科学与理性能化解核危机吗？

钱骕

自“二战”时美对日的核袭击，到美国三里岛有惊无险的核事故，再到苏联震惊中外的切尔诺贝利核爆炸，直到近来满城风雨的福岛事故，核能（或称“原子能”）是一种向来无法令公众彻底安心的能源。然而，很多高举反核旗帜的公众却鲜少了解核能究竟是什么？核能是如何发展起来的？核能的优缺点是什么？核电真的不安全吗？公众为什么对核安全问题如此关注？英国作家、环保人士莱纳斯曾说：“人们在进行讨论时无法获得任何背景知识，仅仅知道：辐射很危险，可以引起癌症。在一些照片中看到受到辐射的人头发脱落，人们脑海中还会闪现出原子弹爆炸的景象等，就是这些。我们知道，一般来说，人们在面对风险时都无法理性地做出判断。你可以从各种生活行为模式中得出这一结论，在核能这个问题上尤其如此。”因此，对核能进行一番客观剖析就显得十分必要，有助于我们对核危机这个问题做出全方位的评判。

20世纪，核科学在美苏和欧洲国家迅速发展起来。除去政治军事等方面，其重心还在核电的研究上。

与煤炭、石油、天然气等有机物通过燃烧释放热能发电不同，核电站通过重核裂变释放原子热能来发电。通俗地讲，就是用“原子锅炉”烧开水，然后以水蒸气带动蒸汽轮机来发电。这就为解决能源问题创造了新的契机。据统计，截至2011年12月31日，全球在运营核电站反应堆435座，在建65座，装机总容量达369兆瓦。

然而，核电的发展并非一帆风顺。从第一代到第四代核技术，核电的发展遵循着自然界新生事物的普遍发展历程——即由最初“稚嫩”到渐趋“成熟”的成长过程，其间大部分问题都已得到很好的解决，在安全性方面也有很大的提升。

核反应堆燃料

核反应堆燃料问题是前三代核技术亟待解决的问题。目前世界普遍应用第二、第三代核电技术，即压水堆。反应堆工作的基本原理是：可裂变燃料铀-235经中子轰击发生裂变，同时释放出大量热能，而裂变反应中释放出的中子经过减速再次加入核反应，从而引发链式反应持续工作。然而，作為反应堆燃料的可裂变材料铀-235却很稀少。铀-235在天然铀中只占0.7%，剩下的99.2%为不易裂变的铀–238。

为了解决这个问题就产生了以快中子增殖反应堆（以下简称“快堆”）为主要堆型的第四代核技术，这是在“二战”后美国核工程专家首次提出的想法。该技术有个巨大优势，即可在反应过程中使燃料增殖，且增殖出的燃料多于消耗掉的燃料。另外，快堆的主要燃料为铀–238，与传统铀燃料相比储量更丰富。这为攻克核燃料匮乏这一历史性难题提供了有效途径。

放射性废物处理

放射性废物的处理是核技术中最受环保人士质疑的部分。由于放射性核废料中钚，次锕系核素（MA）及长寿命裂变产物（LLFP）的衰变期高达三四百万年，因此，核废料处理的选址就显得捉襟见肘。通过集中处理、固化、深海掩埋、荒原处理等方案虽然暂时可取，但仍无法彻底排除安全隐患。

对这个问题处理直到快堆出现时才有所突破。快堆采用的封闭式循环反应使其中铀资源的利用率得到了极大的提高，可从单纯发展压水堆的1%提高至60%至70%，同时还能将核废料作为反应堆的燃料参与发电。

核电站安全

核能之所以无法令人类彻底放心还在于安全问题。从技术上来看，重大核事故，如美国三里岛核事故（1979年）、苏联切尔诺贝利核事故（1986年）、日本福岛核泄漏（2011年）都发生了堆芯熔毁事件，切尔诺贝利事件暴露了第二代核技术在安全上的缺陷。通过改进，第三代核技术如美国的AP1000技术，已将堆芯熔化的可能性降低了100倍。美国、法国等国家已公开宣布，今后不再建造第二代核电机组，只建造第三代核电机组。关于反应堆衰变热的冷却问题，清华大学核能与新能源技术研究院院长兼总工程师张作义在接受《中国经济周刊》专访时提到：“它需要的水很少，只需要每小时10吨水，一辆消防车来回跑就够了。”

第四代快堆采用钠作为冷却剂，大大提高了冷却效率，但也不能保证“绝对安全”。裂变材料国际小组关于快堆工程的研究报告中提到快堆存在特殊安全隐患。如日本的文殊（MONJU）原型快堆等，其事故原因主要还是前期技术缺陷和经验不足。此外，目前国外为了提高这方面的安全系数，还在研制氦冷、铅冷、铅铋合金冷等技术。

然而，能将核事故定义为纯粹的技术性事故吗？答案是否定的。

欧阳予是中国科学院院士、俄罗斯工程院外籍院士、秦山核电站总设计师、巴基斯坦恰希玛核电工程总设计师、连云港核电站总工程师，他认为这三起核电站安全事故的机理是不同的。三里岛事故主要是人为失误造成的，而人为失误具有偶然性，是不可避免的，因此，目前的安全设计尽量使人为事故的概率降到最低。切尔诺贝利事故也离不开人为操作失误问题。实际上，苏联切尔诺贝利这种反应堆是军用的，不能作为民用。福岛事故是由于日本将核电站建在地壳活动断层上，这里原本就有很高的地震发生率，再加上其岛国地理环境，强震极易引发海啸，最终致使核电站的供电系统出现问题引发核事故。若是从核电站的选址角度讲，日本这种明知本国的地理环境不适宜建核电站而选择建核电站的行为，也可定义为另一种层面上的人为问题。

日本核技术史专家涩井康宏也说：“从运营方式、技术特点等看，福岛的几个机组与切尔诺贝利有很大的不同。苏联发生那么大的事故，与当时的管理体制混乱、多个工作环节上同时发生错误有着很大的关系，日本仅仅是冷却系统出了问题。”

对于核技术的安全性问题，欧阳予提到：“核电站在设计时都是有多重防御系统的，比如，假使反应堆不工作了，会自动开启注水、降压等多种应急处理方式。第二代核电站基本上也都考虑了地震等自然因素，包括海啸。在美国“9·11”事件之后，甚至还考虑到了飞机撞击核电站的情况。而即便发生了严重地震，也不是不可以把损失控制在最小。第三代核电站如果出现堆芯熔化，反应堆功率加大，会有阀门自动打开进行卸压，安全壳也比较结实，不容易烧坏。”事实也证明了核电站建筑在应对自然灾害时的安全可靠性还是相当高的，如美国核电厂于2012年10月28日至30日成功应对桑迪飓风，福岛核电站即使建在活动断层上，也经受住了当时里氏9级的大地震。

近来“人为”问题又再起风波。韩国核电站因为不合格零件被迫进行全国核电站大检查，这又是一起人为因素事故了。

对核安全的质疑，莱纳斯提出三点看法：

（1）三里岛事件中无任何人员伤亡。

（2）切尔诺贝利事件后续长期研究结果表明，其影响远小于人们最初担忧的结果。

（3）其他任何一种大型能源来源、所存在的危险、全世界自然灾害所造成的人员伤亡，以及环境污染的严重性都不比核能小。

因此，他得出结论：“与放射性本身的危害相比，人们对于放射性的恐惧所造成的伤害更大。”

而作为对核能反思一方的著名物理学家、能源理论学家罗文（Amory B. Lovins）却认为人们的忧虑并非多余，他提出：

（1）监管机构并没有积极解决潜在的重大安全隐患，如恐怖组织对反应堆的威胁，破坏这一重要产业的发展。

（2）人类的易犯错性使得灾难的发生无可避免。如诺贝尔奖得主、瑞典物理学家阿耳文所说：“不应该允许任何超出人类控制的行为。”

（3）核反应堆建造的缓慢和昂贵，使它减缓了环境保护的力度，应该加大其他新能源的开发力度。核能非但不是必需的，也是不经济的。

上述第一点也是德国前外交部部长费舍尔认为需要关闭核电站的理由之一，但该理由似乎同样适用其他种类的发电站，以及大型企业机构。至于后两点，仍要视具体情况而定，而目前的事实是虽然核电站有引发事故的可能，但我们不能否认短期内它还是被需要的，并且也不排除其可持续发展的可能。

核辐射争议

核电的发展还需解决民众对核辐射的恐慌问题。核电站辐射对其周围生物的影响一直饱受争议。传统观点认为核电站不会泄露足以让生物发生变异的辐射，但瑞士科学插图画家科妮莉亚·海塞·霍纳格在核设施及化学污染区附近发现她所收集的昆虫中有多达30%出现变异，如触角变短、腿部畸形及翅膀不对称。相比之下，在野外发现的变异昆虫总体比例为3%左右。她说：“在我看来，变异昆虫就像是大自然的未来写照。”

但这个说法并不能为大多数专家所接受，理由是这样的结论过于草率，没有用科学的方法进行全方位统计、分析和考察。那么辐射到底是什么呢？辐射无处不在，我们吃的、住的、天空、山川，乃至身体都存在着放射性，核辐射只是其中的一种，并且其主要是物理性的传播而非生物性的。此外，有专家提出人类的抗辐射度比昆虫要强，使昆虫变异的辐射量在人体可接受的范围之内。关于核电站周围核辐射对人体及周围环境的影响有学者专门做过调查研究，结论是核辐射区工作人员受到的辐射量在安全范围内，辐射量小于国际标准100毫希，对人体没有任何危害。

深圳大学核技术研究所原所长王豫生认为，辐射对健康的影响很难定论。她谈到三点：

（1）就其自身及其领导、同事的情况看，长期与核辐射接触的工作人员中不乏长寿者。

（2）即使工作中受到一定程度的核辐射，一般都能通过及时治疗康复，且新中国核能研究起步早，对核辐射的处理和治疗技术也是很高、很成熟的。

（3）以具体情况为例，广东省阳江市的辐射强度比广东省平均水平高出一倍，但恰恰相反，阳江的癌症发病率反而远远低于广东省平均水平。

虽然王豫生对第一点的表述没有严格的统计数据论证，但用她对第三点的总结来说：即固然不能说辐射越大对身体越好，但这至少说明辐射并没有一些人想象得那样可怕。

而针对公众对核辐射的恐慌，莱纳斯却认为在他看来具有讽刺意味的是，福岛所发生的一切都恰恰证明了公众对于放射性的担忧中有多少是属于杞人忧天。他提出以下几点：

（1）人们没有办法对其风险进行正确的评估。

（2）从统计学角度而言，空气污染所带来的风险比辐射所带来的风险大得多。

（3）媒体之所以会对辐射的升高大做文章，是因为我们可以对其进行极为精确的测量。

（4）对于公众所能接受的辐射物质含量设定的安全水平，要远远低于能够对公共健康造成威胁的水平。

（5）少量辐射物质的存在并不意味着会对人产生危害。

事实上，核电站放射性排放是必须满足硬性指标的。张作义提到：“在和正常运行有关的放射性排放上，同样功率的核电厂并不比燃煤电厂高，同时避免了燃烧大量煤炭，排放酸雨、温室气体、粉尘。而放射性廢水排放问题可以满足国家法规的要求，也可以提出更高的要求，技术上可以解决。”福岛在没出事之前甚至打算利用核电站排放的温水养鱼。