而美国有104个反应堆,平均每个堆大约运行了三十多年了。即使我国现在在建和运行的50个左右机组都马上开足了运行,要积累美国这么多的乏燃料,也要到2060年以后了。这也是核电的 一个优势所在,废物量非常的少。乏燃料总量少,其中只有1/100是长寿命废物,还主要是钚。如果把乏燃料中1/100的钚回收利用(这就是乏燃料后处理 啊!),不作为核废物处置,那么长寿命放射性废物的总量大约相当于乏燃料的1/1000。你说,所谓要管理20万年的放射性物质有多少?当然,实际上不会 有这么少,因为要完全分离的技术难度和成本都很高。对长寿命的放射性原子核的 处理就要用到第二种减少放射性的办法,就是所谓的“嬗变”。简单说就是用中子去打那些放射性原子核,人工诱导它变成短半衰期或者稳定的原子核,让它更快衰 变甚至即刻达到无放射性。我的心目中,这个方法是解决核废物问题的“终极之道”,其价值不亚于核聚变。不过,目前同样处于研究阶段,也期待大家多多关注!
接下来,自然就谈到了原文中一个重要的问题“用寿命100年的混凝土,能保证核废物20万年存放的安全吗?”——这个问题的信息量太大了!容我理清思路:
第一,正面回答这个问题,答案是No!谁说Yes谁在胡说八道。
第二,原文作者给大家看了个混凝土建筑,说那是存放核废物的场所。可是放射性废物只是被一些混凝土包裹着吗?卖月饼的都知道要包装7、8层,处理核废物的人 当然清楚怎么才能把放射性废物与人类和环境最大限度的隔离。业内有个“纵深防御”的设计思想,就是哪怕有一层(比如混凝土建筑物)防御失效时,后面还会有 一长串防御措施等着生效呢。比如处置设施里面会有岩石、粘土,还有回填材料,还有十几、几十厘米厚的抗腐蚀金属容器,还有废物装载容器,还有废物自己的包 壳或特殊形态(玻璃体)保护等等。——牢靠的很!几乎是目前能想到的最稳妥可靠的方法。多说几句,科学家们仍然在不断改进核废物的处置方法。但我觉得,他 们最大的难题不是让处置方案更加稳妥可靠,而是如何去证明它们不会出问题。证实容易,证伪难,我们嘲笑杞人忧天,但是你能证明“天不会塌下来”吗?
第三,即使是混凝土建筑物,就真的像原文作者想象的那么不堪吗?也不尽然。埃及的金字塔,矗立在那里有三、四千年了,建筑物依然保持完整(埃及近代并没有仿 制品出现)。我觉得,4000年前的科技造出来的建筑能存在4000年。咱们是不是该有点信心,现在的科技所建造的建筑也能存在4000年——当然,温湿 度、气候和人类活动影响必须考虑,这就是选址问题,也是核能领域已经高度重视的问题。还要考虑工程质量的问题,这个并不在今天的讨论之内。
第四,废物的管理难度很大程度上取决于它的体积。之前说了,如果核废物管理方面能够落实“废物最小化”原则,真正的需要长期与人类、环境隔离的废物量(含有 长半衰期的放射性原子的废物)是可以非常少的。这方面的工作,现在有好多科学家和技术人员在做,比如乏燃料后处理就可以把乏燃料中95%左右质量的成分提 取出来再利用,比如对长寿命放射性原子的分离,又可以把长寿命废物总量从5%进一步减少到0.1%左右。即使不考虑把这些长寿命放射性原子嬗变掉,需要长 期管理的放射性废物也已经大大减少。如此小规模的放射性废物,咱们简单的不负责任的说,就把它们废物集中起来,包个瓷实,找个偏远无人地区,参照希特勒地 下堡垒标准建设,派军队把守起来就妥妥的了。
接下来,再谈谈废物储存过程的放热问题。前面说过,这也是原子衰变过程必然出现的问题,不可避 免。但废物含有的放射性原子数量是随着衰变在减少的,所以放热也是随着时间推移在减少的。所以放射性废物的处置,并不是简单的深埋地下就可以的(当然这不 是为了预防作者所说的氢气爆炸,水分解成氢气要1000多度,这个温度前早就作为气体挥发走了),而是有非常科学、系统的管理方法。恰巧,我今年写了一篇 关于地质处置废物特性研究的文章,其中谈到了美国的尤卡山废物处置。他们要在乏燃料卸料后存放50年以上,才会放到处置库里面去。而且处置库是进行强制通 风的,从放入废物开始通风,到废物库装满以后还要再通风50年。那以后乏燃料自己放出的热量就小了很多,足够保障安全了。当然各个国家的废物最终处置方案 不同,美国尤卡山只是一个方案,我举这个例子也只是为了说明,放射性废物处置过程的放热已经被充分考虑到,并且会控制在安全范围之内。对了,大家还记得小 时候学到的地球的结构吗?据说(我其实一直怀疑)地球中心有一片热得不得了的区域(地核),那地方每时每刻都进行着剧烈的核反应,有几千度的高温。但地球 并没有被崩飞,而且地球表面生活的人类还在上网,并愉快的讨论着核废物问题……
再说说历史上的几次著名的核事故,三哩岛、切尔诺贝利和福岛事故。
很多人都认为它们是说明核电不安全的三个典型实例,我同意。这三次核事故在不同的时间、空间上向我们揭示了核能不安全的一面。但是,这三次事故究竟反映了核 能是多么的不安全呢?1979年的三哩岛核事故,堆芯发生了融化,但是并未造成一人因核事故死伤;2011年3月的福岛核事故,也发生了堆芯融化,但是也 未造成一人因核事故死伤。考虑到海啸死亡和失踪18000多人,对核事故的报道和渲染则完全不成比例。
(福岛核事故,图片来源于网络)
当时宣传过“福岛五十死士”,就是那些在事故后坚守核电站 的人。当时新闻报道说,他们都将在未来几周后死亡,全世界人民还惋惜和致敬了一阵。但其实他们中第一例死亡发生在2013年7月,死因是食道癌(一种据说 要发展5-10年才会死亡,并且和辐射关系很小的癌症),而且这是至今唯一死亡的“死士”;1986年的切尔诺贝利核事故是造成了严重的人员伤亡。那么真 正因辐射而致死的有多少人呢?我们不从专业的国际原子能机构IAEA网站上去查找,省得他王婆卖瓜。我们看世界卫生组织WHO的网站,请参阅这篇2005 年(事故后大约20年,该发现的症状差不多都出现了,之后的死亡与事故相关性就不好证明了)的文章《切尔诺贝利:真实的事故范围》 http://www.who.int/mediacentre/news/releases/2005/pr38/en/(其实这个调查也是IAEA和 WHO以及联合国粮农组织联合开展的)。其中对事故死亡人数的估算是4000人左右 (Atotalofupto4000peoplecouldeventuallydieofradiationexposurefromtheChernobylnuclearpowerplant(NPP)accidentnearly20yearsago)。 各位也可以阅读http://news.ifeng.com/mil/special/qieernuobeili/,其中有一些中文的比较通俗易懂的分 析说明。单就发电过程而言,各种能源生产单位电力所对应的人员伤亡数字进行对比,核电应该是非常低的(是否最低,有待确认)。如果考虑发电环节之外的能源 供应环节,由于核电的燃料需求少,所以单位电力生产所对应的供应环节的伤亡人数也(几乎)是最低的,想想那些煤矿矿难、油井井喷或失火、天然气爆炸、水库 溺水事故吧。人类在和平利用原子能的历史上,所发生的全部三次严重的核事故而死的人加起来大约4000人。这核电,得有多么不安全呢?
最后,我想说说核设施的退役问题。
用于回应原文中“美国解决不了核电站退役的问题,德国、法国也不能例外。所有的核电站都不能例外”的说法。这个论述有问题,事实上,美国、法国等都进行过核 电站的退役,以下图片来自百度百科“核设施退役”词条,已展示了美国扬基核电站退役前、中、后的图片,对于更多退役技术、法规、案例等等,就不啰嗦了。我 只想解释一个问题,为什么有些核设施可以退役而不进行退役呢?
(英国Winfrith钚燃料厂退役前后,图片来源于百度百科)