世界尚未從日本大地震帶來(lái)的天災(zāi)中緩過(guò)神來(lái)，福島的核電危機(jī)接踵而至，前者使一個(gè)國(guó)家受損，后者困擾著整個(gè)世界。最近兩周，福島第一核電站陸續(xù)傳來(lái)的好消息或是壞消息，又一次在全球范圍內(nèi)引爆了核電爭(zhēng)議，山雨欲來(lái)的“核電復(fù)興”由此放慢了腳步。但是在這個(gè)時(shí)刻全盤(pán)否定核電并非理性之舉，福島核電事故屬于特殊事件，與“經(jīng)典”的切爾諾貝利核事故有本質(zhì)區(qū)別。自古以來(lái)，科技的進(jìn)步往往伴隨著一次又一次血的教訓(xùn)，當(dāng)今的核電技術(shù)，特別是安全技術(shù)，正是在切爾諾貝利這類(lèi)悲劇事件的“刺激”下得到快速發(fā)展。福島的核電事故究竟有多大的破壞力，目前還難有定論，但是現(xiàn)在世界各地的核電生產(chǎn)商和科學(xué)家已行動(dòng)起來(lái)，積極尋找更加安全的核反應(yīng)堆。

日本核電危機(jī)：7分天災(zāi)3分人禍

福島第一核電站使用的是由通用電氣制造的沸水反應(yīng)堆（BWR），屬于第二代核電技術(shù)產(chǎn)品。由于日本地處地震頻繁板塊，這座核電站在設(shè)計(jì)之初已將抗震能力列為重要內(nèi)容。3月11日下午，福島第一核電站的地震感應(yīng)器記錄下了日本現(xiàn)代史上最大地震的早期信號(hào)，并立即啟動(dòng)了預(yù)設(shè)的響應(yīng)程序，控制棒隨即插入正在運(yùn)行中的三座反應(yīng)堆（1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)）堆芯。控制棒能夠減少每次裂變產(chǎn)生的中子數(shù)，進(jìn)而降低裂變活躍度。4號(hào)、5號(hào)和6號(hào)反應(yīng)堆因例行檢查在地震發(fā)生前已關(guān)閉。

這是福島與切爾諾貝利的重大不同之一。1986年切爾諾貝利核電站發(fā)生爆炸時(shí)，所有的反應(yīng)堆仍處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，也就是說(shuō)，福島的核反應(yīng)堆產(chǎn)生的熱量從一開(kāi)始就比切爾諾貝利要低很多；此外，切爾諾貝利反應(yīng)堆基本沒(méi)有保護(hù)反應(yīng)堆的安全殼，事故發(fā)生后大量高輻射物質(zhì)直接進(jìn)入了大氣層，福島的核反應(yīng)堆則擁有三層保護(hù)，從燃料棒上的兩層防護(hù)殼，再到最外層由1米厚鋼筋混凝土制成的、連飛機(jī)都撞不破的堅(jiān)硬外殼，最大限度地把放射性物質(zhì)封鎖在反應(yīng)堆系統(tǒng)內(nèi)部。然而這些看似完美的防護(hù)措施在難以預(yù)料的天災(zāi)面前顯得不堪一擊。

地震來(lái)襲時(shí)，福島核電站 6個(gè)反應(yīng)堆雖然都已關(guān)閉，但臨時(shí)關(guān)閉的三個(gè)反應(yīng)堆中因?yàn)榱炎儺a(chǎn)生的放射延遲和衰變輻射仍然在釋放能量。反應(yīng)堆堆芯通常浸在水中，核反應(yīng)產(chǎn)生的熱使水沸騰，產(chǎn)生的蒸汽驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)發(fā)電，而水轉(zhuǎn)回來(lái)也會(huì)給反應(yīng)堆降溫，這就是所謂的冷卻系統(tǒng)。如果沒(méi)有足夠的水，燃料棒會(huì)隨著能量聚集而熔化反應(yīng)堆的堆芯和鋼鐵容器，導(dǎo)致輻射物釋放到環(huán)境中，這將是福島核電站面臨的最糟糕結(jié)果。

福島核反應(yīng)堆停止工作后，急需外部電力帶動(dòng)水泵冷卻核燃料，但是地震很快報(bào)廢了數(shù)條專(zhuān)門(mén)提供應(yīng)急用電的外部輸電線(xiàn)路。即便如此，電站還配有一個(gè)柴油發(fā)電機(jī)，但沒(méi)有想到隨后的海嘯將這最后一棵救命稻草也摧毀了。

引發(fā)福島核事故的直接原因是天災(zāi)，但日本核電站在危機(jī)中也暴露出超期服役、抗震不力、設(shè)備老化以及低估海嘯的弊病，而這些隱患并非難以消除。35年前，曾參與設(shè)計(jì)福島第一核電站1號(hào)機(jī)組的美國(guó)通用電氣公司技術(shù)人員布里登博就已指出，福島第一核電站存在安全隱患，并提出了一系列整改建議，但卻并未被采納，這位非常有責(zé)任心的工程師因此憤然辭職。1972年，美國(guó)原子能源委員會(huì)也曾建議全面停用1號(hào)沸水反應(yīng)堆，并提醒日方一旦燃料棒過(guò)熱，安全殼極易爆裂，出現(xiàn)核泄漏事故的幾率高達(dá)9成。但這些善意的忠告都被核電運(yùn)營(yíng)方——東京電力公司人為地忽略了。

“被動(dòng)式冷卻系統(tǒng)”將成主流

如何保證冷卻系統(tǒng)的正常運(yùn)作，是核電安全運(yùn)行的最大問(wèn)題之一。在核電安全領(lǐng)域有一個(gè)概念叫做“縱深防御”，即首先有一個(gè)主冷卻系統(tǒng)，然后還要有數(shù)個(gè)備用系統(tǒng)。福島事件證明，這種傳統(tǒng)的核安全觀念有一個(gè)致命缺點(diǎn)——重大災(zāi)害有可能完全摧毀備用系統(tǒng)。

目前國(guó)外核電生產(chǎn)商正在推廣的“第三代加強(qiáng)型”核電設(shè)計(jì)則正在改變這種人為干預(yù)的冷卻系統(tǒng)，有望通過(guò)“被動(dòng)式冷卻系統(tǒng)”提升核電運(yùn)行的安全系數(shù)，即如果反應(yīng)堆開(kāi)始出現(xiàn)過(guò)熱的情況，新的冷卻系統(tǒng)會(huì)利用自然氣流、引力和其他自然現(xiàn)象自動(dòng)對(duì)堆芯進(jìn)行冷卻，而不是使用泵、閥或者人工操作，在沒(méi)有外界干預(yù)的情況下，這種被動(dòng)式冷卻系統(tǒng)最長(zhǎng)可以運(yùn)行3天。

這類(lèi)核反應(yīng)堆的生產(chǎn)商包括美國(guó)西屋、通用電氣、日本的三菱以及法國(guó)核電巨頭阿海琺，很多設(shè)計(jì)方案仍在等待相關(guān)部門(mén)批復(fù)，其中比較成熟的設(shè)計(jì)為阿海琺的“歐洲壓水反應(yīng)堆”（EPR）和西屋的AP1000。麻省理工《技術(shù)評(píng)論》雜志指出，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)，福島核電事故已經(jīng)證明，天災(zāi)人禍完全有可能導(dǎo)致常規(guī)冷卻方法失靈，被動(dòng)冷卻系統(tǒng)能夠在災(zāi)難發(fā)生時(shí)自行工作，不需要發(fā)電機(jī)和水泵，預(yù)計(jì)未來(lái)將有更多核電站依賴(lài)這種被動(dòng)式安全系統(tǒng)。

小型模塊式反應(yīng)堆值得期待

麻省理工學(xué)院核電安全系統(tǒng)專(zhuān)家波多爾斯基指出，從另一個(gè)角度看，真正安全、可靠的核電要求反應(yīng)堆堆芯不會(huì)熔化，這意味著核電站的規(guī)模會(huì)縮小而不是增大。

波多爾斯基認(rèn)為，今后可能會(huì)依賴(lài)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，體積也只有傳統(tǒng)反應(yīng)堆的1/5,這些“迷你”核電站能夠擺脫對(duì)主電網(wǎng)的依賴(lài)，給農(nóng)村的用戶(hù)供電。更重要的是，小型反應(yīng)堆會(huì)更加安全，因?yàn)轶w積小，它們不會(huì)將過(guò)多熱量集中在一個(gè)地方，放射性也要小很多，對(duì)冷卻系統(tǒng)的要求要低很多。

除此之外，第四代核反應(yīng)堆也已在設(shè)計(jì)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。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”進(jìn)行反應(yīng)，因此能效更高、排放更低。不過(guò)，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年的時(shí)間。

與此同時(shí)，工程師們還在嘗試各種其他的核電站設(shè)計(jì)方案，其中之一是漂浮核電站。俄羅斯目前已著手建造世界上第一個(gè)漂浮核電站，預(yù)計(jì)將于明年完工。漂浮核電站具有兩大特點(diǎn)：一是機(jī)動(dòng)性強(qiáng)。當(dāng)?shù)孛嫘枰娏r(shí)，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(jià)低。每座核電站的造價(jià)約1.2億至1.8億美元。