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1997年的一部纪录片《前线》里,请很多公民写下了他们从“核能”联想到的东西。他们的答案是:灾难、烦恼、厌恶、危险,以及辐射。然而,时光无法倒流,上世纪初,爱因斯坦提出E=mc2,之后由这个简洁公式所揭示的原子中的巨大能量逐渐变成了现实。1942年12月2日15点20分,在芝加哥大学西操场上,物理学家费米启动了世界上第一座可控原子反应堆。1954年6月27日,前苏联在奥布宁斯克建成世界第一座电功率5MW试验电厂。1957年,美国建成电功率为90MW的西平港原型核电厂。不管人类是否愿意,有没有做好准备,清洁的、绿色的,让人欢喜又让人忧的核能登场了。

其实,核能虽然看上去很高科技,却并不神秘,《辛普森的一家》中,辛普森便是一位核安全检查员。这位世界上最著名的核安全检查员曾说:“仁慈而万能的上帝,感谢你赐予我们核能——世界上最清洁的能源,仅次于太阳能。当然了,太阳能只是那些自以为是的家伙痴人说梦罢了。阿门!”

核电站会像原子弹那样爆炸吗?

提到核能,避不开的一个物理概念是“链式反应”。某些原子核可以分裂,并产生巨大的能量,即所谓的核裂变。比如铀235(铀同位素中的一种),只需要用一个中子轻柔地打它一下,它就可以发生分裂,分裂成两个或多个原子核,产生巨大能量。除此外,本次分裂还会再产生更多个中子,比如两个,这两个中子如果打到了附近的两个铀核,这两个铀核会继续分裂并产生4个中子,接着是8、16、32…产生成级数增加的中子和相应的伴随有大量能量释放的核裂变…这就是链式反应。

链式反应一经触发,势不可挡。百万分之一秒内,中子倍增的过程可以发生81次,引起2后面跟24个零那么多的铀核发生分裂。这个数目刚好是在广岛爆炸的那颗原子弹中发生分裂的铀核数目,在那个百万分之一秒中,被释放的能量相当于1300吨TNT。

核弹通过中子的倍增使得整个裂变在极短的时间内发生,但核电厂的反应堆则刚好相反。在反应堆中只有持续的链式反应,而没有倍增过程——在反应堆中,裂变释放2或3个中子,但平均只有一个中子会打击某个核,触发一次新的裂变,所以反应不会加速。能量以不变的速率释放出来,将水加热,产生蒸汽;蒸汽驱动汽轮机,汽轮机驱动发电机,产生电能——除了燃料不同,核电厂做的事情跟火力发电厂也差不了许多。

那么,如果反应堆的链式反应失控,会发生什么事情?每个核反应堆难道不就是一颗随时可能爆炸的核弹吗?我们是不是在靠反应堆操作者的警惕来避免那种爆炸呢?

而事实上,核反应堆是不可能像原子弹那样爆炸的。这个结论的原因很简单:核反应堆的燃料铀不纯,它们没有能力产生原子弹式的爆炸。

虽然核弹和核反应堆都是以铀为原料,但两者对纯度的要求完全不同,从地下挖出来的天然铀含99.3%的铀238和只有0.7%的铀235,而只有后者是能够发生链式反应的铀。生产核弹时,你需要付出昂贵的代价去除杂质铀238,要求铀235的纯度在90%以上,而反应堆中一般只需要稍微3%左右提纯的铀,正如烈度白酒可以点燃,啤酒却不能点燃的道理一样,反应堆即使失控,也不会像原子弹那样爆炸。

核电厂比几乎所有的工业都要安全

核泄漏事故是核电厂的噩梦。

现代的压水堆核电厂的反应堆中,有很完善的措施保证放射性物质不会外泄。核反应发生在一个锆合金的包壳内,锆合金外面流动着一回路的冷却水,因为这些水几乎直接跟核反应的核心部分接触,有一定放射性,我们并不利用这些水直接发电。在蒸汽发生器中,直接接触反应核心的一回路水与二回路水发生热交换,产生蒸汽,推动汽轮机发电。在发电机内做完工的蒸汽被外界冷的海水冷却成水。

而根据官方消息:“5月23日,大亚湾核电站二号机组监测发现一回路放射性水平异常上升……初步判断有一根燃料棒的包壳可能存在微小裂缝。”显然,这种情况下,核泄漏还没有发生。因为,在设计上,一回路的冷却水与外界完全隔离,且一回路与燃料之外还有还有个钢筋混凝土的安全壳。

资料显示,在这些安全屏障的保护下,发生严重的核事故的几率极低,从概率上来讲,一个反应堆大约运行100000个年才可能有一次,而新建的第三代机组发生频率还要低。

不发生事故的情况下,核电厂附近的日常辐射有多少?根据一位核电厂内部人士介绍,电厂员工平均每年接受的来自核电机组的辐射量比环境本底辐射小得多;而周围居民接受的来自核电厂的辐射更是微乎其微,一般每年在0. 01毫希沃特以下,相当于每年增加了5天的环境本底外照射。

而当问到在华东某核电厂工作的一位年轻人:有没有安全感?他回答:“这个问题对于我这样专业的人员来说可以不用问。”在他的观念里:“你要知道目前全世界目前共有400多个核电机组,平均每个机组运行了30年,所有核电厂的工作人员是以万计,周围的公众是以千万计的,他们由于核电厂的运行而增加的风险是微乎其微的。”“核电厂比几乎所有的工业都要安全。核电厂周围的辐射量,甚至比一般的火电厂要小的多。”而另一位专研核能的专家则指出,“除了核废料的处理尚是个小麻烦,现代的核电站几乎不用担心安全性问题。”

我们为什么怕?

我们害怕放射性,去年的7月,在河南杞县的居民曾因为谣传中的钴-60爆炸而纷纷逃离(参见本刊*期《逃离杞县》)。很显然,这次大亚湾核电站的“微小泄露”风波,又刚好触动了我们敏感的神经。

对放射性的恐慌并非中国独有,也许,它是一种人类的共性,人类害怕未知,且天性对负面信息更敏感,这也就注定了,我们面对放射性时的恐慌。加州伯克利大学的物理学教授穆勒曾在一本书中指出:这也许是荣格说过的“种族记忆”的新例子——我们害怕看不见的危险,最初也许只是怕那些潜伏的捕食者或敌人。

那么,如何消除公众这种恐慌呢?一篇对法国核安全局核安全局副局长采访的旧文中说,“法国的核安全局每年都要发表一次长达400多页的年报,披露各种情况,包括核设施检查中发现的隐患。”仅在2004年年报中就披露了核电站存在的100项安全隐患,其中,很多隐患都是安全级别很低的,并且很快就可以到解决的。他们还会经常举行新闻发布会,与媒体沟通,向社会释疑。

在法国以及世界核电界,已经建立起了一种核电厂特有的企业文化———无论哪个环节、哪个人出何种程度的安全事故,绝不追究责任,而是鼓励及时报告,再由管理者向政府主管部门和公众通报,决不隐瞒。

目前,法国是世界上核电比例最高的国家,其核电占总发电量的比例达到85%以上,这个数字的世界平均水平是17%-18%,而在中国,这个比例约为2%。

对于本次大亚湾风波,一位不愿意透露姓名的核电行业相关人士则告诉记者:这次中广核的处理其实是及时而规范的:他们检测到第一回路的冷却水辐射异常后,马上采取了行动,在很短的时间内找到了原因,使问题得以控制和解决,并及时上报给了国家核安全局。

已刊于《南方人物周刊》

相关文章
  1. 太阳能的生产环节其实并不绿色,辛普森说的没错。

      • 目前成熟的大规模的光电池生产技术要用到砷和硅等半导体
        污染很大

        • 问题是先有技术可以很好的处理这种污染,但是中国生产厂总是在环保局来人的时候才开废物处理器。

          不过,现在有非硅基的光伏电池。

        • 我觉得美国曾试验把光集中一点推动蒸汽发动机发电,这种方法可行且更环保。

      • 生产太阳能电池是个高耗能高污染产业,虽然以后产出来的电是只消耗太阳光的干净能源。

  2. 很明显,大家不是害怕核,而是不信任####(该词已被屏蔽)

    就前几天这事来说,这是个@@@(该词已被屏蔽)问题,而非物理问题

    • 你这人真没劲,松鼠会这么一个纯洁的科普乐园里,你也什么东西都要往政治上扯。有意思了。一点儿尊严都没有了。鄙视ing。

      • 你这人真没劲,明明是个征服信用破产的问题,只不过在科普网站的评论上捎带脚提了一下,就弄得您一点儿尊严都没了,鄙视ing

      • 这就一点尊严都没有了。。。介位记者滴尊严够廉价
        没有尊严还要鄙视人家,更廉价鸟

      • 真有以自己五毛身份为荣的阿,特意放到id里,还恬着大脸说别人没尊严

        • 大家都爱这个,有点个性也不错,大家不要搞人身攻击就好

          • 看完所有评论,感慨这里有文化的理性人还是居多。理科太次郎,你睁开你的双眼看看,愚昧无知制造粪青啊。不过希望你还是多来来这个地方,丰富了头脑,才能摒弃你的偏激。

          • 噗~
            我睁开双眼,看见您在网络的舞台上努力表演,不忍看您辛劳笨拙的身姿,还是睁一只闭一只比较合适,闪人~

  3. 大部分人对核电站的害怕是来自切尔诺贝利核事故吧

  4. 看了柴静写的关于次生地质灾害的文章,我也觉得楼上说的有道理。许多事故都是人为的,老百姓不是不相信核能,而是不相信这个制度下的人。

    • “无论哪个环节、哪个人出何种程度的安全事故,绝不追究责任,而是鼓励及时报告,再由管理者向政府主管部门和公众通报,决不隐瞒。”

      在中国这样的社会环境和政治生态下,这样的制度恐怕只会适得其反。

      ……

      中国人呢,习惯什么都往“政治是否正确”上扯,再简单纯粹的科学问题,都可以搞得忒复杂。。。

      • 卫生部就是一个例子,以前认为疫症是政绩上的污点,导致了非典的悲剧。

        现在,“有力的应对瘟疫”成为官员的政绩。结果甲流的时候,中国卫生系统严重“过敏”。

        什么时候,“有力的应对核事件(估计没多大可能在出现事故)”成为官员政绩之后,估计我没每天都能听到一号回路的放射性元素含量报告。

  5. 呵呵,原来一回路水是隔绝的。香港人一早就吵翻天了,觉得出了个切尔诺贝利电站第二,还说,为什么不跟他们说。我当时也觉得,是啊,怎么不跟别人说一下,人家离核电站就一百公里不到。现在看完了,才知道,还不如不说,第一,事故极端轻微,如果说了,反而可能更多人以为香港快要完蛋了,全城跑空。就正如,LHC这玩意儿,要是真跟大家说了有可能产生微型黑洞,估计这地球上有50%的人都会自杀,谁知道黑洞蒸发是咋回事啊,谁又想过,其实黑洞吞东西的速度是有限的。

    • 我家离那里比100公里还要少,但这个新闻却没什么人知道,切尔贝利带来的恐慌让住在它边上的人深深的无奈着,明日而又没有办法选择住在哪里,也没有人告诉你听发生了什么事。

    • 嗯嗯 如此说来 桃子李子杏子大枣统统都不安全

      • 恩,吃的时候如果不小心容易被核噎着,掉进气管就更危险了……

  6. 只要有切尔诺贝利的存在,核电比其他安全就是神话。
    技术上的安全,不等于真实的安全。
    怎么看这篇都像是TG的宣传文,至少是一个路子出来的。

    • 切尔诺贝利是设计缺陷+操作不当弄出来的。整个核电史上也就切尔诺贝利有真正的实质的伤害。哪天三峡溃坝了,那才叫悲剧呢

      • 三峡大坝那种梯形坝型结构,碰上核弹都未必能垮。灵渠那坝建了两千年现在都没事。

        真正危险的是那种薄壳坝——靠拱形来分散水压(和拱桥一个原理)。

        • 二战时英国对德国几条河流上的水坝轰炸结果已经证明了你的推测,三峡大坝那样的重力坝坚固性能确实好些,不过我个人担心的不是三峡大坝的物理结构而是施工工艺和管理。

          • 据说三峡坝上有裂痕了,不过群众情绪稳定。当然,我也不能说什么上有裂痕了就是豆腐渣。只是略略提一下。

  7. 3层回路,连第一层都没出去。怎么谈得上泄漏?

    切尔诺贝利核电站的设计本身就有瑕疵,加上操作人员失误,造成过热。形象的说就是高压锅火烧的太猛,爆炸了。如果是一般火电厂,也就机组损坏而已,只是核电厂把辐射燃料一起爆出来了。

    再说三里岛,什么堆芯融毁,也是冷却方面的故障,其实辐射从来没有突破第一回路。

  8. 纠个小错,貌似广岛的那个蛋蛋当量是1.3万吨TNT,作者少打了个零

  9. 如果世界上都用裂变发电,记得目前已探明的铀储量只够用30年还是多少,反正还不如煤用得久。受控核聚变才是王道

    • 那是美国佬的算法,法国佬和日本仔的反应堆能使用核废料再提炼。前苏联还在搞一种叫“增值堆”的,不但燃料不减少,还越反应越多。

      • 我记得我小的时候前苏联就没了啊
        原来“还在搞”啊
        哈哈哈哈哈

        核电站的一个正在进行的升级方向就是尽力达到“无核废料”的程度。

        • 是否就是那个把铀238轰成钚239的什么反应……?

          • 好象是吧
            通过一系列的核反应尽量提高燃料的利用率
            我也只是听说而已,自己没有仔细查过资料

          • 是的,就是所谓的增殖核反应堆……不然单凭U235实在不够用的说……

      • 快中子增殖堆这个东西嘛,是可以转换U238成为钍或者钚,但是也是建立在消耗U235的基础上的。而且钍和钚不是很好处理,尤其钚,剧毒啊。所以,现代裂变核工业的基础就是U235,没有U235,什么都搞不了。

      • 可以用铀238作为减速剂,铀238俘获一个中子后变为铀239,铀239在短时间内衰变放出两个电子成为钚239,钚239比铀238还容易裂变。如果用钍232作减速剂的话,它在俘获一个中子放出两个电子后就变成了铀233,还可以裂变。

      • 你可搜索一下行波堆,所谓的美国佬的东西,也是一种增殖堆,但是要先进点,而且也不用处理增殖出来的的钚,建好以后丢那就可以至少50年不用换燃料。

    • 鈾不是唯一可以用的核燃料。但早期研究都用在鈾或钋上因为这两个都是制造武器的材料。

      其实还有钍-239的。不但矿存量比鈾高,整个fuel cycle也比较有效率。当初比较不注重这个因为它不能被武器化。早期核研究都在冷战的背景下进行。

  10. 核反应堆一点儿小, 围绕着核反应堆转的人数以万计。

  11. 感觉是篇软文
    轻描淡写核电的危险和麻烦,至少思路和新发现以前一期讲法国核电的完全不同。
    所有负面的问题,这篇文章丝毫未提

  12. 许多缺陷都是在发生事故之后才发现的。真正安全的东西是那些即使发生了事故也不会造成大规模的灾难的。

  13. 同样感觉此文不客观。核电站的安全并不止核电站本身,还包括核废料的后处理,甚至将来核电站关闭以后的清污。

    首先,对于核电站本身的安全,我承认除了切尔诺贝利事故以外,别的核电厂事故还是相对比较轻的。但这些事故已经给核电站设了紧箍咒:如何才能避免核泄漏的发生,即使要付出非常高的成本?

    其次,核废料的后处理,这似乎并不像某些专家说得“是个小麻烦”,而是大问题。核废料的半衰期太长,去哪里找能维持一万年的隐蔽所呢?而增殖反应堆又面临着可能产生核武器原料的问题。至少就我这几年看到的文章,核废料的处理还是个非常棘手的问题,找不到一个解决办法。

    第三,一座核电厂运行五十年、一百年,它迟早是要关闭的。关闭以后,如何清理原址的放射性污染,还是一个没有解决的问题。美国就有这样的例子。为清理一个已关闭的核电厂,所花的代价非常惊人,而且这个耗资巨大的方案是否真正有效,还没有得到认可。

    • 花钱,花钱...很显然核电不是什么低成本的发电技术.它的存在,就是为了生产原子弹的.电能只是这种军事工业的低附加值产品.

      • 核电连开发成本核废料处理成本加起来也比燃气低20%。什么风电,太阳能那些需要补贴才能存在的,就更不用说了。现在已经不是20美元低油价的年代了~

    • 切尔诺贝利和三里岛都是冷却系统故障,现在核电厂用的方法就是6米厚的水泥外壳——爆了也是壳子里爆。第三代核电厂有紧急冷却系统。强行制冷,连爆的机会也没有。

      ·增殖反应堆可以生产钚239。但反过来,增殖反应堆也能使用钚作为燃料。有点“自产自销”的味道。很多人担心钚会被用作核武制作,但堆对于有能力使用增值堆的国家,提纯铀235制作核武是小菜一碟。

        • 北京就有个快堆,核物理研究所,高中去参观的时候正在建,现在不知道建好没

          切尔诺贝利炸掉的是古老落后的石墨堆,并且设计失误导致过热的镉棒变形无法插入堆芯吸收中子,现代核电站有各种措施避免这些情况出现,自动化程度和当年也不是一个等级了,可以说运行上是没必要担心的,关键是废料处理方面比较棘手

    • 非常奇怪,自然界的运行规律那么复杂,那些所谓专业人员也就是懂了个皮毛,居然敢说非常安全,真是无知者无畏!从大众安全的角度来说,确实没必要把核设施的危险性过度放大。而从专业角度,必须慎之又慎。凡是人运营管理的庞大项目,哪有可能不出错的?整个核电站运营涉及的人和环节这么多,哪有可能百分百可靠的?最重要的问题是,如果出现了最糟糕的后果,我们能不能接受?又如何补救?

    • 你可以搜索一下行波堆,我认为挺有希望的一个技术,也是一种增殖堆,但是不会有燃料更换和钚收集的问题,而且就其原理来看的话,也不会产生足够生产武器的钚,增殖燃料刚被增殖出来就烧掉了,而且一旦运行就可以连续50-60年不用更换燃料棒,并且其整个燃烧棒的燃料都是使用烧过的核废料,唯一有点麻烦的是在开始燃烧的时候需要快中子源“点火”,之后整个系统就可以自持燃烧,在燃烧的时候,废料同时被燃烧放出的中子转化,直到最后烧尽,而且据说烧尽后剩下的废料放射性也低很多。

  14. 补充一点:为什么要为核电站安全付出高额成本?因为一旦发生事故,其代价实在太大了。而象核电站这样庞大、复杂的系统,即使每个环节发生事故的概率非常小,但所有环节组合起来,概率就增加了。而且人们很难在运行之初就设想到所有可能的事故,再加上人的疏忽。就以三里岛事故为例,三层防护,也同样没能阻止放射性物质泄漏。

  15. 不能现在就立刻断定核电是安全的。反射性的危害一时半会是看不出什么危害不危害安全不安全的。不说别的,据某个核电工作人员说,他们一毕业单位会跟他们说尽快结婚生小孩。。。。为什么呢。。。

    • 不知道你说的核电工作人员在哪上班呢?以讹传讹……
      我的同学遍布中国各个核电站,从未哪个单位有这种说法,真是荒谬……
      我们电站每年对每个员工都有晚婚晚育奖金,何来要求早结婚生子之说?
      我身边核电同事大部分是三十左右生小孩,他们的小孩个个都聪明伶俐

  16. “目前,法国是世界上核电比例最高的国家,其核电占总发电量的比例达到85%以上,这个数字的世界平均水平是17%-18%,而在中国,这个比例约为2%。”
    --法国的绝对值是多少? 不能仅仅从相对值比较。

  17. 理论上,技术上的安全不等于现实的安全,地质灾害、战争危害等等因素都没有考虑进去,切尔诺贝利不还是炸了吗?
    个人认为,电网建设这么发达的今天,把核电站建在人口稠密地区就是一个大错误

  18. 自认为对核危险较为了解的人淡定地路过。。。

  19. 核废料的处理怎么能说是小麻烦呢?
    美国人在内华达和新墨西哥的wipp修建核废料掩埋场可是大伤脑筋啊
    中国至今还没有一个永久的核废料处置点吧,核电站已经运行这么多年了,这些废料将来往哪放?放在哪,哪个地方的经济、旅游都要完蛋了

    • 那是美国核政策的问题。其实所谓的核废料何以循环,只是因为美国担心核扩散,所以不循环。你看过法国有这种忧虑不?人家直接把“废料”提纯了再烧。

  20. 那K-19(核潜艇)是怎么回事呢?
    1961年、1969年、1972年、1991年接连四次事故,这怎么解释?
    虽然说对民用核设施不了解,但军用核设施的事故还是很多啊!
    看看全文吧:http://zh.wikipedia.org/zh-cn/%E5%AF%A1%E5%A6%87%E5%88%B6%E9%80%A0%E8%80%85

    • 和亨利号相比,K-19算幸运的了~

      记住:潜艇永远和安全不沾边。

  21. 小辛普森的学校组织去参观他爸爸的核电站那天,他爸爸不小心开小车把工厂里一根很粗的管子撞破了,很多气冒出来,那是什么管子啊,真的没关系吗?

  22. Pingback: 第一个预选方案 « HUST G-Dream

  23. 更多的时候,我们并不担心核电站的原理安全。事实上我是想说中国人的核电站是否安全?毕竟,连没有多少技术含量的小桥、小路都随时有可能塌方的国度里,我实在是不敢相信他们的“安全”的核电站。即便已经有了两个“安全”的核电站了,我还是担心。