核能是一种清洁能源,但是它能否克服自身的形象问题?

图片7

  如果你想让一个环境学家打开话匣子,核能是一个最好不过的话题。对于盛行的“绿色运动”而言,原子能是一个可怕的梦魇,它能导致大规模的破坏,产生危及千年的垃圾;它是脆弱人性主导下产生的科技恶果,并且造价也不低。
  随着时代的变化,尽管20世纪60年代美国著名生物学家雷切尔·卡森(Rachel Carson)以及70年代的罗马俱乐部(以未来研究为主题的国际性研究团体,具有“超一流思想库”的美誉——译者注)从未听说过温室效应,但是当代的绿色环保主义者却不得不面对。他们同样也知道,在不依赖水利和地热等地质资源的前提下,核反应堆是降低二氧化碳排放的有效途径之一。这对于崇尚“绿色”的环保主义者来说,确实是个艰难的抉择。
  然而,作为绿色和平组织创始人之一的帕特里克·摩尔(Patrick Moore)并不认为这有多么难以取舍。他站在了支持核能发电的一方,并且愿意为此提供咨询。尽管他遭到了一些人的指责,但他并未因此而道歉。对于自然界的看法,他赞同英国科学家、盖亚假说的发明者詹姆斯·洛夫洛克(James Lovelock)的观点,认为地球自身也具有生命机制的某些特性。摩尔相信,作为占世界发电总量15%的核能,是人类摆脱气候变迁的唯一可行性途径。尽管洛夫洛克认为人类现在开始行动已经太晚了,地球女神开始发威以摆脱人类在其皮肤上滋生的苦恼。不过摩尔认为,如果核能能够得到更广泛的使用,一切还来得及。

图片8

  但是,对于核能的使用人们还是有很多的顾忌,如何才能更广泛的实施呢?可以考虑以下几种途径:
  1.改变人们关注的焦点(引发当代年轻人对气候变化的重视);2.让时间淡化人们的记忆,终结美国人核梦想的“三里岛事件”已经过去近30年了,前苏联的切尔诺贝利核电站事故也已经过去20多年了;3.重新定义“廉价能源”。据美国电力研究协会发布的信息,核能发电的成本在6.5美分/千瓦时,而燃煤发电的成本为5美分/千瓦时,看起来并不便宜。但如果考虑燃煤发电碳排放的成本,核能发电则比燃煤发电便宜。因此,人们的确需要重新思考一下。
  核物理学家、麻省理工学院(MIT)从事核能研究的领军人物欧内斯特·莫尼斯(Ernest Moniz)也认同这一观点。他认为,至少从技术层面来讲,核能复兴的关键是改变手工作坊式的生产方式,进而进行规模化的生产。别再把核反应堆做成体现美的工艺品,而是采取模块化批量生产、现场组装的形式。

作为MIT能源计划的负责人,莫尼斯重视核能效率

作为MIT能源计划的负责人,莫尼斯重视核能效率

  莫尼斯同时认为,现在迫切需要关注的是有关核能非能动安全保护系统的研究。所谓的“非能动安全”,就是工程师通常所说的“故障安全”,只不过市场已经不再允许“故障”的字眼出现在任何与核反应堆相关的地方。“非能动安全”是指在紧急情况下安全防护措施的自动开启,而不是要人为的启动。举个简单的例子说明一下:例如在出现突发事故时,用于制止事故发生的配置——控制杆瞬即启动并借助重力自行锁定。
  莫尼斯上述的预测都得到了印证。世界三大核反应堆公司正力图向市场推行更易组装、非能动安全性更高的核反应堆。据美国剑桥能源研究协会透露,仅在美国就计划建造14个AP1000核反应堆(第三代核反应堆,设计了事故状态下的非能动安全保护系统),其中包括美国通用电气公司(GE)生产的6个经济性沸水反应堆,2个或更多的高级沸水反应堆,以及法国Areva公司生产的7个最新设计的欧洲压水反应堆。
  在AP1000核反应堆和欧洲压水反应堆的基础上,日本东芝公司正计划生产一种核能电池:这种电池可以储存10兆瓦的电能,可以使用15~30年。当到达使用寿命后,还可以将电池卸下送回厂家进行处理。
  然而,将核反应堆的模块化、非能动安全性高等特性发挥到极致的却是南非的核反应堆技术。在南非,研究人员多年来一直在从事球床反应堆(亦称卵石床反应堆)的试验,预计在2010年开始进行实体建设。球床反应堆是以一种微小球体为燃料,由铀氧化物(燃料)和石墨组成,能降低中子的速度,进而降低核裂变的速度。只要将足够的球体聚集在一起,一系列链式反应就开始了。无需用复杂的管道收集热量,所需做的只是让惰性气体比如氦气穿行于球体之中,它就可以集聚热量。
  这种设计具有绝对的非能动安全性,因为多普勒效应致宽能够改变中子速度,使裂变不易发生,一旦过热就会自动关闭。但是也有人持不同的观点,认为球体中的石墨具有火灾隐患,而且氦气很容易泄漏,空气就有可能进入系统引发火灾。
  上述的这些新型反应堆主要加强了其非能动安全性,没有涉及到核废弃物的处理问题。这在很大程度上是一个政治问题,而不是技术问题(目前还没有一个很理想的核废弃物处理方法)。尽管这种说法有点像在推卸责任,但是目前最好的办法只能将这些核废弃物填埋。不过,在填埋时应考虑选择既易于填埋又方便取出的地点。一旦有成熟的技术,就可以重新挖出进行处理,同时还要防止这些未经处理的废弃物被用作制造核武器的原料。