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寻找给地球降温的答案:核废料的谬误

2016-09-12 机械工业出版社 机械工业出版社E视界


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当你想投身于一场有关核能利弊的讨论时,往往会面临“数以万计”的阻挠。而“数以万计”这个词也常常会在反核人士谈及放射性材料的危害用到,不少人觉得这些核废料会遗祸万年,更有甚者认为即使是十万、二十万、乃至百万年也不能完全消除其遗留的影响,有些极端人士提出必须要确保核废料能安全保存百万年才行。


人类有文字记载的历史大约可以追溯到8000年前,至今还没有哪一种信息能以文字的形式穿越如此长的时间跨度并为现代人所知。按这个逻辑来思考,我们又何以认定数千年之后的人仍会遵照我们的指示,继续为我们守护那存放着核废料的“潘多拉之盒”?

要知道我们无法保证在几千后会有那么一位当权者能读懂我们留下信息,更不用妄想这些信息能左右他的施政,让他遵循我们的指令。另外要知道,我们现有的技术能保证不锈钢的使用寿命达到数百年,所谓能经得起万年使用的容器,在技术开发层面也仍是一种天方夜谭。但这里的问题不是数字的多与少,而是我们的思考方式违背了世界发展的一般规律。一位公元二世纪的古罗马工程师可能会设想20年后的光景,但公元2000年时的面貌绝不会出现在他的蓝图之中。把历史推近到100多年前,19世纪的工业家们致力于发展化石燃料,他们又何曾想过由此产生的二氧化碳会造成21世纪的全球变暖问题,更不会去想19世纪产生问题可能会持续影响到乃至数千年之后的气候。

每一代人都继承了上一代人给他们留下的“遗产”,有些是有益的,而有些却是有害的。人类为了生存和繁衍,会逐步地进行调整,以应对前人的遗留问题。没有人会考虑到一千年后人类的后代该怎么办,也没有人能预知一千年后的世界会是什么样。


在处理核废料的问题上,我们没有必要关心两百代以后的子孙,近两代人才是我们应该关注的重点,所以,我要制造安全的容器可以安全的存放核废料一百年,让我们的子孙在这一百年里继续解决这个问题。

实际上,目前世界上核废料的数量并不多,与其他工业废料相比,核废料可以说已经得到了妥善的解决。核废料的数量仅占世界工业有毒废料总量的0.01%。自进入核能时代开始,在过去的70年里,美国一共产生56,000吨核废料。而美国现在一个纽约市每周都要产生70,000吨的垃圾。与火电厂相比,一台1000MW的火电机组每年要产生300,000吨的灰渣;而同样容量的核电机组,如不考虑燃料的再处理,每年产生的高放射性密封固体核废料约为30吨。


在不久的将来,我们就会有新的技术产生,对现存的核废料再处理或再利用,从而使原有的核废料辐射水平大幅度降低,而且其数量和体积会成倍减少。美国核监会(Nuclear Regulatory Commission—NRC)正在逐步考虑将来的小核堆将使用增殖反应堆的乏燃料或其自身的核废料作为原料。如果我们对自核时代开始以来积压至今的核废料全部进行再利用,至少可以肯定的是,剩下的高危物质将连500吨都不到,而要封存这么点重量的任何东西对我们而言应该都不在话下。

从长期来看,有一种方案是将放射性核材料转变为稳定、没有放射性的形态。有一家名为SCK-CEN的比利时企业,在目前世界上医用同位素产量中占比25%,现在这家企业已经得到了比利时政府的许可正式进行此领域的研究工作。按其计划,在2015年将开工建设一座转化厂,预计2023年开始初步运行。最初期的项目预算将近20亿美元。现在我们还难以对这一转化手段的未来进行辩论,目前至少它在理论上是有可能成立的。

另外,美国的爱荷达州大学与爱荷达州国家实验室也已开展这方面的研究合作,这些科学家正在研究从核废料中彻底消除“重元素”的可能性,这些元素包括钚和镅。此项目由美国国家能源部资助,已于2010年2月开始。或许在未来的几年内就会有试验结果使消除一切核废料成为可能。

德克萨斯大学奥斯汀分校也在进行类似的研究,那里的科学家们在研究混合型聚变-裂变反应堆,这种反应堆产生的核废物被存放在反应堆心周围的地方,以使其能被发射出的中子流轰击摧毁。研究人员预测,虽然目前有很多技术难题有待解决,但是如果这项研究成功,可以使核废料减少99%。

转化法或许将成为那些拥有千年之久半衰期的核废料的最终归属。如果这种技术可行,我们只需要一次集中行动,就能彻底解决自原子时代开始堆积至今所有的核废料。而更好的消息是,在不久之后,我们将再不必制造任何“长寿命”的核废料。大约50年前就有一些得到认可的技术,利用这些技术的核反应堆仅仅产生相当于一般反应堆25%,甚至更少的核废料,而且所产生的核废料的放射性寿命仅有300年而不是人们所担心的万年之久。目前,这些技术中有一些已具备可行性。此外,我们还可以使用钍替代铀作核燃料,这种元素说不定在你的后花园中就有它的踪迹,这样核废料的危险性会大大地得到缓解。如此一来核电站或许会在世界范围内兴起,而同时我们也能摆脱核废料千万年之久的噩梦困扰。


总而言之,核能发展的最大的阻碍是资金和政治问题,而不是技术问题。既然我们已经对核废料安全等问题有了解决之道,且不久的将来这些问题或许都将不复存在,那么何必再以此造成大众的恐慌呢?我门应该朝着这一能解决能源危机和全球变暖问题的道路更进一步。

选自《寻找给地球降温的答案——发展小型核电》


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