錢(qián)骕
自“二戰(zhàn)”時(shí)美對(duì)日的核襲擊,到美國(guó)三里島有驚無(wú)險(xiǎn)的核事故,再到蘇聯(lián)震驚中外的切爾諾貝利核爆炸,直到近來(lái)滿城風(fēng)雨的福島事故,核能(或稱“原子能”)是一種向來(lái)無(wú)法令公眾徹底安心的能源。然而,很多高舉反核旗幟的公眾卻鮮少了解核能究竟是什么?核能是如何發(fā)展起來(lái)的?核能的優(yōu)缺點(diǎn)是什么?核電真的不安全嗎?公眾為什么對(duì)核安全問(wèn)題如此關(guān)注?英國(guó)作家、環(huán)保人士萊納斯曾說(shuō):“人們?cè)谶M(jìn)行討論時(shí)無(wú)法獲得任何背景知識(shí),僅僅知道:輻射很危險(xiǎn),可以引起癌癥。在一些照片中看到受到輻射的人頭發(fā)脫落,人們腦海中還會(huì)閃現(xiàn)出原子彈爆炸的景象等,就是這些。我們知道,一般來(lái)說(shuō),人們?cè)诿鎸?duì)風(fēng)險(xiǎn)時(shí)都無(wú)法理性地做出判斷。你可以從各種生活行為模式中得出這一結(jié)論,在核能這個(gè)問(wèn)題上尤其如此?!币虼?,對(duì)核能進(jìn)行一番客觀剖析就顯得十分必要,有助于我們對(duì)核危機(jī)這個(gè)問(wèn)題做出全方位的評(píng)判。
20世紀(jì),核科學(xué)在美蘇和歐洲國(guó)家迅速發(fā)展起來(lái)。除去政治軍事等方面,其重心還在核電的研究上。
與煤炭、石油、天然氣等有機(jī)物通過(guò)燃燒釋放熱能發(fā)電不同,核電站通過(guò)重核裂變釋放原子熱能來(lái)發(fā)電。通俗地講,就是用“原子鍋爐”燒開(kāi)水,然后以水蒸氣帶動(dòng)蒸汽輪機(jī)來(lái)發(fā)電。這就為解決能源問(wèn)題創(chuàng)造了新的契機(jī)。據(jù)統(tǒng)計(jì),截至2011年12月31日,全球在運(yùn)營(yíng)核電站反應(yīng)堆435座,在建65座,裝機(jī)總?cè)萘窟_(dá)369兆瓦。
然而,核電的發(fā)展并非一帆風(fēng)順。從第一代到第四代核技術(shù),核電的發(fā)展遵循著自然界新生事物的普遍發(fā)展歷程——即由最初“稚嫩”到漸趨“成熟”的成長(zhǎng)過(guò)程,其間大部分問(wèn)題都已得到很好的解決,在安全性方面也有很大的提升。
核反應(yīng)堆燃料
核反應(yīng)堆燃料問(wèn)題是前三代核技術(shù)亟待解決的問(wèn)題。目前世界普遍應(yīng)用第二、第三代核電技術(shù),即壓水堆。反應(yīng)堆工作的基本原理是:可裂變?nèi)剂镶?235經(jīng)中子轟擊發(fā)生裂變,同時(shí)釋放出大量熱能,而裂變反應(yīng)中釋放出的中子經(jīng)過(guò)減速再次加入核反應(yīng),從而引發(fā)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)持續(xù)工作。然而,作為反應(yīng)堆燃料的可裂變材料鈾-235卻很稀少。鈾-235在天然鈾中只占0.7%,剩下的99.2%為不易裂變的鈾–238。
為了解決這個(gè)問(wèn)題就產(chǎn)生了以快中子增殖反應(yīng)堆(以下簡(jiǎn)稱“快堆”)為主要堆型的第四代核技術(shù),這是在“二戰(zhàn)”后美國(guó)核工程專家首次提出的想法。該技術(shù)有個(gè)巨大優(yōu)勢(shì),即可在反應(yīng)過(guò)程中使燃料增殖,且增殖出的燃料多于消耗掉的燃料。另外,快堆的主要燃料為鈾–238,與傳統(tǒng)鈾燃料相比儲(chǔ)量更豐富。這為攻克核燃料匱乏這一歷史性難題提供了有效途徑。
放射性廢物處理
放射性廢物的處理是核技術(shù)中最受環(huán)保人士質(zhì)疑的部分。由于放射性核廢料中钚,次錒系核素(MA)及長(zhǎng)壽命裂變產(chǎn)物(LLFP)的衰變期高達(dá)三四百萬(wàn)年,因此,核廢料處理的選址就顯得捉襟見(jiàn)肘。通過(guò)集中處理、固化、深海掩埋、荒原處理等方案雖然暫時(shí)可取,但仍無(wú)法徹底排除安全隱患。
對(duì)這個(gè)問(wèn)題處理直到快堆出現(xiàn)時(shí)才有所突破??於巡捎玫姆忾]式循環(huán)反應(yīng)使其中鈾資源的利用率得到了極大的提高,可從單純發(fā)展壓水堆的1%提高至60%至70%,同時(shí)還能將核廢料作為反應(yīng)堆的燃料參與發(fā)電。
核電站安全
核能之所以無(wú)法令人類徹底放心還在于安全問(wèn)題。從技術(shù)上來(lái)看,重大核事故,如美國(guó)三里島核事故(1979年)、蘇聯(lián)切爾諾貝利核事故(1986年)、日本福島核泄漏(2011年)都發(fā)生了堆芯熔毀事件,切爾諾貝利事件暴露了第二代核技術(shù)在安全上的缺陷。通過(guò)改進(jìn),第三代核技術(shù)如美國(guó)的AP1000技術(shù),已將堆芯熔化的可能性降低了100倍。美國(guó)、法國(guó)等國(guó)家已公開(kāi)宣布,今后不再建造第二代核電機(jī)組,只建造第三代核電機(jī)組。關(guān)于反應(yīng)堆衰變熱的冷卻問(wèn)題,清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院院長(zhǎng)兼總工程師張作義在接受《中國(guó)經(jīng)濟(jì)周刊》專訪時(shí)提到:“它需要的水很少,只需要每小時(shí)10噸水,一輛消防車(chē)來(lái)回跑就夠了。”
第四代快堆采用鈉作為冷卻劑,大大提高了冷卻效率,但也不能保證“絕對(duì)安全”。裂變材料國(guó)際小組關(guān)于快堆工程的研究報(bào)告中提到快堆存在特殊安全隱患。如日本的文殊(MONJU)原型快堆等,其事故原因主要還是前期技術(shù)缺陷和經(jīng)驗(yàn)不足。此外,目前國(guó)外為了提高這方面的安全系數(shù),還在研制氦冷、鉛冷、鉛鉍合金冷等技術(shù)。
然而,能將核事故定義為純粹的技術(shù)性事故嗎?答案是否定的。
歐陽(yáng)予是中國(guó)科學(xué)院院士、俄羅斯工程院外籍院士、秦山核電站總設(shè)計(jì)師、巴基斯坦恰希瑪核電工程總設(shè)計(jì)師、連云港核電站總工程師,他認(rèn)為這三起核電站安全事故的機(jī)理是不同的。三里島事故主要是人為失誤造成的,而人為失誤具有偶然性,是不可避免的,因此,目前的安全設(shè)計(jì)盡量使人為事故的概率降到最低。切爾諾貝利事故也離不開(kāi)人為操作失誤問(wèn)題。實(shí)際上,蘇聯(lián)切爾諾貝利這種反應(yīng)堆是軍用的,不能作為民用。福島事故是由于日本將核電站建在地殼活動(dòng)斷層上,這里原本就有很高的地震發(fā)生率,再加上其島國(guó)地理環(huán)境,強(qiáng)震極易引發(fā)海嘯,最終致使核電站的供電系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題引發(fā)核事故。若是從核電站的選址角度講,日本這種明知本國(guó)的地理環(huán)境不適宜建核電站而選擇建核電站的行為,也可定義為另一種層面上的人為問(wèn)題。
日本核技術(shù)史專家澀井康宏也說(shuō):“從運(yùn)營(yíng)方式、技術(shù)特點(diǎn)等看,福島的幾個(gè)機(jī)組與切爾諾貝利有很大的不同。蘇聯(lián)發(fā)生那么大的事故,與當(dāng)時(shí)的管理體制混亂、多個(gè)工作環(huán)節(jié)上同時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤有著很大的關(guān)系,日本僅僅是冷卻系統(tǒng)出了問(wèn)題?!?/p>
對(duì)于核技術(shù)的安全性問(wèn)題,歐陽(yáng)予提到:“核電站在設(shè)計(jì)時(shí)都是有多重防御系統(tǒng)的,比如,假使反應(yīng)堆不工作了,會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟注水、降壓等多種應(yīng)急處理方式。第二代核電站基本上也都考慮了地震等自然因素,包括海嘯。在美國(guó)“9·11”事件之后,甚至還考慮到了飛機(jī)撞擊核電站的情況。而即便發(fā)生了嚴(yán)重地震,也不是不可以把損失控制在最小。第三代核電站如果出現(xiàn)堆芯熔化,反應(yīng)堆功率加大,會(huì)有閥門(mén)自動(dòng)打開(kāi)進(jìn)行卸壓,安全殼也比較結(jié)實(shí),不容易燒壞。”事實(shí)也證明了核電站建筑在應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害時(shí)的安全可靠性還是相當(dāng)高的,如美國(guó)核電廠于2012年10月28日至30日成功應(yīng)對(duì)桑迪颶風(fēng),福島核電站即使建在活動(dòng)斷層上,也經(jīng)受住了當(dāng)時(shí)里氏9級(jí)的大地震。
近來(lái)“人為”問(wèn)題又再起風(fēng)波。韓國(guó)核電站因?yàn)椴缓细窳慵黄冗M(jìn)行全國(guó)核電站大檢查,這又是一起人為因素事故了。
對(duì)核安全的質(zhì)疑,萊納斯提出三點(diǎn)看法:
(1)三里島事件中無(wú)任何人員傷亡。
(2)切爾諾貝利事件后續(xù)長(zhǎng)期研究結(jié)果表明,其影響遠(yuǎn)小于人們最初擔(dān)憂的結(jié)果。
(3)其他任何一種大型能源來(lái)源、所存在的危險(xiǎn)、全世界自然災(zāi)害所造成的人員傷亡,以及環(huán)境污染的嚴(yán)重性都不比核能小。
因此,他得出結(jié)論:“與放射性本身的危害相比,人們對(duì)于放射性的恐懼所造成的傷害更大?!?/p>
而作為對(duì)核能反思一方的著名物理學(xué)家、能源理論學(xué)家羅文(Amory B. Lovins)卻認(rèn)為人們的憂慮并非多余,他提出:
(1)監(jiān)管機(jī)構(gòu)并沒(méi)有積極解決潛在的重大安全隱患,如恐怖組織對(duì)反應(yīng)堆的威脅,破壞這一重要產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
(2)人類的易犯錯(cuò)性使得災(zāi)難的發(fā)生無(wú)可避免。如諾貝爾獎(jiǎng)得主、瑞典物理學(xué)家阿耳文所說(shuō):“不應(yīng)該允許任何超出人類控制的行為。”
(3)核反應(yīng)堆建造的緩慢和昂貴,使它減緩了環(huán)境保護(hù)的力度,應(yīng)該加大其他新能源的開(kāi)發(fā)力度。核能非但不是必需的,也是不經(jīng)濟(jì)的。
上述第一點(diǎn)也是德國(guó)前外交部部長(zhǎng)費(fèi)舍爾認(rèn)為需要關(guān)閉核電站的理由之一,但該理由似乎同樣適用其他種類的發(fā)電站,以及大型企業(yè)機(jī)構(gòu)。至于后兩點(diǎn),仍要視具體情況而定,而目前的事實(shí)是雖然核電站有引發(fā)事故的可能,但我們不能否認(rèn)短期內(nèi)它還是被需要的,并且也不排除其可持續(xù)發(fā)展的可能。
核輻射爭(zhēng)議
核電的發(fā)展還需解決民眾對(duì)核輻射的恐慌問(wèn)題。核電站輻射對(duì)其周?chē)锏挠绊懸恢憋柺軤?zhēng)議。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為核電站不會(huì)泄露足以讓生物發(fā)生變異的輻射,但瑞士科學(xué)插圖畫(huà)家科妮莉亞·海塞·霍納格在核設(shè)施及化學(xué)污染區(qū)附近發(fā)現(xiàn)她所收集的昆蟲(chóng)中有多達(dá)30%出現(xiàn)變異,如觸角變短、腿部畸形及翅膀不對(duì)稱。相比之下,在野外發(fā)現(xiàn)的變異昆蟲(chóng)總體比例為3%左右。她說(shuō):“在我看來(lái),變異昆蟲(chóng)就像是大自然的未來(lái)寫(xiě)照。”
但這個(gè)說(shuō)法并不能為大多數(shù)專家所接受,理由是這樣的結(jié)論過(guò)于草率,沒(méi)有用科學(xué)的方法進(jìn)行全方位統(tǒng)計(jì)、分析和考察。那么輻射到底是什么呢?輻射無(wú)處不在,我們吃的、住的、天空、山川,乃至身體都存在著放射性,核輻射只是其中的一種,并且其主要是物理性的傳播而非生物性的。此外,有專家提出人類的抗輻射度比昆蟲(chóng)要強(qiáng),使昆蟲(chóng)變異的輻射量在人體可接受的范圍之內(nèi)。關(guān)于核電站周?chē)溯椛鋵?duì)人體及周?chē)h(huán)境的影響有學(xué)者專門(mén)做過(guò)調(diào)查研究,結(jié)論是核輻射區(qū)工作人員受到的輻射量在安全范圍內(nèi),輻射量小于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)100毫希,對(duì)人體沒(méi)有任何危害。
深圳大學(xué)核技術(shù)研究所原所長(zhǎng)王豫生認(rèn)為,輻射對(duì)健康的影響很難定論。她談到三點(diǎn):
(1)就其自身及其領(lǐng)導(dǎo)、同事的情況看,長(zhǎng)期與核輻射接觸的工作人員中不乏長(zhǎng)壽者。
(2)即使工作中受到一定程度的核輻射,一般都能通過(guò)及時(shí)治療康復(fù),且新中國(guó)核能研究起步早,對(duì)核輻射的處理和治療技術(shù)也是很高、很成熟的。
(3)以具體情況為例,廣東省陽(yáng)江市的輻射強(qiáng)度比廣東省平均水平高出一倍,但恰恰相反,陽(yáng)江的癌癥發(fā)病率反而遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于廣東省平均水平。
雖然王豫生對(duì)第一點(diǎn)的表述沒(méi)有嚴(yán)格的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)論證,但用她對(duì)第三點(diǎn)的總結(jié)來(lái)說(shuō):即固然不能說(shuō)輻射越大對(duì)身體越好,但這至少說(shuō)明輻射并沒(méi)有一些人想象得那樣可怕。
而針對(duì)公眾對(duì)核輻射的恐慌,萊納斯卻認(rèn)為在他看來(lái)具有諷刺意味的是,福島所發(fā)生的一切都恰恰證明了公眾對(duì)于放射性的擔(dān)憂中有多少是屬于杞人憂天。他提出以下幾點(diǎn):
(1)人們沒(méi)有辦法對(duì)其風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行正確的評(píng)估。
(2)從統(tǒng)計(jì)學(xué)角度而言,空氣污染所帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)比輻射所帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)大得多。
(3)媒體之所以會(huì)對(duì)輻射的升高大做文章,是因?yàn)槲覀兛梢詫?duì)其進(jìn)行極為精確的測(cè)量。
(4)對(duì)于公眾所能接受的輻射物質(zhì)含量設(shè)定的安全水平,要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于能夠?qū)步】翟斐赏{的水平。
(5)少量輻射物質(zhì)的存在并不意味著會(huì)對(duì)人產(chǎn)生危害。
事實(shí)上,核電站放射性排放是必須滿足硬性指標(biāo)的。張作義提到:“在和正常運(yùn)行有關(guān)的放射性排放上,同樣功率的核電廠并不比燃煤電廠高,同時(shí)避免了燃燒大量煤炭,排放酸雨、溫室氣體、粉塵。而放射性廢水排放問(wèn)題可以滿足國(guó)家法規(guī)的要求,也可以提出更高的要求,技術(shù)上可以解決。”福島在沒(méi)出事之前甚至打算利用核電站排放的溫水養(yǎng)魚(yú)。