北大物理學(xué)院副教授雷奕安的一篇舊聞《挺核反核雙方的19個(gè)問題》最近火了,成了朋友圈中的爆款文章。
不過,也有核電業(yè)內(nèi)人士對這篇文章并不滿意,稱該文看似中立、資料豐富,但其實(shí)只是一位有一定科學(xué)素養(yǎng)人士的“跨界發(fā)言”,存在多處以偏概全及偷換概念;作者對能源結(jié)構(gòu)、核燃料循環(huán)、核工業(yè)的推論也存在多處漏洞。
北大官網(wǎng)顯示,雷奕安的研究方向是原子核結(jié)構(gòu)理論、計(jì)算機(jī)、CAI研究(等離子體物理與聚變研究所)。雷奕安在文中多次強(qiáng)調(diào)自己不反核,但在表述上、佐證材料的甄選上,卻帶有明顯的傾向性。另外,《挺核反核雙方的19個(gè)問題》對某些問題的闡述客觀準(zhǔn)確,但在一些關(guān)鍵問題的舉例與類比中,卻又出現(xiàn)不少錯誤。有核電業(yè)內(nèi)人士對評論直言,“(該文)像拼湊出來似的?!?/p>
那么,這篇文章到底出現(xiàn)了哪些錯誤?結(jié)合業(yè)內(nèi)人士的分析,以及澎湃新聞記者對核工業(yè)、核電產(chǎn)業(yè)鏈的現(xiàn)有認(rèn)知,現(xiàn)對該文中的事實(shí)性錯誤、須進(jìn)一步厘清的概念和探討的問題進(jìn)行逐條評論。
下文中,常規(guī)字體為《挺核反核雙方的19個(gè)問題》原文(原標(biāo)題《核能發(fā)展一些問題》,來自雷奕安科學(xué)網(wǎng)博客),下劃線部分為評論。
由于全球氣候變化,污染嚴(yán)重,電力發(fā)展需轉(zhuǎn)型,福島核事故,世界核能發(fā)展前景悲觀等綜合因素的影響,中國核能發(fā)展出現(xiàn)了一次大辯論。挺核反核,雙方分歧巨大。本人支持慎重發(fā)展核電核能。在我看來,雙方言論中,均有諸多片面,夸大,不實(shí)之辭,因此希望以此文澄清一些事實(shí)。有不當(dāng)片面之處,歡迎大家指出。
1. 核電是清潔能源嗎?
現(xiàn)在幾乎所有的核能發(fā)展文章中,都會不厭其煩地在“核能”前面加上“清潔能源”幾個(gè)字。那么核電究竟是不是清潔能源呢?
清潔能源的定義是不排放二氧化碳,污染物。單獨(dú)核電站在運(yùn)行的時(shí)候,的確不排放二氧化碳及其它化學(xué)污染物,但是核電站的建設(shè)需要大量水泥,鋼材,運(yùn)輸,這些都會產(chǎn)生二氧化碳排放。除此之外,鈾礦開采,處理,富集,加工,運(yùn)輸都有二氧化碳排放,乏燃料的處理和核電站的退役也是大工程。這些排放加在一起,有人算出大約是風(fēng)能的6倍,太陽能的2-3倍(“Valuing the greenhouse gasemissions from nuclear power: A critical survey,” Benjamin Sovacool, Universityof Singapore and Virginia Tech University, Energy Policy 36, June 2008.)。
當(dāng)然,核電站不是不排放,而是排放的污染物不一樣。核電站常規(guī)運(yùn)行中,會排放反射性物質(zhì)氚,乏燃料中有巨量的放射性物質(zhì),如銫137,銫135,鍶90,锝99,氪85,鈾,钚和其它放射性錒系元素等。這些放射性元素量大,輻射強(qiáng),對生物圈和人類都有巨大的危害。核電產(chǎn)業(yè)的燃料循環(huán),從鈾礦開采,燃料組件生產(chǎn),到乏燃料處理,都會產(chǎn)生大量放射性污染。這些放射性污染在自然界停留的時(shí)間,比化學(xué)污染長得多,而且無法處理,只能等它們在幾百到幾百萬,乃至幾億年的時(shí)間尺度內(nèi)慢慢衰減。
如果認(rèn)為放射性排放不算污染,核電的確比火電清潔。關(guān)于核能清潔與否的細(xì)致討論可以看這篇文章(http://www.nirs.org/factsheets/nuclearenergyisdirtyenergy2014.pdf)。
評論: 核能究竟是不是清潔能源,有大量可查的監(jiān)測數(shù)據(jù)。從全生命周期來看,所有能源形式都有二氧化碳排放。正是因?yàn)榉θ剂现蟹派湫晕镔|(zhì)的半衰期長,才更需要將核反應(yīng)堆中替換出來的乏燃料(即燒過的燃料)進(jìn)行妥善處理。
以百萬千瓦壓水堆核電站為例,每年產(chǎn)生的乏燃料為25噸至30噸。乏燃料中有大量的放射性元素,毒性大、半衰期長,要在地質(zhì)處置過程中衰變到天然鈾礦水平需10萬年以上,但經(jīng)過后處理等環(huán)節(jié)后,其放射性攝入毒性降到天然鈾輻射水平的時(shí)間可減至千年以下,有效地降低了乏燃料的長期放射性毒性。
2. 核電是必須的嗎?
2015年,中國經(jīng)濟(jì)增長進(jìn)入新常態(tài),發(fā)展趨緩,耗能行業(yè)尤其明顯。根據(jù)中電聯(lián)的統(tǒng)計(jì),2015年1到10月份,全國全社會用電量45835億千瓦時(shí),同比增長0.7%,增速同比回落3.0個(gè)百分點(diǎn),其中工業(yè)用電量32285億千瓦時(shí),同比下降1.0%,化學(xué)原料制品、非金屬礦物制品、黑色金屬冶煉、有色金屬冶煉四大高耗能行業(yè)用電量合計(jì)13877億千瓦時(shí),同比下降2.3%。
但是發(fā)電能力卻仍在快速增加。截至10月底,全國6000千瓦及以上電廠裝機(jī)容量13.9億千瓦,同比增長9.5%。全國除核電以外的所有發(fā)電設(shè)備利用率都有明顯下降。
考慮到核電在總發(fā)電量中占比只有3%,可以說,如果沒有核電,中國的發(fā)電能力完全可以滿足發(fā)電量的要求。實(shí)際上,中國的發(fā)電能力已經(jīng)過剩,而且還有巨大規(guī)模的發(fā)電能力在建,包括基數(shù)已經(jīng)很大的可再生能源,即水電,風(fēng)電,和光電??稍偕茉窗l(fā)電的增長量完全可以覆蓋未來許多年的需求。
已經(jīng)有一篇文章比較詳細(xì)地討論了這個(gè)問題(“多余的核電”,陶光遠(yuǎn))。
不過本人的觀點(diǎn)是應(yīng)該保持一定的核電規(guī)模。
評論:在對能源結(jié)構(gòu)的討論中,以下問題值得商榷:
第一,中國發(fā)電能力過剩,很大原因是由于火電的“大躍進(jìn)”與火電過剩。對于火電產(chǎn)能過剩局面下隱藏的能源行業(yè)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn),能源主管部門三令五申、多次下發(fā)特急文件踩下火電急剎車。能源結(jié)構(gòu)的選擇,與一國的資源稟賦、各類電源的特性、環(huán)保理念,甚至宏觀經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)政策都有關(guān)系。
中國的能源資源分布不均衡,本地消納不足、外送通道又有限的情況下,棄風(fēng)、棄光、棄核、棄水時(shí)有發(fā)生。風(fēng)、光發(fā)電本身具有間歇性,發(fā)電不穩(wěn)定,會影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定,且現(xiàn)階段可再生能源暫未脫離補(bǔ)貼,儲能行業(yè)也依然面臨技術(shù)和成本障礙。
3. 核電成本低、效益高嗎?
在中國,從每度電的發(fā)電成本看,核電對水電和火電都沒有優(yōu)勢。很快風(fēng)電的發(fā)電成本也將低于核電。
世界范圍來看,所有可再生能源的發(fā)電成本都在下降(如下圖),而核電成本卻在上升。
可再生能源成本趨勢。
評論:目前,中國的火電發(fā)電成本中并不包括環(huán)境成本。即使若干年后,可再生能源的發(fā)電成本低于核電發(fā)電成本,在穩(wěn)定性上核電仍有顯著優(yōu)勢。在儲能技術(shù)尚未取得重大突破之前,核電是火電的更優(yōu)選項(xiàng)。
4. 中國核電需要迎頭趕上世界平均水平嗎?
核電業(yè)者的一個(gè)觀點(diǎn)是世界核電平均占比是18%,而中國只有1.4%(或2%),與中國的大國地位不相稱,中國至少應(yīng)該達(dá)到世界平均水平。
首先,到2015年,世界核電平均占比連續(xù)4年為10.8%,而不是18%,中國已經(jīng)超過了3%,而不是1.4%(或2%)。
世界核電已停滯多年。核電比例1996年最高,達(dá)到17.6%。此后一直在降。總發(fā)電量最高2006年,后維持下降趨勢。中國核電發(fā)電量一直大幅上升,2014年比2013年增加20%,2015年1-7月同比增長35%,其中7月份同比增長41.4%,核電比例已經(jīng)達(dá)到3.3%。
其次,世界能源發(fā)展的趨勢是要逐漸降低核能和化石能源的比重,逐步過渡到可再生能源。G7國家計(jì)劃到2050年實(shí)現(xiàn)100%可再生能源。歐洲大部分國家都在棄核。就算“核電伊甸園”的法國,也計(jì)劃到2025年將核電比例從現(xiàn)在的約75%降低到50%。
第三,如果我們發(fā)展核能的目標(biāo)是要跟別人一樣,20年后,當(dāng)我們把核電廠都建起來之后,別人評價(jià)能源發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)改成誰的可再生能源占比更大,那我們怎么辦?五六十年內(nèi)我們的核電廠都無法退役。世界各國大部分核電廠已經(jīng)服役三四十年,再過一二十年就要退役,而新建反應(yīng)堆寥寥無幾。
評論:據(jù)中國核工業(yè)集團(tuán)董事長孫勤此前介紹,國際上現(xiàn)有70多個(gè)國家已經(jīng)或正在計(jì)劃發(fā)展核電,其中“一帶一路”沿線國家占40多個(gè),正在計(jì)劃發(fā)展的有10多個(gè)國家。預(yù)計(jì)到2020年,全球?qū)⑿陆s130臺核電機(jī)組,到2030年前這一數(shù)字將達(dá)到約300臺。其中,“一帶一路”國家和周邊國家將占到新建機(jī)組數(shù)的約80%。
法國目前在運(yùn)機(jī)組數(shù)58臺,是全球核電比例最高的國家。2012年大選時(shí),總統(tǒng)奧朗德承諾,降低核能發(fā)電量比重,同時(shí)通過促進(jìn)綠色增長、為法國創(chuàng)造10萬個(gè)就業(yè)崗位。法國的想法是,加強(qiáng)能源獨(dú)立性、更好地平衡不同能源供應(yīng)來源。
德國棄核不是純粹的能源問題,其中包含了政治考量,德國棄核后依然使用來自法國的核電。
5. 核電站究竟有多安全?
這是一個(gè)老問題了。其實(shí)我相信經(jīng)過長期積累,在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)條件下,核電站是安全的。對排放也不用太擔(dān)心。但是,一座新的核電站,從建設(shè)到退役,時(shí)間跨度是100年(60年壽命,加20年延壽,加建設(shè)和退役的時(shí)間),在過去的一百年內(nèi),發(fā)生過的很多事情都是現(xiàn)在的新反應(yīng)堆無法應(yīng)對的,未來的一百年內(nèi),這類事件是不是會更多?
比如,根據(jù)計(jì)算,本世紀(jì)內(nèi),海平面至少會上升0.8到2米,這樣沿海和河流入??诟浇暮穗娬镜陌踩允遣皇嵌家蟠蛘劭郏窟@還沒有考慮可能性并不小的格林蘭冰蓋融化和南極冰蓋破裂。
再比如,一百年內(nèi),航天技術(shù)和應(yīng)用必然大發(fā)展,一般國家和公司掌握航天及火箭技術(shù)的門檻是不是會大大降低?用導(dǎo)彈或衛(wèi)星攻擊核電站的技術(shù)難度是不是會大大下降?
還比如,電磁炮在海戰(zhàn)中其實(shí)沒有多大用,因?yàn)槊闇?zhǔn)不易,破壞能力弱,但是對付核電站這樣的大型固定目標(biāo)卻幾乎是按身定做的,因?yàn)樗拇┩改芰Τ瑥?qiáng)。電磁設(shè)備可以容易地利用民用工業(yè)設(shè)備制造。這樣,幾十年后,恐怖分子并不需要非常高端的技術(shù),就可以制造出可以造成巨大危害的武器。
還有,對于小行星撞擊這種極小概率事件,當(dāng)航天技術(shù)發(fā)展之后,如果有人故意,小概率事件就成了大概率事件。因?yàn)楹苋菀撞倏匾粋€(gè)十來米大小的小行星撞擊地球的任何一個(gè)地方。
評論:此處混淆了核安全和核安保概念。所謂核安保,指的是預(yù)防、探知和應(yīng)對涉及核材料、核設(shè)施、其他放射性物質(zhì)及相關(guān)設(shè)施,以及相關(guān)活動的擅自接觸、未經(jīng)授權(quán)轉(zhuǎn)移、盜竊、蓄意破壞或其他惡意行為。導(dǎo)彈、電磁炮、恐怖襲擊、人為破壞均屬于核安保領(lǐng)域的問題。
在一個(gè)核設(shè)施進(jìn)行核安保設(shè)計(jì)時(shí),首先要確定“設(shè)計(jì)基準(zhǔn)威脅”。這些設(shè)計(jì)基準(zhǔn)威脅是由有關(guān)國家安全部門根據(jù)國情分析確定的,核設(shè)施根據(jù)這些設(shè)計(jì)基準(zhǔn)威脅來設(shè)計(jì)“實(shí)物保護(hù)”系統(tǒng)。中國與世界各國一樣,一個(gè)具體核設(shè)施的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)威脅和實(shí)物保護(hù)系統(tǒng)的詳細(xì)資料都是保密的。
為了防止核武器的濫用,日內(nèi)瓦公約關(guān)于保護(hù)國際性武裝沖突受難者的附加議定書第15條中規(guī)定:“含有危險(xiǎn)力量的工程或裝置,如堤壩和核發(fā)電廠,如果對之攻擊可能引起危險(xiǎn)力量的釋放,從而在平民中造成嚴(yán)重的損失,即使這類物體是軍事目標(biāo),也不應(yīng)成為攻擊的對象?!?/p>
6. 核電站惡性事故究竟有多可怕?
現(xiàn)成的例子有切爾諾貝利和福島。但是我們的核電站比這兩座核電站規(guī)模都大,核燃料的燃耗更深,因此發(fā)生惡性事故的危害還要大。
做一個(gè)簡單的計(jì)算。國內(nèi)新規(guī)劃的核電站都是以500萬千瓦為基準(zhǔn),對應(yīng)熱功率約1500萬千瓦。燃耗以AP1000為例,為60百萬千瓦天/噸鈾。假定一年運(yùn)行300天(低于正常核電運(yùn)行天數(shù)),一年產(chǎn)生1500*300/6000= 75噸乏燃料。每噸乏燃料中有60公斤的裂變產(chǎn)物,20公斤的钚,10公斤的鈾235,幾公斤的其它放射性錒系元素和930公斤的鈾238。每噸乏燃料中長壽命和中等壽命放射性元素的量,大約是廣島原子彈的50倍。這種乏燃料放射性過大,無法處理,必須就地存放至少20年。20年內(nèi),乏燃料池將累積1500噸乏燃料,對應(yīng)約10萬顆廣島原子彈的放射性廢料量!
?。ǜ兄xLAOson網(wǎng)友,開始每年乏燃料算錯了兩個(gè)量級,20年錯了一個(gè)量級。)
評論: 首先需要說明,500萬千瓦基本是一個(gè)核電基地的量級(秦山核電基地總裝機(jī)656.4萬千瓦,大亞灣核電基地總裝機(jī)612萬千瓦),這和核電業(yè)內(nèi)慣用的某某核電站幾號機(jī)組、幾期工程概念有所不同。在建的臺山核電一期工程將建設(shè)兩臺單機(jī)容量 175 萬千瓦的EPR三代核電機(jī)組,這是世界上單機(jī)容量最大的核電機(jī)組。
正因?yàn)榉θ剂现邪写罅康姆派湫栽?,所以才需要后處理環(huán)節(jié)。從核電站到后處理廠,乏燃料的運(yùn)輸有一套嚴(yán)密的體系,按照《放射性物品運(yùn)輸安全管理?xiàng)l例》有相關(guān)的規(guī)定,運(yùn)輸之前需要報(bào)批,需對于路線、時(shí)間、物品的質(zhì)量、應(yīng)急措施等提出非常明確的計(jì)劃。
切爾諾貝利事故是由于反應(yīng)堆設(shè)計(jì)缺陷(石墨堆,沒有安全殼)和操作問題,福島事故的主因在于人禍。
7. 核廢料究竟有多不清潔?
對與有害工業(yè)廢物排放,我們一般要求有害物質(zhì)不要超過環(huán)境的多少多少倍,不對環(huán)境造成過大傷害。
放射性物質(zhì)對環(huán)境,對人體都有害。放射性核廢料的排放,存放當(dāng)然也應(yīng)該有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該是多少呢?根據(jù)我們對放射性危害的認(rèn)識,這個(gè)量大致應(yīng)該不能超過我們承受到的背景放射性輻射大小,即大約每年幾個(gè)毫西弗(1西弗等于1公斤接受1焦耳放射性能量)。那么乏燃料在反應(yīng)堆乏燃料池內(nèi)“冷卻”了20年后,能不能達(dá)到可以排放或者無害存放的標(biāo)準(zhǔn)呢?當(dāng)然達(dá)不到。那么差多少倍呢?燃耗60百萬千瓦天/噸鈾的乏燃料,存放20年后,還有幾百瓦每噸的放射性,以300瓦計(jì),一年就是300 x 86400 x 365 = 9.5 x 109焦耳/噸 = 9.5 x 106西弗。普通人每年接受放射性劑量的上限是5毫西弗,即0.005西弗,只有上面那個(gè)數(shù)字的20億分之一。也就是說,“冷卻了”20年之后的乏燃料,放射性仍然是普通人接受極限的20億倍,也是背景放射性輻射的約50億倍。
那么,需要多長時(shí)間,乏燃料才能冷卻到與背景差不多的水平?答案是,地球不會存活到那一天。需要多少時(shí)間,才能冷卻到比背景高1百萬倍的水平?答案是幾十萬年(不考慮剩余93%鈾的放射性)。
主要燃料循環(huán)的乏燃料放射性衰減情況。普通熱堆的乏燃料衰減是最上面那條黑線。也就是幾十萬年后,放射性才能降到鈾礦石水平(橫的虛線)。
上圖是主要燃料循環(huán)乏燃料放射性毒性衰減情況。這里有一點(diǎn)需要說明:圖上用的鈾礦石特指加拿大的一種富集度特別高的鈾礦石(15%)??v軸上的1仍然代表背景放射性強(qiáng)度的一百萬倍。1000年后,僅僅裂變產(chǎn)物的放射性仍然是背景的1萬倍。
評論: 目前國際上通行的核燃料循環(huán)路線有兩種:一種是以美國為代表的“一次通過”開放核燃料循環(huán)方式,乏燃料經(jīng)過冷卻、包裝后,作為放射性廢物直接送到深地質(zhì)層處置或長期貯存。中國、英國、法國等采取的則是閉式核燃料循環(huán),乏燃料從反應(yīng)堆中更換出來后,一般先暫存在核電廠自建的硼水池內(nèi),水可以吸收其大量的殘余熱量,大約貯存10年后,運(yùn)送至后處理廠進(jìn)行后處理。上述兩種方式,都不是直接排放乏燃料。
8. 正常情況下,核電站對環(huán)境的影響有多大?
放射性輻射方面,正常運(yùn)行條件下,核電站周圍的額外放射性輻射非常小,不高于背景的千分之一,可以忽略。
但核電站的熱島效應(yīng)嚴(yán)重。仍以一座500萬千瓦的核電站為例,發(fā)熱量是1500萬千瓦,散熱約1000萬千瓦。如果僅算用電產(chǎn)生的發(fā)熱,相當(dāng)于北京,上海這樣的超大城市。在內(nèi)陸,這些熱都要通過冷卻塔蒸發(fā)水帶走。這么大的發(fā)熱量,一秒鐘的蒸發(fā)量是6噸多,一年是2億噸,相當(dāng)于一座百萬人口大城市一年的居民用水量。長江中下游本來就悶熱潮濕,散熱條件不好,這么大的散熱量和蒸發(fā)量無疑是火上澆油(沿海電站要好一些)。
評論:熱島效應(yīng)來自熱機(jī)效率,這點(diǎn)核電火電都一樣。更值得關(guān)注的是核電站的熱污染,也即核電站的溫排水。但在沿海核電站冷卻水排放的問題上,國家有嚴(yán)格規(guī)定。在核電站環(huán)評時(shí),必須要有物理溫度、模擬計(jì)算,排出的熱水,以及擴(kuò)散時(shí)海水增溫一度溫升的范圍、溫升濕度的范圍等。此外,核電站熱力循環(huán)中的大部分水是循環(huán)利用。
9. 地方上為什么熱衷發(fā)展核電?
以一座500萬千瓦核電站為例,投資至少700億人民幣。核企與地方合資建核電站。地方政府出地,移民,準(zhǔn)備廠址,普及核電知識,等,只需要幾億到十幾億元。核企出其它所有的錢和技術(shù)。一般給地方30%的股份。也就是說,地方出幾億元就得到了幾百億元的權(quán)益,還有建設(shè)時(shí)的經(jīng)濟(jì)拉動效應(yīng),發(fā)電后的地方稅收,電廠發(fā)電收入的GDP數(shù)字,等。
評論:拉動地方經(jīng)濟(jì)、帶動就業(yè)、增加稅收,這些正是建設(shè)核電站的優(yōu)勢。一個(gè)核電站可以讓一個(gè)貧困縣直接脫貧,改善當(dāng)?shù)鼐用裆钏健?/p>
10. 燃料閉循環(huán)可以實(shí)現(xiàn)嗎?后處理能達(dá)到什么水平?
前面說到乏燃料潛在危害非常大,而里面的鈾、钚其實(shí)還可以再利用起來,那么把乏燃料處理一下,回收有用的鈾和钚等元素,并將沒有用的裂變產(chǎn)物收集安全存放,不是很好嗎?這就是乏燃料的后處理。
關(guān)于后處理,有下面一些事實(shí):
1、乏燃料的放射性非常強(qiáng),后處理的放射性防護(hù)很困難。反應(yīng)在成本上,后處理廠的建設(shè)成本,生產(chǎn)成本,廢料處置成本都非常高。
2、每一道工序都會產(chǎn)生額外的放射性廢料。
3、到目前為止,后處理只能做一次。也就是處理過一次,回收的鈾和钚放進(jìn)反應(yīng)堆再燒一次,就不能再后處理了。這是因?yàn)榉磻?yīng)堆里面的裂變反應(yīng)不干凈。在普通的熱中子堆中,鈾235吸收中子后,每6個(gè)只有5個(gè)裂變,另外一個(gè)變成了鈾236。而钚更糟糕,每3個(gè)里面就有1個(gè)不裂變,而是變成了钚240。钚240不會裂變,會繼續(xù)吸收一個(gè)中子變成钚241,钚241的裂變率也不高,還會很快衰變?yōu)轱?41,……。然后就會積累大量的超鈾元素,這些超鈾元素有的是β衰變,有的γ衰變,更多的α衰變。其中γ衰變穿透距離大,很難防護(hù)。因此回收利用過一次的燃料(MOX燃料)目前無法再后處理。
4、后處理不能減少放射性,只能將裂變產(chǎn)物的放射性分離出來。但是,鈾和钚的回收利用,減少了首次在堆運(yùn)行后乏燃料中長壽命超鈾元素及其裂變鏈元素的放射性。然而,由于后處理只能做一次,并且后處理過的燃料使用之后超鈾元素更多,因而總的超鈾元素量減少非常有限。
5、后處理7噸乏燃料,只能生產(chǎn)1噸MOX燃料。1噸MOX燃料的熱值跟1噸普通鈾燃料差不多,而生產(chǎn)成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鈾燃料。所以利用后處理提高鈾資源利用率的做法極不經(jīng)濟(jì)。一次后處理(因?yàn)橹荒茏鲆淮危┲荒軐⑩欃Y源的利用率從一次通過方案的約0.8%提高到0.91%。一些“科普”文章中說的可以提高幾十倍的說法沒有根據(jù)。
快中子堆,聚變裂變混合堆,加速器散列快中子亞臨界堆(ADS)等概念,理論上可以燃燒超鈾元素及釷232,鈾238等,但是工程上很困難,離應(yīng)用還非常遙遠(yuǎn)。而且,這些概念都不能減少裂變產(chǎn)物的放射性,或者減少有限。
評論:這類被回收再利用的核燃料,為全球第二大核電國家法國貢獻(xiàn)了17%的電力。作為典型的軍民融合產(chǎn)業(yè),核工業(yè)中多項(xiàng)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的環(huán)節(jié)都具有軍民兩用特點(diǎn)。
11. 核能專業(yè)人士權(quán)威公正嗎?
1、不少核能專家提倡“適量輻射有益健康”,該說法并沒有被醫(yī)學(xué)、輻射防護(hù)學(xué)、監(jiān)管機(jī)構(gòu)認(rèn)可。讀者可以在網(wǎng)上搜索“輻射有益健康”的文章。上一篇博文討論了這個(gè)問題。
2、還有專家提出“原子彈輻射污染可以忽略”,同樣很少有人認(rèn)可。參考本博文的討論。
3、世界核能協(xié)會(WNA)“輻射與健康”介紹網(wǎng)頁(2015年更新)中說,伊朗拉姆撒(Ramsar)地區(qū)背景輻射值為250到700毫西弗/年,但看不出如此高背景輻射對健康的影響。而2004到2011年間有許多公開發(fā)表的文獻(xiàn)指出,該地區(qū)存在較高的染色體異常、身體炎性反應(yīng)和婦女不育。
4、2007年左右國內(nèi)引進(jìn)AP1000堆型的時(shí)候,國內(nèi)專家一致高度評價(jià)該堆型。但后來出現(xiàn)大量問題。
5、《世界核工業(yè)狀態(tài)報(bào)告》是近十年來世界核工業(yè)最重要的綜合報(bào)告,意在中性地評估世界核工業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r,但被核工業(yè)界敵視。國內(nèi)很難找到該報(bào)告的信息。2015年版7月份出來之后,10月底國內(nèi)出了一個(gè)節(jié)選翻譯版本,直接刪除了所有“負(fù)面”的句子。讀者可以搜索“2015世界核工業(yè)現(xiàn)狀報(bào)告”,并與忠實(shí)譯文比較。
6、球床高溫氣冷堆(PebbleBed Reactor)50年代到80年代末主要在德國研發(fā),90年代初已經(jīng)發(fā)現(xiàn)該堆型有大量問題。1989年,德國已經(jīng)關(guān)閉了所有該類型的反應(yīng)堆。在德國專家的影響下,南非于90年代開始關(guān)注該堆型,并于98年正式立項(xiàng)開發(fā)。到2010年項(xiàng)目終止時(shí)為止,連設(shè)計(jì)圖紙都沒有完成。在花費(fèi)的總共90億南非蘭特政府資金中,大約20億用于支付國際專家費(fèi)和咨詢費(fèi)。直到項(xiàng)目終止前夕,德國專家還在南非的電視臺上稱贊該堆型是一個(gè)“完美的奇跡”。
7、核能專業(yè)人士的個(gè)人利益與核能發(fā)展相關(guān)。至少在公開的言論中,國內(nèi)所有核能專家都主張大力發(fā)展核電,包括長江中下游沿岸的核電。美國最早研發(fā)核能的很多科學(xué)家后來積極反對核能。世界各國都有這種情況。而中國的整個(gè)核能行業(yè),包括研究機(jī)構(gòu),監(jiān)管機(jī)構(gòu),所有的核能專家,至少在公開言論中,全部積極倡導(dǎo)核能。這非常不正常。核能專家在國家核能發(fā)展政策方面影響太大。這在當(dāng)今的世界上也是絕無僅有。
評論: AP1000是新堆型,工期拖延很正常,目前中國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高溫氣冷堆技術(shù),是經(jīng)過改進(jìn)的。早期很多核反應(yīng)堆的設(shè)計(jì)指標(biāo)和民用核電有較大區(qū)別。
12. 反核人士一般有什么誤區(qū)?
核能牽涉的專業(yè)知識比較多,離常識比較遠(yuǎn),因此批評的門檻比別的公眾關(guān)注的問題(如水電,化工等)要高很多。如果對核能和輻射不了解,容易犯常識錯誤并走極端。下面列舉幾個(gè)常見的誤區(qū):
1、新生兒畸形。切爾諾貝利事件后,有反核人士貼出新生兒畸形的照片,指出是核事故帶來的。假定照片的確是事故影響區(qū)拍攝的,胎兒也的確接受過額外的核輻射,但是還是無法在科學(xué)上證明胎兒畸形是核事故引起的。因?yàn)榧词箾]有核事故,新生兒畸形也會發(fā)生。如果核事故后,新生兒畸形比以前有明顯增加,可以推斷是核事故的影響,如果沒有,或者不明顯,就不能斷定特定畸形是核事故引起的。
2、核電站排放。核電站不像化工廠、火電廠,平常運(yùn)行的時(shí)候常規(guī)氣體放射性物質(zhì)排放量很小,在一般的通風(fēng)條件下,應(yīng)該低于背景輻射的千分之一,對日常生活沒有影響。但如果通風(fēng)條件不良,會在局部積累較高的輻射物質(zhì),考慮照射時(shí)間不長,對健康的影響不是很大。核電站換料的時(shí)候,有比較大劑量的放射性溢出。主要是氚。
3、超標(biāo)與有害。偶爾,核電廠也會發(fā)生少量的泄露或者超標(biāo)排放。但是超標(biāo)不等于很快對身體產(chǎn)生明顯的傷害。一般的少量泄露或者排放會很快擴(kuò)散或衰減,周圍的居民很難接受到超過1毫西弗的輻射。如果有,已經(jīng)是重大核事故。
4、切爾諾貝利的傷亡數(shù)字。網(wǎng)上傳播的切爾諾貝利死亡幾十萬人的數(shù)據(jù)沒有根據(jù)。那是把周圍幾十年內(nèi)死的人全加上的結(jié)果。沒有核事故,同樣會有幾十萬人死亡。
5、致癌概率。額外的核輻射會導(dǎo)致癌癥概率的增加,但是一般很有限。決定癌癥發(fā)生的因素太多,不能把癌癥與輻射劃等號。
切爾諾貝利事故的確引起了癌癥的增加。根據(jù)受到輻射的劑量估算,在烏克蘭和白俄羅斯受影響的50萬人口中,大約增加了4000例癌癥病人。如果沒有核事故,最終患癌癥的人口數(shù)目也要在15萬到20萬之間,所以增加的癌癥數(shù)目雖然不小,但仍然只有本底數(shù)的百分之三到四。按照每西弗增加5.5%的概率計(jì)算,該地區(qū)人口癌癥增加比例為0.8%,也就是每人接受了0.8/5.5= 0.15 西弗或150毫西弗的額外輻射。對于每個(gè)癌癥病人,只有百分之三到四的可能性是核事故引起的。
評論:此部分邏輯清晰,總結(jié)到位。
13.切爾諾貝利野生動植物繁盛說明了什么問題?
切爾諾貝利事故之后,該地區(qū)成了無人區(qū)(也有很少拒絕搬走的當(dāng)?shù)剞r(nóng)民)。事故發(fā)生時(shí),周邊大量動植物死亡,4平方公里的森林成為“紅色森林”。但幾十年之后,動植物開始恢復(fù)。由于人類的缺席,該地區(qū)似乎回歸到動植物繁盛的蠻荒時(shí)代。那么,這是不是說明,即使發(fā)生非常嚴(yán)重的核事故,對環(huán)境的影響也不是非??膳履??
動植物群落恢復(fù)有下面幾個(gè)原因:
第一,事故后的幾十年之內(nèi),輻射的主要來源是裂變產(chǎn)物。裂變產(chǎn)物輻射衰減很快(所以也很強(qiáng))。十年后散落的核廢料輻射功率會下降到爆炸時(shí)的千分之一以下。但是衰減會越來越慢,并且輻射類型逐漸以β、γ為主轉(zhuǎn)變到α為主。
第二,輻射除了衰減之外,還會被大氣循環(huán),水循環(huán),動植物遷移等方式擴(kuò)散,地表的輻射污染物會被逐漸稀釋(同時(shí)污染更大的區(qū)域)。
第三,低等生物比高等生物更能耐受輻射損害。因?yàn)樵礁呒壍纳?,結(jié)構(gòu)越復(fù)雜,器官或組織之間的相關(guān)性越強(qiáng),依賴度越高,部分損害更容易造成整體死亡。
第四,低等生物對后代數(shù)量損失的承受能力更強(qiáng)。不夠強(qiáng)壯或不夠完整的后代會被迅速淘汰。比如,老鼠一窩生4只都活下來,還是生4只活3只或者2只,對一個(gè)地區(qū)的老鼠總量沒有影響,因?yàn)闆Q定老鼠總量的是棲息地的供養(yǎng)能力。世代更替能力不是低等生物數(shù)量的決定因素。低等生物的繁殖能力太強(qiáng)了。
第五,癌癥需要比較長時(shí)間才起作用,一般動物壽命較短,性成熟早。
第六,癌癥也好,畸形也好,放射病也好,都有一定概率繼續(xù)生存。你看見的只是活下來的那些。動植物生存競爭本來就非常強(qiáng),已經(jīng)死亡的(不管是什么原因),不會被人注意到。死亡生物留下來的生存空間會迅速被其它生物占領(lǐng)。
另外,切爾諾貝利核電站旁邊的池塘內(nèi)發(fā)現(xiàn)了體型巨大的鯉魚。挺核人士認(rèn)為是核輻射沒有那么可怕的證據(jù),反核的人認(rèn)為是輻射引起的變異怪物。其實(shí),鯉魚只要不死,就會越長越大。別的地方同樣也有那么大的鯉魚。這一事實(shí)不能說明任何問題。也許魚的耐輻射能力很強(qiáng),也許你看見的只是別的死掉后剩下的少量幸存者。
上面說的那些因素對人的影響是不一樣的。首先,人對輻射的耐受能力比別的動植物差。其次,動物可以迅速淘汰不夠優(yōu)良的后代,但是人需要照顧患癌癥,或者智障的孩子。這會為家庭和社會帶來沉重的負(fù)擔(dān),嚴(yán)重影響很多人的生活質(zhì)量,并使社會整體活力下降。
癌癥也是一樣。動物,比如狼,如果它的正常壽命是二三十歲,一半的狼十幾歲死掉什么問題都沒有。但人會活到七八十歲,如果很多人三四十歲就患上癌癥,在早期的采集或者農(nóng)業(yè)社會不一定是嚴(yán)重的問題,但是在晚婚晚育少子的現(xiàn)代,社會根本無法承受。
評論:根據(jù)今年1月發(fā)布的《中國的核應(yīng)急》白皮書,中國大陸所有運(yùn)行核電機(jī)組未發(fā)生過國際核與輻射事件分級表二級以上事件和事故,氣態(tài)和液態(tài)流出物排放遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)限值。在建核電機(jī)組質(zhì)量保證、安全監(jiān)管、應(yīng)急準(zhǔn)備體系完整。
14. 重大核事故直接死亡只有幾十人,說明了什么?
這一點(diǎn)的確是事實(shí)。全世界從開始利用核能以來,直接在核事故中死亡的工作人員總共也不到100人。
有人認(rèn)為這說明核事故的后果沒有那么嚴(yán)重。
類似的說法還有,“福島事故只有少量工作人員受到較大劑量的輻射,而疏散周圍的居民卻導(dǎo)致了3200人因疏散本身導(dǎo)致健康狀況惡化和自殺而死,所以,不疏散對當(dāng)?shù)孛癖姼谩薄?/p>
這些說法無法解釋,為什么政府要強(qiáng)行疏散大面積區(qū)域內(nèi)的居民。而且還必須證明,如果不疏散,這些人知道自己生活在嚴(yán)重的輻射環(huán)境之中,還能泰然自若,保持內(nèi)心的安寧,并坦然接受增加的癌癥風(fēng)險(xiǎn)。或者,“為了這些人的利益”,嚴(yán)密封鎖消息,不告訴他們發(fā)生了重大核事故,他們的生活環(huán)境有嚴(yán)重的輻射污染?并且,“為了更多人的利益”,把那些試圖揭露真相的人抓起來封口?
還有一個(gè)原因,事故地區(qū)測到的放射性強(qiáng)度數(shù)值嚴(yán)重低估了放射性的危害。因?yàn)槠胀▌┝坑?jì)測量的都是γ輻射和少量β輻射的強(qiáng)度,α輻射幾乎測不出來。α、β輻射在人體或體表內(nèi)照射產(chǎn)生的傷害要比體外輻射(轉(zhuǎn)化為γ射線,X射線)對人體的危害大很多倍。這就是為什么事故處理人員必須全副武裝,不沾一粒灰塵。如果公眾不疏散,實(shí)際受到的輻射危害遠(yuǎn)不止是輻射計(jì)讀出的數(shù)值。
單獨(dú)的直接死亡人數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能描述核事故的后果。
評論:直接死亡人數(shù)的確不是評判核事故后果的唯一指標(biāo)。世上沒有絕對的安全,關(guān)鍵在于,一旦出現(xiàn)嚴(yán)重事故工況,各類風(fēng)險(xiǎn)要可控。
15. 核電是一個(gè)成熟的產(chǎn)業(yè)嗎?
核電是一個(gè)工業(yè)行業(yè)。從50年代第一座民用核反應(yīng)堆投入運(yùn)行以來,已經(jīng)過去了60多年。與別的同樣從無到有發(fā)展起來的工業(yè)行業(yè),如汽車,航空,石油化工等相比,核電發(fā)展的時(shí)間不短了,好像應(yīng)該非常成熟了,但是事實(shí)是這樣嗎?
一個(gè)成熟的行業(yè)對環(huán)境不應(yīng)該產(chǎn)生較大的負(fù)面影響。汽車,航空,石油化工都有排放問題,都有強(qiáng)制排放標(biāo)準(zhǔn)。那么核能有沒有呢?其實(shí)核能也有,就是各種場景下(如采礦,燃料生產(chǎn),運(yùn)行,等)工人或者公眾接受額外輻射的標(biāo)準(zhǔn)。但對最大的輻射源,也就是乏燃料(以及后處理工藝帶來的各種高低放核廢料),卻無法制定標(biāo)準(zhǔn)。乏燃料放射性巨大,從反應(yīng)堆中剛?cè)〕鰜淼臅r(shí)候(停堆1個(gè)星期之后),放射性是背景的2萬億倍,放了1年之后,是1000億倍,10年之后,100億倍。往后衰減就很慢了,幾十萬年之后才能降到100萬倍。
現(xiàn)代人類對放射性的承受能力,不能超過背景很多,一兩倍就是極限了,核工業(yè)怎么好意思定一個(gè)幾十億倍的排放標(biāo)準(zhǔn)呢?因此只好說,我們會把核廢料藏得好好的,保證幾十萬內(nèi)不會危害環(huán)境??墒怯姓l能保證幾十萬年呢?你這個(gè)核電廠能存在多少年?
于是又說,也有很多辦法能夠處理這些放射性核廢料,比如嬗變啊,快堆啊,ADS啊,等等。那么為什么不那么做呢?把核廢料處理完了,放射性降下來了,對環(huán)境危害不大了,再排放,不是很好嗎?
當(dāng)然現(xiàn)在還做不到。但是核能界的說法是,相信以后的人一定有辦法做到。可是,你既然現(xiàn)在做不到,那么能不能請你先不要造出那么多放射性來?等你能做到了,再大力發(fā)展不好嗎?70年前,你們就說,放射性的事情以后再解決。70年過去了,還是距離遙遠(yuǎn)。那么還需要幾個(gè)70年?這些年積累的放射性已經(jīng)是巨大的問題,隱患越來越大。出了問題誰來負(fù)責(zé)任?放射性是你造出來的,發(fā)電的錢你也賺了,出了事故是不是該你負(fù)責(zé)任?你負(fù)得起這個(gè)責(zé)任嗎?福島把太平洋都污染了,重度污染地區(qū)面積廣大,誰負(fù)得起這個(gè)責(zé)任?東京電力破產(chǎn)多少次能陪得起這個(gè)錢?全世界的核電企業(yè)加在一起能陪得起這個(gè)錢嗎?
如果是一個(gè)成熟的產(chǎn)業(yè),絕對不能在賺完錢之后,為人類留下那么大的后患。你把排放物的放射性降下來(哪怕降到背景的一百萬倍,我都認(rèn)了),并把可以做原子彈的钚銷毀掉,才算做完了一件事情,才算一個(gè)成熟負(fù)責(zé)任的行業(yè)。
再看看安全性。汽車、航空等也有安全性的問題。一個(gè)成熟的行業(yè)怎么解決安全性的呢?當(dāng)然,我們都知道,就是保險(xiǎn)。車被搶了,刮了,撞了,有保險(xiǎn),引起人員傷亡,有保險(xiǎn)。航空也是一樣,有比較高的航空意外險(xiǎn)。雖然我們不愿意發(fā)生意外,但是畢竟有賠償。
核電呢?既然安全性那么高,完全可以保證一旦發(fā)生意外,對受害人進(jìn)行賠償啊??墒菦]有保險(xiǎn)公司為核電事故承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)。如果說普通民眾不理性,不能理解核電的安全性,保險(xiǎn)公司都是專業(yè)人員,對風(fēng)險(xiǎn)事故算得很精,那么核電怎么不能說服保險(xiǎn)公司承保核電事故呢?保險(xiǎn)公司可以多賺很多保費(fèi)的啊。
如果是一個(gè)成熟的行業(yè),一個(gè)負(fù)責(zé)任的行業(yè),當(dāng)然要對自己可能造成的各種風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)責(zé)任,一種成熟的模式就是商業(yè)保險(xiǎn)。既然事故概率非常低,保險(xiǎn)公司有利可圖,何樂而不為呢?如果核電企業(yè)把所有的運(yùn)行事故,乏燃料泄露事故等的后果都承擔(dān)起來,當(dāng)然也是一種負(fù)責(zé)的行為,核能發(fā)電當(dāng)然也就成了一個(gè)成熟的商業(yè)行為。
可是核電企業(yè)負(fù)不了這個(gè)責(zé)任。你不負(fù)責(zé)任別人當(dāng)然應(yīng)該反對你。甚至應(yīng)該通過法律,讓你保證全部承擔(dān)你自己造成事故的民事責(zé)任。如果做不到就不準(zhǔn)建。你對別人造成了損害,必須賠償,這是天經(jīng)地義的,也是現(xiàn)代法律的基本準(zhǔn)則之一。只管賺錢,出了事不管,這符合任何一個(gè)社會的基本道德嗎?
所以,這已經(jīng)跟核電無關(guān)了。任何一個(gè)人,任何一個(gè)企業(yè),都應(yīng)該遵守基本的道德規(guī)范,承擔(dān)自己的法律責(zé)任。如果你承擔(dān)不了自己的責(zé)任,就別干。核電如果能負(fù)這個(gè)責(zé),我看不出來為什么要反對,如果不能負(fù)這個(gè)責(zé),我也看不出來為什么要支持。
只是拍胸脯保證不出問題是不行的。拿出你的誠意和決心來,那就是對你的事故承擔(dān)所有的民事責(zé)任。
所以,技術(shù)上看,只要解決了乏燃料核廢料放射性過大的問題,以及钚的銷毀,可以認(rèn)為是成熟的,可以應(yīng)用。從法律上看,只要你能承擔(dān)你造成所有事故的民事責(zé)任,也能算作負(fù)責(zé)的正常商業(yè)行為。
如果做不到,等你能做到之后再發(fā)展不行嗎?那時(shí)候,我相信大家都會支持的。
注:國際上核電廠有政府補(bǔ)貼的保險(xiǎn),但是封頂?shù)臄?shù)目很小。大事故都是政府買單,也就是公眾買單。世界上最大的兩次核事故,切爾諾貝利和福島,都是政府買單。
評論:各個(gè)國家對乏燃料的管理都有基本的政策立法或戰(zhàn)略規(guī)劃,中國也一樣(如《放射性廢物安全管理?xiàng)l例》)。
核電也有保險(xiǎn),也即核共體。中國核共體承保包括核電站的建設(shè)、安裝、運(yùn)營、退役等完整生命周期中的各種風(fēng)險(xiǎn),業(yè)務(wù)涵蓋鈾轉(zhuǎn)換、鈾富集、燃料元件制造、核電站運(yùn)營、乏燃料后處理、廢料處置等核燃料循環(huán)的全過程。
16. 核電都有什么特權(quán)?
1、不用承擔(dān)惡性事故的民事責(zé)任。前面已經(jīng)說了。根源是美國最初大力發(fā)展核電的時(shí)候,當(dāng)時(shí)的總統(tǒng)推動了一項(xiàng)法令,豁免了核企的民事責(zé)任。
2、核電站投資巨大,為了保證核電投資收益,政府經(jīng)常補(bǔ)貼電價(jià)。例如中國參與的英國的核電項(xiàng)目,英國政府保證在35年的期限內(nèi)以高于市場價(jià)近一倍的價(jià)格收購核電站的電,并以市場價(jià)供應(yīng)電網(wǎng)。
3、核電站工程復(fù)雜,建設(shè)期限長,經(jīng)常拖期。核能界對此習(xí)以為常,并且一點(diǎn)都不擔(dān)心,因?yàn)闊o論如何拖期,成本如何上升,總能在電價(jià)上找回來。
4、別的電站,如火電,風(fēng)電,水電,光電,或者因?yàn)樽陨淼脑?,或者因?yàn)殡娋W(wǎng)調(diào)控的需要,經(jīng)常要停止發(fā)電。因而有“棄風(fēng)”,“棄水”,“棄光”的說法,火電則要求停機(jī)。降功率或者停機(jī)自然會影響經(jīng)濟(jì)效益。但核電一旦運(yùn)行,無論電網(wǎng)用戶端負(fù)載如何變化,總是滿負(fù)荷發(fā)電。調(diào)降功率或者停機(jī)是別的電站的事。這里的一個(gè)原因是:傳統(tǒng)上核電站不好調(diào)功率。但現(xiàn)在調(diào)功率技術(shù)已經(jīng)成熟了,但核電仍然享受持續(xù)滿功率發(fā)電的權(quán)利。
評論:今年《1-3月30臺商業(yè)運(yùn)行核電機(jī)組電力生產(chǎn)情況統(tǒng)計(jì)表》顯示:
“一季度紅沿河核電廠1、2號機(jī)組的設(shè)備平均利用率為44.98%和61.59%,而3號機(jī)組的數(shù)據(jù)僅為14.53%?!畧?bào)告’說明稱,紅沿河核電廠1號機(jī)組1月全月應(yīng)電網(wǎng)要求降功率運(yùn)行,2月下旬至3月底進(jìn)行了換料大修;2號機(jī)組在春節(jié)期間應(yīng)電網(wǎng)要求停機(jī)備用,其余大部分時(shí)間應(yīng)電網(wǎng)要求降功率運(yùn)行?!?/p>
“福建省兩個(gè)核電基地也出現(xiàn)類似情況。寧德核電和福清核電在運(yùn)共五臺機(jī)組的設(shè)備平均利用率均沒有超過75%?!?/p>
“海南省剛剛投產(chǎn)的1號機(jī)組在春節(jié)期間應(yīng)電網(wǎng)要求降功率運(yùn)行,2月下旬至3月中旬進(jìn)行了停機(jī)小修,設(shè)備平均利用率為57.06%。”
可見在電力需求疲軟情況下,核電站的設(shè)備利用率也是受影響的。
關(guān)于成本與電價(jià)的問題,2013年核電標(biāo)桿電價(jià)出臺,意味著中國核電企業(yè)正式步入成本控制時(shí)代。發(fā)改委文件規(guī)定,2013年1月1日后投產(chǎn)的核電機(jī)組,上網(wǎng)電價(jià)將由“個(gè)別定價(jià)”改為“標(biāo)桿電價(jià)”政策,全國統(tǒng)一為0.43元/千瓦時(shí)。
17. 核擴(kuò)散究竟有多可怕?
世界上第一顆原子彈爆炸已經(jīng)過去了七十多年。原子彈的工作原理(包括很多細(xì)節(jié))已經(jīng)人所周知。一個(gè)普通人做成一個(gè)原子彈的唯一障礙是如何獲得原子彈的原料。钚在自然界幾乎不存在。但是反應(yīng)堆工作的時(shí)候,能夠生產(chǎn)出大量的钚。這些钚很容易用化學(xué)方法提取出來。而另一種常見的原子彈原料(鈾235)的獲取,即濃縮,門檻要高得多。
钚一旦提取出來,把幾塊低于臨界質(zhì)量的钚湊一起,馬上就成為一個(gè)原子彈。做一個(gè)原子彈總共只需要6公斤的钚,只有一個(gè)易拉罐大小。一旦钚失去控制,非常容易在任何地方出現(xiàn)一個(gè)一點(diǎn)就著的原子彈。每噸乏燃料里都有至少10公斤钚。全世界已經(jīng)積累了幾十萬噸的乏燃料。
說明:一般把钚分為武器級和反應(yīng)堆級,區(qū)別在于钚239占的比例。钚239越純,原子彈的威力越大。但反應(yīng)堆級的钚也可以做原子彈。武器級钚和反應(yīng)堆級的钚,對于恐怖分子來說,只有爆炸當(dāng)量是幾萬噸還是幾百噸的差別。
因?yàn)閾?dān)心钚的擴(kuò)散,到目前為止,美國仍然禁止對乏燃料進(jìn)行后處理。
我國最近已經(jīng)確定投800億建乏燃料處理廠。
評論:核武器并非簡單把核材料堆到超臨界就可以了,那頂多是一次臨界事故。
18. 第四代堆是不是先進(jìn)、安全得多?
1、所有的第四代堆,如鈉冷快中子增殖堆,高溫氣冷堆,熔鹽堆,都是核能剛開始的上世紀(jì)40年代的技術(shù)。超臨界水堆是傳統(tǒng)壓水堆的改進(jìn)。本世紀(jì)初,美國提“核能復(fù)興”的時(shí)候,把幾個(gè)一直在研發(fā)的概念拿出來,叫做第四代反應(yīng)堆。這是形勢需要,人為創(chuàng)造出來的一個(gè)概念。從這些技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用歷史來看,它們更應(yīng)該叫做失敗的第一代反應(yīng)堆。
2、前幾年在國內(nèi)被寄予厚望,并列入重大科研項(xiàng)目的快堆,熔鹽堆,高溫氣冷堆,經(jīng)過一段時(shí)間的研究了解,以及國際上相應(yīng)技術(shù)資料的公開,大家實(shí)際上已經(jīng)不相信以前立項(xiàng)時(shí)描繪的美好愿景了。
評論:早期的很多反應(yīng)堆設(shè)計(jì),都是針對軍用而非民用的,其技術(shù)指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)性要求都與民用核電站不同。
19. 輻射對人體危害究竟有多大?
詳見原文:http://blog.sciencenet.cn/blog-268546-946404.html
評論:輻射對人體的危害不直接等同于核輻射對人的危害。事物有多大影響是一回事,可達(dá)性是另一回事。