劉 霞

2011年3月19日，公眾在北京國家科學(xué)技術(shù)館觀看世界核電發(fā)展形勢與提高核安全要求講座宣傳。 攝影/胡慶明/CFP

發(fā)展核電勢不可擋

福島核電站事故發(fā)生之前，各國紛紛試水核電，推出了自己雄心勃勃的核電發(fā)展計劃。比如，在美國，核電是美國總統(tǒng)奧巴馬“能源新政”中的重要組成部分。在2012年財政預(yù)算中，奧巴馬政府計劃批準(zhǔn)360億美元貸款擔(dān)保用來興建核電站。去年2月，奧巴馬宣布將修建新核電站以滿足國家未來能源需求，這是美國30年來首個新核電站項(xiàng)目。

絕非偶然，歐洲很多國家也考慮興建新的核電站。2009年，法國宣布，在一項(xiàng)政府借貸計劃中，將投入10億歐元研發(fā)第四代核反應(yīng)堆，為21世紀(jì)本國的核電發(fā)展夯實(shí)基礎(chǔ)。

然而，福島核電站事故讓這一切蒙上了一層陰影。

不過，在全世界對核電產(chǎn)生強(qiáng)烈抵觸情緒的同時，專家提醒我們，為了擺脫對化石能源的依賴，不管我們是否喜歡，我們都需要核電。下一代核反應(yīng)堆的設(shè)計正是為了預(yù)防福島核電站事故重演。

被動式冷卻系統(tǒng)受追捧

保持核電站的安全運(yùn)轉(zhuǎn)意味著使它在任何情況下都能保持冷卻狀態(tài)，天災(zāi)人禍都是致使常規(guī)冷卻方法失靈的原因，這凸顯了“第三代加強(qiáng)型”核電設(shè)計模式安全系統(tǒng)的重要性。一旦出現(xiàn)天災(zāi)或者人禍，這些安全系統(tǒng)就會自動開始工作，不需要人力，甚至不需要電力。

美國威斯康星大學(xué)工程學(xué)院教授、美國核管理委員會反應(yīng)堆安全保障咨詢委員會委員羅伯特·考拉蒂尼表示，“第三代加強(qiáng)型”核電站的設(shè)計者主要包括美國西屋公司、通用電氣、日本三菱和法國阿?，m公司，這種核電站采用了新的設(shè)計方案，汲取了美國三哩島（1979年3月，位于美國賓夕法尼亞州東北部三哩島的核電站發(fā)生核泄漏事件，直接導(dǎo)致美國在隨后30年內(nèi)沒有再興建任何新核電站）和切爾諾貝利核事故的教訓(xùn)。

第三代加強(qiáng)型核電站包括一些高科技電站設(shè)計，其中許多設(shè)計方案仍在等待管理部門的審批。其他一些設(shè)計方案，比如法國阿?，m公司“進(jìn)化動力反應(yīng)堆（EPR）”和美國西屋電氣公司的AP1000反應(yīng)堆（兩者都是壓水反應(yīng)堆）則已經(jīng)在建造當(dāng)中。

麻省理工學(xué)院核工程系的客座教授、核電站安全系統(tǒng)專家邁克爾·波多斯基表示：“新的反應(yīng)堆設(shè)計使用所謂的‘被動式冷卻’系統(tǒng)來去除反應(yīng)堆熱量，而不是使用主動式冷卻系統(tǒng)，日本福島第一核電站使用的是主動式冷卻系統(tǒng)，然而，海嘯導(dǎo)致該系統(tǒng)的冷卻水抽水泵和柴油發(fā)電機(jī)故障，致使該冷卻系統(tǒng)失靈。‘被動式冷卻系統(tǒng)’可以在不需要外部干擾的情況下，保證核反應(yīng)堆的安全性。”

據(jù)美國麻省理工學(xué)院出版的《技術(shù)評論》雜志3月17日報道，西屋電氣公司匹茲堡分公司的發(fā)言人斯科特·肖說：“展望未來，人們會看到更多核電站依賴被動式安全系統(tǒng)，這種系統(tǒng)可自動關(guān)閉核電站，而不需采用發(fā)電機(jī)和水泵。”

阿?，m公司目前正在建造4座“進(jìn)化動力反應(yīng)堆”，其中兩座在歐洲。核反應(yīng)堆的設(shè)計中包含有4個獨(dú)立的冗余冷卻系統(tǒng)，其中兩個能夠承受飛機(jī)墜毀的沖擊。

西屋公司的AP1000反應(yīng)堆也包含一系列被動式系統(tǒng)，如果核電站開始出現(xiàn)過熱的情況，這些系統(tǒng)就會利用自然氣流、引力和其他自然現(xiàn)象自動對堆芯進(jìn)行冷卻，而不是使用泵、閥和人工操作，在沒有外界干預(yù)的情況下，這些系統(tǒng)最長可以運(yùn)行3天。

漫畫：核廢料 攝影/Giefem/CFP

小型模塊式反應(yīng)堆更安全

真正安全、可靠的核電要求反應(yīng)堆堆芯不能熔化，這意味著核電站的規(guī)模會縮小而不是增大。

波多斯基認(rèn)為，今后可能會依賴很多小一些的、分布式的核電站，即小型模塊式反應(yīng)堆，這些小型模塊式反應(yīng)堆能生產(chǎn)100兆瓦到200兆瓦的電力，大約是目前美國許多核反應(yīng)堆產(chǎn)能的五分之一，但體積只有十分之一，這些更小的電站可以位于主電網(wǎng)之外，給農(nóng)村的用戶供電。波多斯基表示，這些小型反應(yīng)堆會更加安全。因?yàn)檫@些反應(yīng)堆不會將過多熱量集中在一個地方，過多的熱量將散入空氣中，因此，不需要采用主動式冷卻系統(tǒng)來對它們進(jìn)行冷卻。另外，這種反應(yīng)堆擁有的核燃料也少，它們所產(chǎn)生的熱量（減少冷卻系統(tǒng)的需要）和放射性也更小。

波多斯基說：“這些小型反應(yīng)堆會更加安全，因?yàn)槠渲胁粫l(fā)生什么事情，一旦形勢不對，反應(yīng)堆就會自動關(guān)閉，熱量會消散，也不再會出現(xiàn)什么其他故障?！?/p>

第四代核電站方興未艾

這樣的一幅美好圖景什么時候成為現(xiàn)實(shí)呢？不管未來的能源“拼圖”如何拼成，核電都是其中不可或缺的一塊。下一代核反應(yīng)堆，也就是所謂的第四代核反應(yīng)堆已經(jīng)在設(shè)計之中，并且在探索先進(jìn)的冷卻系統(tǒng)和其他技術(shù)的可能性。這些系統(tǒng)和技術(shù)能使核電站的生產(chǎn)效率和安全性都更高。

第四代核電站不僅可利用傳統(tǒng)的鈾235作為核裂變資源，還可利用鈾235產(chǎn)生的“副產(chǎn)品”甚至“廢品”進(jìn)行反應(yīng)，因此能效更高、排放更低。不過，科學(xué)家認(rèn)為，這些核電站要變成現(xiàn)實(shí)，起碼還需要20多年的時間。

同時，工程師們正在嘗試各種其他的核電站設(shè)計方案，其中之一是漂浮核電站。

據(jù)國外媒體報道，2009年5月18日，俄羅斯圣彼得堡波羅的海造船廠正式開工建造世界上第一個漂浮核電站，預(yù)計將在2012年完工，用以解決靠近海邊的俄羅斯偏遠(yuǎn)地區(qū)缺電和供熱問題。

漂浮核電站具有兩大特點(diǎn)：一是機(jī)動性強(qiáng)。它猶如一個巨大的游動蓄電池，當(dāng)?shù)孛嫘枰娏r，可以停靠在碼頭，與陸地上的高壓電網(wǎng)連接，實(shí)現(xiàn)電力傳輸。二是造價低。漂浮核電站的造價約1.2億至1.8億美元，僅為陸上核電站的十分之一。投入運(yùn)營后，每年可節(jié)省20萬噸煤和10萬噸取暖燃油。

美國倫斯勒理工學(xué)院核工程教授亞隆·達(dá)能表示，日本的核事故不僅是一個災(zāi)難，也是一個機(jī)會，讓我們能從錯誤中學(xué)習(xí)，并重新思考我們的核電未來，因日本的事故就放棄核電發(fā)展并非明智之舉。

他說：“我還找不出讓我們放棄核電技術(shù)的理由。正如有人會因?yàn)檐嚨渾噬@并不表示我們就不再駕駛汽車，我們要做的是改進(jìn)汽車的安全性能，讓它更好地為人類服務(wù)，核電亦如是。”