在促進(jìn)核電發(fā)展和推廣核能供熱的工作過(guò)程中，只要是非核專(zhuān)業(yè)的人士，無(wú)論學(xué)歷高低、職位高低，總是對(duì)核能心生恐懼。我會(huì)追問(wèn)“到底怕什么？”，回答說(shuō)害怕“放射性”或“核輻射”。
為什么害怕呢？是因?yàn)檩浾搶?duì)于人類(lèi)歷史上幾次核事故的宣傳和渲染。年紀(jì)大一些的知道前蘇聯(lián)的切爾諾貝利核電站事故，今天的大家都知道2011年3月的日本福島核電站災(zāi)難。
無(wú)處不在的放射性
實(shí)際上，我們?nèi)祟?lèi)所賴(lài)以發(fā)育和生存的地球就是一個(gè)天然的具有放射性持續(xù)釋放特性的大型核反應(yīng)堆。地球內(nèi)部巨大的熱量到底是從哪里來(lái)的呢？據(jù)科學(xué)家們的分析，主要是來(lái)自于放射性元素的衰變。比如U、Th、K等元素都有一些放射性的同位素，衰變的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生大量的熱量。這種能量的產(chǎn)生主要集中在大陸地殼中，約占大陸地區(qū)地表熱流的一半。雖然現(xiàn)在理論認(rèn)為地幔和地核中放射性元素含量較低，但是因其體積很大，產(chǎn)熱也是很可觀(guān)的。
地球上動(dòng)植物和人類(lèi)賴(lài)以生存生長(zhǎng)的陽(yáng)光，來(lái)自于太陽(yáng)，太陽(yáng)上之所以能發(fā)出如此巨大的能量，是因?yàn)樘?yáng)上的核聚變反應(yīng)。太陽(yáng)光屬于熱輻射，是有溫度的物體輻射出的電磁波，可在真空中穿行。究其根源，也是核輻射。
所謂核輻射，是指原子核發(fā)生變化時(shí)的產(chǎn)物，由一種核變?yōu)榱硪环N核的過(guò)程中，除了兩種核之間的變化，還會(huì)附帶產(chǎn)生其他粒子流，如α粒子（氦原子核），β粒子（電子流），γ粒子（實(shí)質(zhì)是波長(zhǎng)很短，能量很高的射線(xiàn)），還有一些電離輻射會(huì)包括質(zhì)子，電子等。一般的核輻射就是指這些高能粒子，射到人身上會(huì)破壞細(xì)胞，導(dǎo)致遺傳物突變等等。
盡管核輻射過(guò)量會(huì)對(duì)人體有所傷害，但是在一定數(shù)值以下，是絕對(duì)安全的，甚至是不可或缺的。因?yàn)槿祟?lèi)無(wú)時(shí)無(wú)刻不在接受著各種天然射線(xiàn)的照射，如宇宙射線(xiàn)，存在于土壤、巖石、水 和大氣中的鈾-238、鈾-235、釷-232、鉀-40、鐳-226等，這些天然射線(xiàn)對(duì)人體的照射就是天然本底輻射。我國(guó)公眾現(xiàn)在所受天然輻射平均年有效劑量為3.1毫希弗（數(shù)據(jù)來(lái)源：《中國(guó)輻射水平》，潘自強(qiáng)、劉森林著，原子能出版社，2010年）。
除了自然界中的天然放射性，生活中還有很多物品是帶有放射性的。比如花崗巖。紐約中央火車(chē)站是全球最大的火車(chē)站之一，該站的放射線(xiàn)水平格外高，其原因就是由于該站建筑物的外墻和地基采用了含有大量天然放射性物質(zhì)的花崗巖。該站釋放出來(lái)的放射線(xiàn)水平已經(jīng)超過(guò)了核電站所容許的放射線(xiàn)水平上限。再比如，巴西產(chǎn)的花生是世界上放射線(xiàn)濃度最高的食物之一。有研究顯示，貪吃這種花生，人易疲勞，尿液檢測(cè)時(shí)還會(huì)發(fā)現(xiàn)明顯帶有放射性。因?yàn)檫@種花生的根系在土壤中扎根很深，大量吸收了深層土壤含有的天然鐳元素。還有癮君子口中的香煙。多數(shù)香煙都含有釙210、鉛210等放射性物質(zhì)。香煙的生產(chǎn)過(guò)程中，上述放射性物質(zhì)會(huì)殘留在煙葉上，吸煙者點(diǎn)火吸煙就會(huì)把放射性物質(zhì)帶入體內(nèi)，即便放射性物質(zhì)濃度低，久而久之也會(huì)慢慢蓄積在臟器內(nèi)，造成持久傷害。
人類(lèi)的很多活動(dòng)都離不開(kāi)放射性。例如，人們攝入的空氣、食物、水中的輻射照射劑量約為0.25毫希弗/年。帶夜光表每年有0.02毫希弗；乘飛機(jī)旅行2000公里約0.01毫希弗；每天抽20支煙，每年有0.5-1毫希弗；一次X光檢查0.1毫希弗等等。
核設(shè)施的輻射防護(hù)
隨著人類(lèi)對(duì)自然認(rèn)識(shí)的深化，對(duì)自然界物質(zhì)開(kāi)發(fā)利用的深度也在不斷增加，同時(shí)隨著生活水平的提高，對(duì)能源的需求量也在快速攀升。愛(ài)因斯坦的質(zhì)能轉(zhuǎn)化公式（E=mC2）的提出，使得人類(lèi)從物理能量、化學(xué)能量的利用進(jìn)入了原子能利用時(shí)代。原子能武器的一大功勞就是快速終止了第二次世界大戰(zhàn)。緊接著，從上世紀(jì)五十年代起，威力巨大的核裂變能就由核武器利用轉(zhuǎn)向了和平利用。那么如何做好安全防護(hù)、確保核安全呢？
首先，發(fā)生裂變反應(yīng)釋放熱能的核燃料，為圓柱狀ＵＯ2芯塊，其中，可裂變材料235Ｕ的濃度只有2-4%，芯塊熔點(diǎn)高達(dá)2800oC，輻照穩(wěn)定性好，經(jīng)長(zhǎng)期輻照能保持其穩(wěn)定的尺寸和形狀。一組燃料芯塊又封裝在燃料棒中，燃料棒包殼為鋯合金材料。確保了正常情況下裂變產(chǎn)物不會(huì)跑到包殼外面。
備注：2010年5月23日，大亞灣核電站監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，一回路冷卻水放射性碘核素和放射性氣體異常性上升，5月28日放射性水平達(dá)到平衡并保持穩(wěn)定，初步判斷有一根燃料棒的包殼可能存在微小裂紋，已經(jīng)中電(香港中華電力有限公司)發(fā)言人證實(shí)。發(fā)言人續(xù)指，大亞灣核電站運(yùn)作沒(méi)有受事件影響，也沒(méi)有導(dǎo)致大亞灣核電基地及周邊地區(qū)放射性水平升高，更沒(méi)有對(duì)外界導(dǎo)致核泄漏。
對(duì)于核電站而言，由多根燃料棒組成的燃料組件放置在壓力殼中，壓力殼內(nèi)承受了300多度的高溫和150個(gè)大氣壓。壓力殼和一回路主管道以及蒸汽發(fā)生器又安置在安全殼內(nèi)，安全殼為預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，對(duì)內(nèi)可防止事故情況下的高溫高壓蒸汽及放射性物質(zhì)的泄漏；第三代核電在安全殼外又增加了一層鋼筋混凝土安全殼，對(duì)外可承受商用飛機(jī)的撞擊。
第三代核電站之所以安全性大為提高，當(dāng)然也是吸取了前蘇聯(lián)第一代的切爾諾貝利核電站事故的教訓(xùn)，以及日本福島第二代核電站災(zāi)難的教訓(xùn)。
備注：國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)定義福島核電站事件為災(zāi)難而不是事故，是因?yàn)榈卣鸢l(fā)生后，所有的核電運(yùn)行安全措施全部自動(dòng)啟動(dòng)，反應(yīng)堆已經(jīng)處于安全停堆狀態(tài)。只不過(guò)隨之而來(lái)的海嘯淹沒(méi)了置于地面以下的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，導(dǎo)致用于驅(qū)動(dòng)循環(huán)水、帶走余熱的柴油發(fā)電機(jī)停轉(zhuǎn)，導(dǎo)致反應(yīng)堆堆芯過(guò)熱，燃料棒破裂，燃料棒鋯包殼中的鋯與水在高溫下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生了大量氫氣，是氫氣爆炸，炸開(kāi)沒(méi)有設(shè)置安全殼的普通廠(chǎng)房，導(dǎo)致放射性物質(zhì)泄漏。
對(duì)于用于集中供熱的開(kāi)口常壓的池式堆，安全性則大為提高，已經(jīng)到了固有安全的階段。即在運(yùn)行過(guò)程中，一旦萬(wàn)一操作失誤或者廠(chǎng)區(qū)停電導(dǎo)致失去控制，隨著池內(nèi)溫度的升高，燃料系統(tǒng)的反應(yīng)性會(huì)自動(dòng)下降，直至停止運(yùn)行。同時(shí)由于池內(nèi)存有足夠多的水，有足夠長(zhǎng)的時(shí)間補(bǔ)充冷卻水、排出余熱并處理故障，不會(huì)產(chǎn)生堆芯熔化事故，堆芯熔化是核能裝置最為嚴(yán)重的事故。所以這個(gè)優(yōu)點(diǎn)概括為“零堆熔”。
池式堆主體部分置于地下，與核電站相比，對(duì)地質(zhì)條件要求有所降低，抗震能力增強(qiáng)。中子在泳池內(nèi)水中運(yùn)動(dòng)、轟擊燃料芯塊促發(fā)裂變反應(yīng)，與核電站相比，由于功率水平約為核電站的十分之一，所以，一回路中的放射性水平也較低。一回路中的熱量通過(guò)板式換熱器交換給二回路，二回路中水的熱量通過(guò)板式換熱器交換給三回路，三回路的水就是進(jìn)入熱力主管網(wǎng)的水。由于二回路中的水的壓力略高于一回路，所以，即使換熱器萬(wàn)一發(fā)生泄漏，一回路中的水也不會(huì)跑到二回路中來(lái)。確保放射性物質(zhì)保持在一回路內(nèi)。對(duì)于居民用戶(hù)而言，感受到的只是和其他各種熱源加熱的熱水一樣的熱水，而且它們是混合在主管網(wǎng)中難分彼此的。
公眾關(guān)心的乏燃料又是如何處理的呢？首先由于池式供熱堆總熱功率較小，因此燃料總裝料量就比較小，約為核電站的十分之一。又由于每年主要在冬季工作，因此換料周期約為兩-三年換一次，一次換下5-6噸。先是放置在池式堆內(nèi)，過(guò)幾年再轉(zhuǎn)移到供熱站廠(chǎng)區(qū)內(nèi)的乏燃料水池中，這時(shí)燃料棒的放射性只需要泡在水池中就可以保證不泄露到自然界中。必要時(shí)由專(zhuān)業(yè)公司運(yùn)輸?shù)絿?guó)家統(tǒng)一的乏燃料儲(chǔ)存與處置基地。我們?cè)?jīng)參觀(guān)過(guò)存放了大量核電站乏燃料的位于嘉峪關(guān)外的國(guó)家乏燃料處置基地，那些乏燃料就平靜地躺在開(kāi)口水池中，周?chē)o(wú)放射性水平的額外提高。
公眾還關(guān)心60年運(yùn)行期后的核設(shè)施及廠(chǎng)區(qū)退役問(wèn)題。其實(shí)，由于系統(tǒng)簡(jiǎn)化、設(shè)備數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于核電站，加上水池屏蔽效應(yīng)明顯，退役時(shí)廠(chǎng)區(qū)的放射性源項(xiàng)及其放射性水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于核電站。因此廠(chǎng)區(qū)很快就可以恢復(fù)綠色復(fù)用。對(duì)環(huán)境影響的長(zhǎng)期性遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于生產(chǎn)有毒化學(xué)品的化工廠(chǎng)。
醫(yī)院中的放射性
要說(shuō)生活中哪里最安全，名列前茅的就是民用核設(shè)施，不僅有強(qiáng)大的安保系統(tǒng)，而且對(duì)于環(huán)境放射性的監(jiān)控十分嚴(yán)格，企業(yè)對(duì)于安全生產(chǎn)也是最為重視，安全管理水平也是各行各業(yè)中最高的。尤其是中國(guó)的核工業(yè)領(lǐng)域，安全運(yùn)行記錄是全世界最好的。
從放射性安全的角度來(lái)說(shuō)，人生重病、尤其是癌癥之后，在醫(yī)院里面接受檢查和治療期間“吃”進(jìn)去的放射性劑量是最多的。從搜集到的數(shù)據(jù)看，做一次胸部X光透視，接受的劑量為10-20微希弗，做一次胸部CT，接受的劑量可高達(dá)6毫希弗。做一次時(shí)髦的PET-CT，接受的劑量可高達(dá)20毫希弗，這可是放射性工作者一年的劑量上限啊！一些進(jìn)入人體用于檢查診斷和治療的同位素藥物，放射性劑量更高。所以那些談“核”色變的人士，得了癌癥后，找關(guān)系住醫(yī)院做檢查做治療的積極性一點(diǎn)兒不比別人差。真可謂是：身在“輻”中不知“輻”，病危方知“核”為貴。
