核电危机

文/阿 碧

核电危机

文/阿 碧

一位佩戴防毒面具的抗议者在俄罗斯原子能部门门口抗议政府发展核能

在不少核电站的宣传资料中，核能是一种高效、清洁且廉价的能源，比不少能源要优越得多。的确，在没有发生事故之前，核能的确是一种非常绿色的能源。然而，日本东北地区9.0级大地震的发生，令核电站的危险性暴露出来。一时间，人们谈核色变，不少国家开始对核电设施进行检修，即将上马的核电项目也暂缓，一些国家的民众甚至反对政府兴建新的核电站。核电，究竟是天使还是魔鬼？

核能是如何被发现的

与石油、煤炭、太阳能、风能等其他能源相比，核能的发现和利用的历史要短得多，核能的发现只有百年的历史。1905年，著名的物理学家爱因斯坦提出了很少有人懂的相对论。然而，这个深奥的理论却推导出一个相当实用的质能转换公式。这个公式显示，质量可以转化为能量，而且转化的倍数是相当惊人的，是光速的平方，也就是9万万亿倍。若是能把1千克的物质完全没有损耗转化为电能，居然能获得900亿度的电。

怎样才能把质量转化为能量呢？核物理学家发现某些不稳定的重金属在裂变时可进行质能转换。比如，铀235原子在受到中子轰击并吸收中子之后，就会裂变一些小的原子，并释放中子。在这个过程中，会有一些质量损失，而转化为能量。更为可怕的是，这个反应一旦启动，就可以持续不断地进行下去，因为裂变的过程中不断有新的中子产生，就会不断地触发铀原子裂变，直到所有的铀原子都裂变完。一些科学家敏锐地意识到可以用铀来制造炸弹，因为铀几乎可以在瞬间完成全部核裂变。根据计算，1千克铀全部裂变释放的能量是1千克黄色炸药（TNT）爆炸释放的能量的2000万倍。最终这样的原子弹被制造出来，并在第二次世界大战时被投放到日本。人类第一次见识到了原子弹的威力。

原子弹不但爆炸时产生的能量和冲击波惊人，更令人胆寒的是铀235是一种危害人体健康的强放射性物质，它裂变的产物也大多是有害人体健康的放射性物质，如铯、碘、锆、锝、钼、氙等元素的同位素物质。更加令人恐怖的是，原子弹爆炸后产生扩散开来的放射性物质很难用人工的方法加以清除，只能等待它们慢慢失去放射性，有的物质可能要数百万年以上才能完全失去放射性。因此，原子弹不仅危害当时的人，而且会危及子孙后代。正因为原子弹一类的核武器对人类的伤害实在太大，不少国家开始逐步销毁核武器，并签署了系列禁止核武器的协议。

核武器被禁用之后，人们开始考虑和平利用核能，那就是利用核能来发电。核电要求原子核的裂变不能像核武器那样剧烈和短暂，必须是缓慢、可控且源源不断地释放出热量。核电站的燃料棒也会发生链式反应，但是科学家开发出可以减缓中子轰击铀原子核速度的慢化剂，可以让核反应缓慢地进行。科学家还开发出控制棒，可以吸收核反应堆中的所有中子，让核反应立即停止运转。核电站发电的原理和火力发电站类似，都是用燃料产生的热能去加热水，用热水和蒸汽推动涡轮机发电。这些水既是防止核反应堆过热的冷却剂，也是推动涡轮机的载体。通过上述的慢化剂、控制棒和冷却水，核电站就可以安全可靠地长期发电。

核泄漏会产生哪些危害

监测结果显示，从福岛第一核电站核泄漏事故开始发生的12日上午6时至24日零时止，福岛第一核电站外泄放射性碘的总量约为3万万亿～11万万亿贝克勒尔。这个数值已超过美国三里岛核事故(5级)，相当于国际评价机制的6级“重大事故”水平。而在距福岛第一核电站40公里的饭馆村，20日从每千克土壤中检测到16.3万贝克勒尔放射性铯，已经超过了切尔诺贝利核事故中的水平。历史上最大的核泄漏事故是切尔诺贝利核事故，达到了最危险的7级。福岛核泄漏与之的区别在于，包括核燃料在内的许多放射性物质是在切尔诺贝利核电站一场大火中随烟雾排放的。但是，在福岛核泄漏事故中，没有核燃料和更多的核裂变产物外泄，只有碘和铯等易挥发的放射性物质从受损的反应堆中喷出。

核辐射究竟对人体有何伤害呢？核燃料棒及其裂变产物会产生三种高能射线，可损伤人体的肌体组织、细胞甚至DNA，这就是人们常说的核辐射。核辐射损伤较轻者，可能出现乏力、不适、食欲减退等症状；受到辐

地震前的福岛第一核电站全貌

核电厂三维结构图

射较重的则出现呕吐、腹泻、休克、白细胞数量下降、DNA受到破坏等症状，可能出现不孕不育和免疫能力大幅下降的恶果，更加严重的会很快死亡或患上癌症。

放射性物质主要是以粉尘的形式向周边地区扩散，并随着雨水进入土壤和江河湖海等水域。福岛第一核电站周边地区的人们受到的伤害自然较大。目前，福岛第一核电站日本震区的民众正尽力避免减少出门的机会，出门也戴好防尘口罩，进门就洗手和换洗衣服。家里大部分时间也是门窗紧闭，就是怕沾染到室外的核粉尘。在下雨天，人们更是不愿意出门，即使出门，也尽量把自己包裹得严严实实。戴口罩十分重要，因为放射性核物质进入人体内的伤害比体外伤害要大得多。

福岛及其周边地区的水域已经受到核污染的影响。3月25日，工作人员在福岛第一核电站以南大约330米处的核电站排水口附近海域监测点采集海水样本，26日发布的检测结果显示,碘-131浓度是法定限度1250.8倍。每立方厘米的样品中放射性物质强度约为380万贝克勒尔,如果饮用这样的水500毫升，相当于普通人1年所能承受的辐射量。人们的饮用水安全也受到危险，比如茨城县有关部门25日说，该县取手市24日采集的自来水样本每公斤的碘放射性活度达106贝克勒尔，超过婴儿安全饮用标准。千叶县当天也公布，该县流山市一处净水厂23日采集的样本中，碘放射性活度也超过婴儿安全饮用标准。

目前，日本民众比较排斥对来自震区的食物（比如牛奶、海鲜和蔬菜），这个现象可能会持续半年或更长的时间，因为核污染物进入土壤和水域后，污染区的蔬菜、肉、奶和海鲜都会有放射性物质超标的现象。千叶县3月25日公布，从该县生产的茼蒿、欧芹等6种蔬菜中检测出超过《食品卫生法》规定标准值的放射性物质。当天查出超标的还有栃木县产的茼蒿，茨城县产的生菜等。受放射性物质超标影响，福岛县、群马县等地生产的一些蔬菜品种，已被日本政府要求暂停上市。

然而，离核电站较远的地区（比如中国）不必过于担心，因为核辐射的扩散与距离的平方成反比。也就是说，距离越远，接收到放射性污染会加速减少。目前，日本监测到核泄漏产生的放射性物质主要是铯和碘。由于碘比铯轻，传播的距离会比铯更远，更可能从日本传到我国，所以一度引发我国公众的恐慌。我国的一些省市已在空气中监测出来自日本核泄漏的放射性碘，但是这些放射性碘的浓度极其微弱，是安全限制的十万分之一，对我国公众健康不会构成危害。

为何各国要发展核电

既然核电站有核泄漏的风险，为什么各国纷纷要建设核电站？这是因为核电站的利远远大于弊。核电可以帮助人们摆脱对石油和煤的依赖，让人们可以安全地度过能源危机；而且利用核燃料发电的成本低得多。此外，核电站不会像火力发电站那样向大气中排放大量的温室气体和污染大气的气体。

核燃料体积小而能量大，1千克铀释放的能量相当于2400吨标准煤释放的能量。因此，核电站的运输量要比火力发电站小得多。一座100万千瓦的大型烧煤电站，每年需原煤300万～400万吨；同功率的核电站，一年仅耗铀含量为3%的低浓缩铀燃料28吨。由于核燃料的运输量小，所以核电站就可建在最需要电的工业区附近。核电站的基本建设投资虽然比火力发电站大，但是它的燃料成本和维护成本都要小。火力发电站不断地向大气里排放二氧化硫和氧化氮等有害物质，污染环境，而核电站设置了层层屏障，基本上不排放污染环境的物质。核电站正常运行的时候产生的放射性污染也很少，一年给周边居民带来的放射性影响，还不到一次X光透视所受的剂量。

正因为核电的上述优势，各国纷纷兴建核电站。目前，全世界共有核电站400多座，装机容量将近4000亿瓦，其发电量占全世界总发电量的约16%。截至2008年12月，世界30个国家和地区运行的核电机组共有439个。其中美国是世界上核电站最多的国家，拥有104座，核电占该国总发电量的比例为19%。日本的核电站数量是55座，核电比例为30%，计划到2030年将核电比例提高到41%。

为了让核电更加安全可靠，科学家正在发展更加先进的核电技术。中国和美国已经开始建设第三代AP1000核电站。世界上包括福岛第一核电站在内的不少核电站是二代核电站，它们要求有苛刻的安全级应急电源（柴油发电机组）供电，安全系统才能工作。而第三代AP1000技术采用的“非能动系统”，是靠重力等自然力来驱动和维持安全系统运作。也就是说，即便失去动力，安全系统也可以自动启动，不受影响。此外，包括中国在内的多个国家正在研究核聚变发电技术，核聚变不会产生辐射强的重金属，核事故的风险性极低。

如何处理核电站的放射性废料是人们普遍比较关注的问题。在现有的大多数核电厂中，燃料棒中只有3%～4%的铀得以利用。燃料棒使用之后成为有高放射性的乏燃料，这不仅是一种核燃料资源的浪费，而且后期处理相当麻烦。除了采用更安全的填埋处理方式外，科学家开始尝试回收利用这些废料。近来，中国科学家已经掌握了“动力堆乏燃料后处理技术”，实现了核废料的回收利用。此前，只有法国、英国、俄罗斯等少数国家掌握了这项技术。

虽然历史上出现过好几次核电站核泄漏事故，但是我们不能因噎废食，就像不能因为每年有数以万计的人死于车祸而禁止汽车上路一样。我们相信，随着科学技术的不断发展，核能的利用将越来越安全，越来越高效，为人类应对能源危机做出越来越多的贡献。■

编辑：陈畅鸣 charmingchin@163.com