解读：核能七十二变与未来能源发展垃圾运输

2000年，柯克?索伦森（KirkSorensen）还是美国国家航空和宇宙航行局（NationalAeronauticsandSpaceAdministration）的一名工程师。当时，他在寻找为未来群居月球提供核动力的备选方法。他偶然看到了一本描述熔盐反应堆的书，书中谈到用液态核燃料作为能量来源。

这听起来有点不可思议，索伦森说道。据他所知，所有核反应堆都用固态铀做燃料，最初的“轻水”反应堆现在在核能行业是主流。然而，这本书解释说，田纳西州的美国橡树岭国家实验室（OakRidgeNationalLaboratory）已对熔盐反应堆进行三十多年的研究。而且，液态铀、即含钍燃料具有得天独厚的优势。例如，即使遭遇灾难性的核反应堆堆芯溶化，熔盐反应堆也不会受影响，不会产生带有钚及其他长期存在的放射性同位素的核废料，会将那些同位素完全破坏掉。

索伦森说，优势数不胜数，“几乎所有熔盐解决核能问题的方式都可能远远胜过”轻水反应堆的。他问道：“那么，我们何不从一开始就采取这样的方式呢？

过去的十年中，很多人在问这个问题，不仅仅就熔盐个旧反应堆一事。由于战争安排，美国研究项目1976年放弃了那项特别技术的研究。不过，它仅仅是在核能商业化大潮中第一波就搁浅的众多替代技术之一。其他的技术还包括能够燃耗核废料的“快速”反应堆，以及大量减少温室气体排放的工业无碳供热高温反应堆。总体来看，这些替代技术可以弥补大部分、甚至是所有核能的缺陷。而数十年来，因为日程计划和融资水平都在不断变化，研究人员对这些技术的关注也时断时续。

现在，改变或许即将到来。过去十年中，一些国家对安全无碳能源的需求激发了政府对替代核能技术的兴趣，企业也在努力重启并推广一些核能设计。特别是在中国等发展迅猛的国家。乐观人士认为，即使去年发生了日本福岛第一核电站的灾难，也最终会推动人们选择更安全的核反应堆。去年，索伦森为促进熔盐反应堆商业化在阿拉巴马州亨茨维尔创立了福利波能源公司。无论是福利波能源这样处于起步阶段的公司，还是正在开发商用快速反应堆的通用电气-日立核能这种工业巨头，大小企业都希望准备就绪。

然而，复兴这些技术并非一日之功，不会一蹴而就。尽管基础设计几十年前就已完成，但要实际运行，工程师们还必须进行多种开发，如开发防辐射材料、更高效的换热器、改良的安全系统。然后，他们必须向监管机构证明，所有这些安全系统都能发挥作用。“核并非易事”，马萨诸塞州剑桥市“忧思科学家联盟”（UnionofConcernedScientists）的高级全球安全分析师埃德温?莱曼（EdwinLyman）表示，“它成本高，见效慢，风险极大，因为必须考虑安全因素”。

但相关人士都坚信：未来核工业最美好的前景就是回到过去。正如索伦森就取消熔盐项目指出的：“从来没人说过，‘我们可能错了，也许应该回到从前，重新审视那个决定。’”。

最早，但非最佳

轻水反仪器应堆之所以占主导地位，并不是因为最好，而是最早。它最初开发是在20世纪40年代后期，当时要为核动力的船舶和潜艇提供紧凑型的发电设备。20世纪50年代，美国试图在原子能问题上扮演和平角色，于是创立了商业化的核能工业，轻水堆设计也由此得到改进和按比例增加。“轻水”是流过堆芯的普通水。它吸收了堆芯的热能，再传递给常规核蒸汽机轮，从而将热能转化为电能。

最后，这些反应堆组成一个更大的系统，补救了低效率的基本问题，因为如果只有单独一个反应堆，会很快自己产生毒物。随着连锁反应进行，铀原子裂变产生的碎片越积越多，为保证反应不断进行反应需要吸收的中子越来越多。也许18个月以后，燃料烧完了就必须移去反应堆，即使里面还有很多原始能量。

前美国能源部核能办公室负责人、美国核管理委员现任委员威廉?马格伍德说：“所以校平机我们以前总想能有种回收二手燃料的基础设备，可以再次获得更多的燃料能量。”再处理工厂遍布世界。这些工厂回收用过的核燃料，再通过化学方式提取仍然可用的部分，多是铀-235，还有不可裂变元素铀-238吸收中子形成的可裂变元素钚-239，然后将它们变为新的反应燃料。最终，按计划会转变成新一代“增殖”反应堆，以使钚的产量最大化。唯一的废料是极少的强放射性裂变残留物，其中的放射性物质可能需要几个世纪才能衰变。处理时这些残留物将投入精心设计的混凝土贮仓。

马格伍德说，20世纪60年代到70年代早期，这种设想主导着美国的战略发展，当局不再将多数研究费用用于非增殖反应堆设计，比如熔盐反应堆。该方案运用广泛：目前全世界运营的437座核电反应堆里，有356座是轻水反应堆。

但是后来，到了1974年5月，印度测试了一枚核弹，其中的铀元素就是从核反应堆燃料中提取而来。世界各国政府突然间被迫面对一个地缘政治方面的事实：大规模商业化核燃料回收将导致肆无忌惮的核武扩散。因为每家再处理工厂都会处理成吨的钚元素，足以制造核弹。制造一件核武器只需要4到6公斤的钚。审查机构又如何确定谁都没有改变这些钚的用途？

所以，1977年4月，美国总统吉米?卡特禁止商用再处理。几年以后，新任美国总统罗纳德?里根废除了该禁令，但是回收成本非常高，所以从那时起，仅有两家法国的商用再处理工厂运营。大部分增殖反应堆的研究都停止了。因为没有了再回收，它们的存在就变得毫无意义。工程师们发现自己面临如何处理燃料废弃物这个棘手问题。由于铀-239的半衰期为2.41万年，现在他们要使上万吨二手核燃料离析，则需要几百个世纪。可是，还没人想到保证离析按时完成的方法。

与此同时，在20世纪70年代，对安全问题的抗议与日俱增。不管出于什么原因，只要流过轻水反应堆的水流受阻，热量就会困在堆芯。从技术上讲，即使关闭反应堆，核裂产物仍会在放射性衰变过程中产生热量，足以融化燃料，逃出反应堆。所有的轻水反应堆有紧