在埃德溫·萊曼博士看來，先進(jìn)堆并不先進(jìn)，在他的調(diào)查報(bào)告中也從沒有使用過“先進(jìn)堆”這一單詞。他同時(shí)認(rèn)為，與其在沒有完整建設(shè)、運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)的新堆型上投入大量資金，還不如集中精力解決目前堆型存在的安全和成本問題。通過萊曼博士的訪談錄，我們可以看到未來核能發(fā)展的另一種思路。

我們?nèi)绾谓鉀Q氣候變化問題? 問100個(gè)人，可能會得到100個(gè)答案。 如果你問比爾·蓋茨，他可能會說，為了實(shí)現(xiàn)氣候目標(biāo)，我們應(yīng)轉(zhuǎn)向核能。但是，雖然核能發(fā)電不會產(chǎn)生碳排放，但核能也確實(shí)帶來了一系列其他挑戰(zhàn)……比如資金投入、電價(jià)、安全性，尤其是如何安全處置核廢料的問題，至今都沒有永久性的解決方案。 今天我們邀請的嘉賓是埃德溫·萊曼(EdwinLyman)博士，埃德(Ed)博士是一位物理學(xué)家，也是憂思科學(xué)家聯(lián)盟(Union of Concerned Scientists)的核能安全主管。

埃德博士剛剛發(fā)布了一份探討核能發(fā)展的“先進(jìn)并不總是更好”的報(bào)告，報(bào)告對那些核電方面的新設(shè)計(jì)進(jìn)行了一些獨(dú)立的評析，打破了核工業(yè)界各方面的技術(shù)炒作。 通過這份報(bào)告，埃德博士希望我們不要設(shè)計(jì)和建造存在巨大風(fēng)險(xiǎn)的反應(yīng)堆，也不要改進(jìn)現(xiàn)有反應(yīng)堆。

1、 三種主要非輕水堆

科琳：埃德博士你好，我們過去討論過小型模塊堆，切爾諾貝利核事故。今天，我想深入討論一下與非輕水堆相關(guān)的問題。我知道，埃德博士剛剛發(fā)表了一份技術(shù)分析報(bào)告，對那些非輕水堆的新反應(yīng)堆的安全、安保和環(huán)境影響進(jìn)行了研究。首先我想問的是，這些堆型與美國目前運(yùn)行的反應(yīng)堆有何不同?

埃德：美國目前有94個(gè)反應(yīng)堆發(fā)電，這些反應(yīng)堆都使用普通水作為冷卻劑，通過水將核燃料中產(chǎn)生的熱量輸送到發(fā)電系統(tǒng)，加熱蒸汽進(jìn)行發(fā)電。 我目前關(guān)注的反應(yīng)堆有一個(gè)主要特點(diǎn)，它們不使用水來冷卻，而是使用液態(tài)金屬，如液態(tài)鈉，也可以使用氣體，如氦氣，或者在某些情況下，燃料進(jìn)行自我冷卻。

科琳：那么，你能描述下你評估過的那些新的先進(jìn)堆嗎?

埃德：好。第一類反應(yīng)堆主要是快堆。快堆不同于我們目前發(fā)電的其他堆型，快堆沒有慢化劑。

核反應(yīng)堆工作原理是，當(dāng)鈾燃料原子核被中子擊中時(shí)，會發(fā)生裂變反應(yīng)，釋放能量和其他中子，其他中子會撞擊其他鈾核，產(chǎn)生新的能量和中子，發(fā)生所謂的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，產(chǎn)生穩(wěn)定的熱量進(jìn)行發(fā)電。

在如今常見的水冷堆中，水分子實(shí)際上減慢了中子的運(yùn)動速度，當(dāng)裂變產(chǎn)生中子時(shí)，釋放一定的能量，也會產(chǎn)生新的中子，新中子與水分子發(fā)生碰撞，中子速度減慢，因此裂變反應(yīng)也會變慢。

事實(shí)證明，水冷堆的這種設(shè)計(jì)……本質(zhì)上，使裂變反應(yīng)更有效率。所以水冷堆可以使用低濃度的燃料。這是我們今天設(shè)計(jì)核反應(yīng)堆的一種思路。

但是在快堆里，沒有一種材料可以減慢中子的速度。因此，中子都有很高的能量，這與輕水堆有著不同的特性。 事實(shí)上，這些快堆開發(fā)人員聲稱的一些優(yōu)勢，源于快中子的特性。

為了達(dá)到那個(gè)目標(biāo)，就需要冷卻劑，不過那些冷卻劑并不會減慢中子的速度。所以，這就是為什么像液態(tài)鈉這樣的物質(zhì)被用來冷卻那些反應(yīng)堆。 還有另一類，叫做高溫氣冷堆。

顧名思義，這種堆型不用水來冷卻燃料，用的是高壓氣體，最常見的是氦氣。用泵把氦氣從反應(yīng)堆容器里抽出來。氦氣被加熱后會被排出，再用來發(fā)電。

第三類反應(yīng)堆與其他類型的反應(yīng)堆有很大不同，叫熔鹽堆。

我們目前反應(yīng)堆使用固體材料作為燃料——被金屬包層包圍的固體材料。但在熔鹽堆中，燃料是液體的，一種熱的熔鹽——鈾和其他燃料材料溶解其中。

根據(jù)該項(xiàng)技術(shù)的支持者所說，它比固體燃料反應(yīng)堆有一定的優(yōu)勢。但其實(shí)也有許多缺點(diǎn)。

2、 先進(jìn)堆并不先進(jìn)

科琳：這些反應(yīng)堆從什么時(shí)候就已經(jīng)出現(xiàn)了?

埃德：其實(shí)，這些反應(yīng)堆技術(shù)相當(dāng)陳舊，人們卻通常稱之為先進(jìn)堆，這并不是一個(gè)準(zhǔn)確的描述。我們在報(bào)告中并沒有用到這個(gè)稱呼。 事實(shí)上，以上提到的有些反應(yīng)堆在我們今天常見的輕水堆出現(xiàn)之前就已經(jīng)構(gòu)思出來。它們甚至可以追溯到20世紀(jì)40年代的曼哈頓計(jì)劃，其中一些技術(shù)其實(shí)早在20世紀(jì)50年代就已經(jīng)在美國和世界上其他地區(qū)進(jìn)行了試驗(yàn)。

科琳：埃德博士，我看了報(bào)告后知道每種反應(yīng)堆都有問題。現(xiàn)在讓我們仔細(xì)看看快堆，對于快堆支持者們是如何評價(jià)的?

埃德：由于快中子的特殊性質(zhì)，快堆在理論上可以在一種模式下運(yùn)行，不僅可以產(chǎn)生自己的燃料，而且還可以為其他反應(yīng)堆產(chǎn)生額外燃料。這就是所謂的快中子增殖反應(yīng)堆，這也是為什么曼哈頓計(jì)劃的科學(xué)家們在這個(gè)堆型的開發(fā)上花費(fèi)大量時(shí)間的原因，簡直是“夢之堆”。

他們認(rèn)為，這種堆的燃料用之不盡，而且不用使用鈾資源。鈾資源應(yīng)該保存下來制造核武器。 在人類的核能時(shí)代初期，人們普遍認(rèn)為鈾是一種非常稀缺的資源，美國不擇手段收集鈾礦來制造核武器。所以，如果有一個(gè)反應(yīng)堆可以自己生產(chǎn)燃料，顯然可以節(jié)約很多鈾礦。 而快堆的另一個(gè)潛在優(yōu)勢是，可以使用其他類型的燃料，特別是現(xiàn)有反應(yīng)堆產(chǎn)生的乏核燃料。

乏燃料半衰期非常長，本身存在的放射性會在周圍環(huán)境中存在數(shù)萬年或數(shù)十萬年。在目前的反應(yīng)堆中，核燃料利用效率并不高，產(chǎn)生的乏燃料只能作為核廢料處理。而快堆實(shí)際上可以消耗掉乏燃料。所以，快堆有時(shí)也被稱為燃燒器反應(yīng)堆。快堆支持者聲稱，快堆能燃燒乏燃料，完全解決核廢料問題。

科琳：那么快堆有什么問題呢?

埃德：首先，快堆并沒有那么夸張，實(shí)際上它并沒有真正達(dá)到所宣傳的那種效果，只是在理論上，快堆可以作為增殖體或燃燒器運(yùn)行。

我在報(bào)告中討論過，如果你了解真實(shí)電力系統(tǒng)中的真實(shí)系統(tǒng)，以及這些反應(yīng)堆是如何工作的，那么要進(jìn)行一些改進(jìn)就需要非常，非常長的時(shí)間。現(xiàn)在的乏核燃料只能儲存起來，需要很長時(shí)間才能真正開發(fā)出比現(xiàn)有系統(tǒng)更有效率的燃料。

因此，聲稱快堆可以燃燒乏燃料或有效增殖新钚是不現(xiàn)實(shí)的。因此，好處不是很好，但風(fēng)險(xiǎn)是非常重大的。 因?yàn)闊o論哪種情況，增殖反應(yīng)堆或燃燒反應(yīng)堆都需要對乏燃料進(jìn)行再處理，為反應(yīng)堆生產(chǎn)新的燃料。再處理是一種技術(shù)，把核廢料，乏燃料經(jīng)過化學(xué)過程，提煉出核燃料，這些核燃料主要是钚，也可以分離出其他不能在反應(yīng)堆中回收的放射性廢料。

這其中有個(gè)問題，钚除了是一種潛在的核燃料外，還是一種核武器材料。所以，當(dāng)把它從乏核燃料中分離出來時(shí)，實(shí)際上已經(jīng)造成了核武器擴(kuò)散風(fēng)險(xiǎn)。一些小國或恐怖組織很容易獲得這種物質(zhì)。因此，從核擴(kuò)散的角度來看，任何使用后處理技術(shù)的核動力系統(tǒng)，都比我們現(xiàn)在使用的輕水堆(不對乏燃料進(jìn)行后處理)系統(tǒng)本身更危險(xiǎn)。此外，快堆還存在嚴(yán)重的安全問題，支持者們喜歡對此進(jìn)行掩飾。例如，我們都熟悉的切爾諾貝利核事故。

切爾諾貝利災(zāi)難的主要原因是反應(yīng)堆有一個(gè)設(shè)計(jì)缺陷。在某些情況下，如果反應(yīng)堆升溫，這個(gè)設(shè)計(jì)缺陷會受到積極的反饋。所以，溫度越高，反應(yīng)堆產(chǎn)生的能量就越多，基本上就是所謂的大功率偏移，這種導(dǎo)致反應(yīng)堆爆炸。其實(shí)這種情況應(yīng)該極力避免。

事實(shí)上，今天美國的輕水堆在設(shè)計(jì)上更加先進(jìn)，如果反應(yīng)堆升溫，核反應(yīng)就會停止。

但是，快堆通常更像切爾諾貝利核事故中的反應(yīng)堆，如果快堆加熱，液態(tài)鈉冷卻劑開始沸騰，發(fā)生越來越多的裂變。

因此，反應(yīng)堆的功率可以在幾秒鐘內(nèi)增加100倍，極可能發(fā)生堆芯熔毀，甚至核爆炸。快堆在安全方面十分不穩(wěn)定。

科琳：目前建造的快堆，是理論上的，還是為了進(jìn)行實(shí)際測試而建造的?

埃德：在美國和其他國家，人們對快堆非常著迷。事實(shí)上，第一個(gè)快堆是1951年在美國建造的。而美國、蘇聯(lián)，包括如今的俄羅斯、英國、法國、日本、印度等地，都有多個(gè)示范試驗(yàn)快堆項(xiàng)目，其中大部分都在印度。而這些反應(yīng)堆的實(shí)際情況也非常復(fù)雜。

你知道，任何一個(gè)調(diào)皮的高中生都試過液態(tài)鈉，鈉金屬與水反應(yīng)十分劇烈。 事實(shí)上，如果鈉接觸到水或空氣，可以燃燒。所以，這其實(shí)是在核反應(yīng)堆里使用一種潛在的易燃冷卻液。 因此，為避免發(fā)生火災(zāi)，開發(fā)人員必須投入資金研究各種額外的安全系統(tǒng)，以確保他們能夠檢測到是否存在鈉泄漏。這確實(shí)是影響世界各地快堆可靠性的最大問題之一。 這些反應(yīng)堆總體上——無論是燃料方面，還是安全系統(tǒng)——都沒有真正得到驗(yàn)證。 (未完)