日本等災(zāi)害頻發(fā)的國(guó)家在核電開(kāi)發(fā)上面臨的風(fēng)險(xiǎn)更大,因此要確保核反應(yīng)堆的地點(diǎn)不應(yīng)該是災(zāi)害易發(fā)的地方,這是全球性的問(wèn)題。
盡管核能利用有潛在的風(fēng)險(xiǎn),但作為清潔能源,核裂變和核聚變能源仍然是一個(gè)非常蓬勃的發(fā)展方向。
9月上旬,諾獎(jiǎng)北京論壇開(kāi)講第2天,包括2006年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主喬治·斯穆特在內(nèi)的6名國(guó)內(nèi)外頂級(jí)科學(xué)家暢談“新材料與新能源”,而核能作為綠色能源的一種,成為幾位科學(xué)家頻頻提及的詞眼,核能利用與核安全也成了大家避不開(kāi)的話題。
“現(xiàn)在核能利用在科技上面臨的挑戰(zhàn)就是安全性。現(xiàn)在是第四代核電廠,我想一代會(huì)比一代安全。”在近日舉辦的“諾貝爾獎(jiǎng)獲得者北京論壇首都科學(xué)講堂”上,非洲科學(xué)院院長(zhǎng)、世界科學(xué)院首任執(zhí)行主任穆罕默德·哈桑在回答《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者提問(wèn)時(shí)如是說(shuō)。他還表示,核風(fēng)險(xiǎn)是一個(gè)持續(xù)性的挑戰(zhàn),要確保從科學(xué)的角度避免核災(zāi)害發(fā)生的可能性。
我國(guó)應(yīng)用物理學(xué)專家、中國(guó)工程院院士杜祥琬則同樣指出,發(fā)展核能要特別把安全放在第一位。
核災(zāi)害猶如荷馬史詩(shī)中英雄阿喀琉斯的腳踵“死穴”,一旦被觸發(fā)后果不堪設(shè)想。因此,確保核能安全成為“大腕”們眼中的頭等大事。
核能利用的安全問(wèn)題
哈桑在“能源與發(fā)展中國(guó)家——挑戰(zhàn)和機(jī)遇”的主題演講中,多次提及核能。他指出,發(fā)展中國(guó)家將會(huì)需要大量的能源,以應(yīng)對(duì)未來(lái)科技方面的發(fā)展。然而在能源消費(fèi)的配比中,來(lái)自于石油、煤炭、天然氣等的石化能源仍約占86%,核電和可再生能源分別僅約占6%、8%。
“石化能源占比越大,越會(huì)影響氣侯。”哈桑指出,在清潔能源的使用上,可再生能源占的比重仍然非常小,而核能作為重要的部分,仍面臨著安全上的威脅。
哈桑認(rèn)為,直至今天,核泄露問(wèn)題仍不容忽視:“福島核電站的核泄漏問(wèn)題,現(xiàn)如今仍然在影響日本的環(huán)境,也在污染著日本周邊的海域。”
目前人類發(fā)展的核能為核裂變能,它不是受控核能。在核裂變發(fā)展的幾十年歷程中,曾發(fā)生過(guò)美國(guó)三里島、前蘇聯(lián)切爾諾貝利和日本福島核泄漏三次大的核安全事故。
杜祥琬曾撰文指出:盡管因核電事故死亡的人數(shù)遠(yuǎn)少于煤炭的礦難事故和交通事故死亡的人數(shù),但由于核事故具有一定的后效性和擴(kuò)散性,每一次事故都增加了人們對(duì)核電安全的擔(dān)憂,甚至使人談核色變。
哈桑認(rèn)為,除了技術(shù)上保障核反應(yīng)堆的安全之外,還要保障核電站的安全。
“福島核電站本應(yīng)該非常安全,但它遇到強(qiáng)地震和海嘯。”他說(shuō),“日本等災(zāi)害頻發(fā)的國(guó)家在核電開(kāi)發(fā)上面臨的風(fēng)險(xiǎn)更大,我們要確保核反應(yīng)堆的地點(diǎn),不應(yīng)該是災(zāi)害易發(fā)的地方,這是全球性的問(wèn)題。”
第三種態(tài)度和第四代核電站
杜祥琬在回答《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者提問(wèn)時(shí)指出,福島核泄漏事故后,國(guó)際上對(duì)核能的發(fā)展利用分化成三種不同的態(tài)度。
“第一種是停止發(fā)展核能,比如德國(guó)。”杜祥琬說(shuō),在日本核災(zāi)之后,德國(guó)政府順從民眾呼聲,很快對(duì)能源政策做出重大調(diào)整,其中包括宣布2022年前關(guān)閉所有核電站,大力發(fā)展風(fēng)能和太陽(yáng)能等可再生能源。
“而大部分發(fā)達(dá)國(guó)家,如美國(guó)、法國(guó)等則繼續(xù)發(fā)展核能。”杜祥琬指出,核能利用在一些發(fā)達(dá)國(guó)家中占重要地位或占比很高,無(wú)法棄核。“比如法國(guó),其80%左右的電力由核電供應(yīng)。”
“第三種態(tài)度就是我們中國(guó)的態(tài)度,我們是特別把安全放在第一位,再發(fā)展核能。”杜祥琬表示,在福島核事故之前,我國(guó)就在核能發(fā)電中尤其注意安全,“比如發(fā)電站一般設(shè)置在比較高的位置,避免了海嘯等可能引發(fā)的安全問(wèn)題。”
“福島事件以后,我國(guó)立即對(duì)核反應(yīng)堆開(kāi)展全國(guó)范圍大檢查,在安全的基礎(chǔ)上再進(jìn)一步發(fā)展。”杜祥琬說(shuō)。
另外,他還指出,我國(guó)同時(shí)在研究開(kāi)發(fā)新一代核反應(yīng)堆,第四代先進(jìn)核能系統(tǒng)技術(shù)之一的高溫氣冷堆正在我國(guó)建設(shè)。
2013年1月,中國(guó)自主研發(fā)的世界首座第四代核電站在山東省榮成市的華能石島灣核電廠重新開(kāi)工建設(shè)。若石島灣核電站取得成功,它將成為世界上第一座具有第四代核能系統(tǒng)安全特性的“模塊式高溫氣冷堆”商用規(guī)模示范電站。
石島灣核電工程項(xiàng)目的主要技術(shù)單位是清華核能與新技術(shù)研究院。自上世紀(jì)70年代中期,該院就開(kāi)始進(jìn)行高溫氣冷堆的研發(fā)。2004年9月底,由國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)主持,清華大學(xué)核研院在10兆瓦高溫氣冷堆實(shí)驗(yàn)堆上進(jìn)行了固有安全驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,在嚴(yán)重事故下(包括喪失所有冷卻能力的情況下),不采取任何人為和機(jī)器干預(yù),反應(yīng)堆能保持安全狀態(tài),并將剩余熱量排出。
核能的未來(lái)
哈桑表示,盡管核能利用有潛在的風(fēng)險(xiǎn),但作為清潔能源,“核裂變和核聚變能源仍然是一個(gè)非常蓬勃的發(fā)展方向。”
“化石能源現(xiàn)在正在污染著我們的環(huán)境,我們希望能夠盡快的替代化石能源。”哈桑說(shuō),“我比較推崇核能,如果核聚變能源能夠?qū)崿F(xiàn)和推廣,那是最好的。”
哈桑認(rèn)為,核聚變能利用的項(xiàng)目一旦成功,將對(duì)解決全世界的能源問(wèn)題發(fā)揮顯著的積極作用。
然而,研發(fā)核聚變能的挑戰(zhàn)非常大,需要科學(xué)家們支持這些項(xiàng)目,在這一領(lǐng)域上展開(kāi)國(guó)際合作。
巴爾扎恩獎(jiǎng)的獲得者、巴西科學(xué)院院士雅各布·帕里斯的偏好則是可再生能源:“巴西現(xiàn)在50%的能源都是可再生能源,我想它同未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)更吻合,核能屬于復(fù)雜化的能源。”
喬治·斯穆特則認(rèn)為能源發(fā)展的方向應(yīng)該是“有效率”和“成本低”,未來(lái)風(fēng)能、太陽(yáng)能和核能都會(huì)成為重要的能源。“核能也是非常有潛力的能源,我想在未來(lái)50年之后核能會(huì)凸顯出來(lái)。”
化學(xué)工程專家、中國(guó)工程院院士金涌表示,太陽(yáng)能和核聚變都是人們公認(rèn)的解決人類終極能源需求的兩個(gè)最重要的途徑,而決定核聚變成功與否的關(guān)鍵因素之一就是材料問(wèn)題。
“世界上還沒(méi)有任何一個(gè)材料能承受極端條件(在相對(duì)密度的溫度下承受包括中子,氘、氚、氦等離子的沖擊和腐蝕)的考驗(yàn),我們現(xiàn)在正在研究這樣的材料。”金涌說(shuō)。
材料專家、中國(guó)科學(xué)院院士葛昌純也認(rèn)為,功能和結(jié)構(gòu)相結(jié)合的耐超高溫材料,是核能安全利用的重要因素。
責(zé)任編輯: 江曉蓓