然而,如果核电要在能源消耗总量中占据更大比重,那么丰度不满足0.7%的235U的所有铀都可以作为原料,这就相当于核燃料的储量增加了100多倍,这至少可以满足我们1000年的能量需求。

  核能产生的电量占世界电量中的很大比例,且它对未来会有很多贡献,不只是发电,还可以应用于氢气生产和海水淡化。在过去西方国家建造的反应堆有着令人瞩目的安全记录,而且未来更高级的反应堆安全性能会更好。考虑到空气污染和愈来愈受到关注的全球气候变化,核电的零排放与矿物燃料发电相比有着明显的优势,而且绝大部分的铀、钍矿都集中在世界上稳定的地区,它们的价格和产量也将会明显改善;增殖反应堆的逐步采用还会优化这些资源的利用效率,保障世界能源供应。