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微信朋友圈大热的“北大教授挺核反核19问”,都有哪些错误?

  • 2016-10-02 11:20:06
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    北大物理学院副教授雷奕安的一篇旧闻《挺核反核双方的19个问题》最近火了,成了朋友圈中的爆款文章。

    不过,也有核电业内人士对这篇文章并不满意,称该文看似中立、资料丰富,但其实只是一位有一定科学素养人士的“跨界发言”,存在多处以偏概全及偷换概念;作者对能源结构、核燃料循环、核工业的推论也存在多处漏洞。

    微信朋友圈大热的“北大教授挺核反核19问”,都有哪些错误?

    北大官网显示,雷奕安的研究方向是原子核结构理论、计算机、CAI研究(等离子体物理与聚变研究所)。雷奕安在文中多次强调自己不反核,但在表述上、佐证材料的甄选上,却带有明显的倾向性。另外,《挺核反核双方的19个问题》对某些问题的阐述客观准确,但在一些关键问题的举例与类比中,却又出现不少错误。有核电业内人士对评论直言,“(该文)像拼凑出来似的。”

    那么,这篇文章到底出现了哪些错误?结合业内人士的分析,以及澎湃新闻记者对核工业、核电产业链的现有认知,现对该文中的事实性错误、须进一步厘清的概念和探讨的问题进行逐条评论。

    下文中,常规字体为《挺核反核双方的19个问题》原文(原标题《核能发展一些问题》,来自雷奕安科学网博客),下划线部分为评论。

    由于全球气候变化,污染严重,电力发展需转型,福岛核事故,世界核能发展前景悲观等综合因素的影响,中国核能发展出现了一次大辩论。挺核反核,双方分歧巨大。本人支持慎重发展核电核能。在我看来,双方言论中,均有诸多片面,夸大,不实之辞,因此希望以此文澄清一些事实。有不当片面之处,欢迎大家指出。

    1.核电是清洁能源吗?

    现在几乎所有的核能发展文章中,都会不厌其烦地在“核能”前面加上“清洁能源”几个字。那么核电究竟是不是清洁能源呢?

    清洁能源的定义是不排放二氧化碳,污染物。单独核电站在运行的时候,的确不排放二氧化碳及其它化学污染物,但是核电站的建设需要大量水泥,钢材,运输,这些都会产生二氧化碳排放。除此之外,铀矿开采,处理,富集,加工,运输都有二氧化碳排放,乏燃料的处理和核电站的退役也是大工程。这些排放加在一起,有人算出大约是风能的6倍,太阳能的2-3倍(“Valuing the greenhouse gasemissions from nuclear power: A critical survey,”Benjamin Sovacool, Universityof Singapore and Virginia Tech University, Energy Policy 36, June 2008.)。

    当然,核电站不是不排放,而是排放的污染物不一样。核电站常规运行中,会排放反射性物质氚,乏燃料中有巨量的放射性物质,如铯137,铯135,锶90,锝99,氪85,铀,钚和其它放射性锕系元素等。这些放射性元素量大,辐射强,对生物圈和人类都有巨大的危害。核电产业的燃料循环,从铀矿开采,燃料组件生产,到乏燃料处理,都会产生大量放射性污染。这些放射性污染在自然界停留的时间,比化学污染长得多,而且无法处理,只能等它们在几百到几百万,乃至几亿年的时间尺度内慢慢衰减。

    评论:核能究竟是不是清洁能源,有大量可查的监测数据。从全生命周期来看,所有能源形式都有二氧化碳排放。正是因为乏燃料中放射性物质的半衰期长,才更需要将核反应堆中替换出来的乏燃料(即烧过的燃料)进行妥善处理。

    以百万千瓦压水堆核电站为例,每年产生的乏燃料为25吨至30吨。乏燃料中有大量的放射性元素,毒性大、半衰期长,要在地质处置过程中衰变到天然铀矿水平需10万年以上,但经过后处理等环节后,其放射性摄入毒性降到天然铀辐射水平的时间可减至千年以下,有效地降低了乏燃料的长期放射性毒性。

    2.核电是必须的吗?

    2015年,中国经济增长进入新常态,发展趋缓,耗能行业尤其明显。根据中电联的统计,2015年1到10月份,全国全社会用电量45835亿千瓦时,同比增长0.7%,增速同比回落3.0个百分点,其中工业用电量32285亿千瓦时,同比下降1.0%,化学原料制品、非金属矿物制品、黑色金属冶炼、有色金属冶炼四大高耗能行业用电量合计13877亿千瓦时,同比下降2.3%。

    但是发电能力却仍在快速增加。截至10月底,全国6000千瓦及以上电厂装机容量13.9亿千瓦,同比增长9.5%。全国除核电以外的所有发电设备利用率都有明显下降。

    考虑到核电在总发电量中占比只有3%,可以说,如果没有核电,中国的发电能力完全可以满足发电量的要求。实际上,中国的发电能力已经过剩,而且还有巨大规模的发电能力在建,包括基数已经很大的可再生能源,即水电,风电,和光电。可再生能源发电的增长量完全可以覆盖未来许多年的需求。

    已经有一篇文章比较详细地讨论了这个问题(“多余的核电”,陶光远)。

    不过本人的观点是应该保持一定的核电规模。

    评论:在对能源结构的讨论中,以下问题值得商榷:

    第一,中国发电能力过剩,很大原因是由于火电的“大跃进”与火电过剩。对于火电产能过剩局面下隐藏的能源行业运行风险,能源主管部门三令五申、多次下发特急文件踩下火电急刹车。能源结构的选择,与一国的资源禀赋、各类电源的特性、环保理念,甚至宏观经济结构、产业政策都有关系。

    中国的能源资源分布不均衡,本地消纳不足、外送通道又有限的情况下,弃风、弃光、弃核、弃水时有发生。风、光发电本身具有间歇性,发电不稳定,会影响电网的安全稳定,且现阶段可再生能源暂未脱离补贴,储能行业也依然面临技术和成本障碍。

    3.核电成本低、效益高吗?

    在中国,从每度电的发电成本看,核电对水电和火电都没有优势。很快风电的发电成本也将低于核电。

    世界范围来看,所有可再生能源的发电成本都在下降(如下图),而核电成本却在上升。

    可再生能源成本趋势。

    评论:目前,中国的火电发电成本中并不包括环境成本。即使若干年后,可再生能源的发电成本低于核电发电成本,在稳定性上核电仍有显著优势。在储能技术尚未取得重大突破之前,核电是火电的更优选项。

    4.中国核电需要迎头赶上世界平均水平吗?

    核电业者的一个观点是世界核电平均占比是18%,而中国只有1.4%(或2%),与中国的大国地位不相称,中国至少应该达到世界平均水平。

    首先,到2015年,世界核电平均占比连续4年为10.8%,而不是18%,中国已经超过了3%,而不是1.4%(或2%)。

    世界核电已停滞多年。核电比例1996年最高,达到17.6%。此后一直在降。总发电量最高2006年,后维持下降趋势。中国核电发电量一直大幅上升,2014年比2013年增加20%,2015年1-7月同比增长35%,其中7月份同比增长41.4%,核电比例已经达到3.3%。

    其次,世界能源发展的趋势是要逐渐降低核能和化石能源的比重,逐步过渡到可再生能源。G7国家计划到2050年实现100%可再生能源。欧洲大部分国家都在弃核。就算“核电伊甸园”的法国,也计划到2025年将核电比例从现在的约75%降低到50%。

    第三,如果我们发展核能的目标是要跟别人一样,20年后,当我们把核电厂都建起来之后,别人评价能源发展的标准改成谁的可再生能源占比更大,那我们怎么办?五六十年内我们的核电厂都无法退役。世界各国大部分核电厂已经服役三四十年,再过一二十年就要退役,而新建反应堆寥寥无几。

    评论:据中国核工业集团董事长孙勤此前介绍,国际上现有70多个国家已经或正在计划发展核电,其中“一带一路”沿线国家占40多个,正在计划发展的有10多个国家。预计到2020年,全球将新建约130台核电机组,到2030年前这一数字将达到约300台。其中,“一带一路”国家和周边国家将占到新建机组数的约80%。

    法国目前在运机组数58台,是全球核电比例最高的国家。2012年大选时,总统奥朗德承诺,降低核能发电量比重,同时通过促进绿色增长、为法国创造10万个就业岗位。法国的想法是,加强能源独立性、更好地平衡不同能源供应来源。

    德国弃核不是纯粹的能源问题,其中包含了政治考量,德国弃核后依然使用来自法国的核电。

    5.核电站究竟有多安全?

    这是一个老问题了。其实我相信经过长期积累,在设计基准条件下,核电站是安全的。对排放也不用太担心。但是,一座新的核电站,从建设到退役,时间跨度是100年(60年寿命,加20年延寿,加建设和退役的时间),在过去的一百年内,发生过的很多事情都是现在的新反应堆无法应对的,未来的一百年内,这类事件是不是会更多?

    比如,根据计算,本世纪内,海平面至少会上升0.8到2米,这样沿海和河流入海口附近的核电站的安全性是不是都要大打折扣?这还没有考虑可能性并不小的格林兰冰盖融化和南极冰盖破裂。

    再比如,一百年内,航天技术和应用必然大发展,一般国家和公司掌握航天及火箭技术的门槛是不是会大大降低?用导弹或卫星攻击核电站的技术难度是不是会大大下降?

    还比如,电磁炮在海战中其实没有多大用,因为瞄准不易,破坏能力弱,但是对付核电站这样的大型固定目标却几乎是按身定做的,因为它的穿透能力超强。电磁设备可以容易地利用民用工业设备制造。这样,几十年后,恐怖分子并不需要非常高端的技术,就可以制造出可以造成巨大危害的武器。

    还有,对于小行星撞击这种极小概率事件,当航天技术发展之后,如果有人故意,小概率事件就成了大概率事件。因为很容易操控一个十来米大小的小行星撞击地球的任何一个地方。

    评论:此处混淆了核安全和核安保概念。所谓核安保,指的是预防、探知和应对涉及核材料、核设施、其他放射性物质及相关设施,以及相关活动的擅自接触、未经授权转移、盗窃、蓄意破坏或其他恶意行为。导弹、电磁炮、恐怖袭击、人为破坏均属于核安保领域的问题。

    在一个核设施进行核安保设计时,首先要确定“设计基准威胁”。这些设计基准威胁是由有关国家安全部门根据国情分析确定的,核设施根据这些设计基准威胁来设计“实物保护”系统。中国与世界各国一样,一个具体核设施的设计基准威胁和实物保护系统的详细资料都是保密的。

    为了防止核武器的滥用,日内瓦公约关于保护国际性武装冲突受难者的附加议定书第15条中规定:“含有危险力量的工程或装置,如堤坝和核发电厂,如果对之攻击可能引起危险力量的释放,从而在平民中造成严重的损失,即使这类物体是军事目标,也不应成为攻击的对象。”

    6.核电站恶性事故究竟有多可怕?

    现成的例子有切尔诺贝利和福岛。但是我们的核电站比这两座核电站规模都大,核燃料的燃耗更深,因此发生恶性事故的危害还要大。

    做一个简单的计算。国内新规划的核电站都是以500万千瓦为基准,对应热功率约1500万千瓦。燃耗以AP1000为例,为60百万千瓦天/吨铀。假定一年运行300天(低于正常核电运行天数),一年产生1500*300/6000= 75吨乏燃料。每吨乏燃料中有60公斤的裂变产物,20公斤的钚,10公斤的铀235,几公斤的其它放射性锕系元素和930公斤的铀238。每吨乏燃料中长寿命和中等寿命放射性元素的量,大约是广岛原子弹的50倍。这种乏燃料放射性过大,无法处理,必须就地存放至少20年。20年内,乏燃料池将累积1500吨乏燃料,对应约10万颗广岛原子弹的放射性废料量!

    (感谢LAOson网友,开始每年乏燃料算错了两个量级,20年错了一个量级。)

    评论:首先需要说明,500万千瓦基本是一个核电基地的量级(秦山核电基地总装机656.4万千瓦,大亚湾核电基地总装机612万千瓦),这和核电业内惯用的某某核电站几号机组、几期工程概念有所不同。在建的台山核电一期工程将建设两台单机容量175万千瓦的EPR三代核电机组,这是世界上单机容量最大的核电机组。

    正因为乏燃料中包含有大量的放射性元素,所以才需要后处理环节。从核电站到后处理厂,乏燃料的运输有一套严密的体系,按照《放射性物品运输安全管理条例》有相关的规定,运输之前需要报批,需对于路线、时间、物品的质量、应急措施等提出非常明确的计划。

    切尔诺贝利事故是由于反应堆设计缺陷(石墨堆,没有安全壳)和操作问题,福岛事故的主因在于人祸。

    7.核废料究竟有多不清洁?

    对与有害工业废物排放,我们一般要求有害物质不要超过环境的多少多少倍,不对环境造成过大伤害。

    放射性物质对环境,对人体都有害。放射性核废料的排放,存放当然也应该有一个标准。这个标准应该是多少呢?根据我们对放射性危害的认识,这个量大致应该不能超过我们承受到的背景放射性辐射大小,即大约每年几个毫西弗(1西弗等于1公斤接受1焦耳放射性能量)。那么乏燃料在反应堆乏燃料池内“冷却”了20年后,能不能达到可以排放或者无害存放的标准呢?当然达不到。那么差多少倍呢?燃耗60百万千瓦天/吨铀的乏燃料,存放20年后,还有几百瓦每吨的放射性,以300瓦计,一年就是300 x 86400 x 365 = 9.5 x 109焦耳/吨= 9.5 x 106西弗。普通人每年接受放射性剂量的上限是5毫西弗,即0.005西弗,只有上面那个数字的20亿分之一。也就是说,“冷却了”20年之后的乏燃料,放射性仍然是普通人接受极限的20亿倍,也是背景放射性辐射的约50亿倍。

    那么,需要多长时间,乏燃料才能冷却到与背景差不多的水平?答案是,地球不会存活到那一天。需要多少时间,才能冷却到比背景高1百万倍的水平?答案是几十万年(不考虑剩余93%铀的放射性)。

    主要燃料循环的乏燃料放射性衰减情况。普通热堆的乏燃料衰减是最上面那条黑线。也就是几十万年后,放射性才能降到铀矿石水平(横的虚线)。

    上图是主要燃料循环乏燃料放射性毒性衰减情况。这里有一点需要说明:图上用的铀矿石特指加拿大的一种富集度特别高的铀矿石(15%)。纵轴上的1仍然代表背景放射性强度的一百万倍。1000年后,仅仅裂变产物的放射性仍然是背景的1万倍。

    评论:目前国际上通行的核燃料循环路线有两种:一种是以美国为代表的“一次通过”开放核燃料循环方式,乏燃料经过冷却、包装后,作为放射性废物直接送到深地质层处置或长期贮存。中国、英国、法国等采取的则是闭式核燃料循环,乏燃料从反应堆中更换出来后,一般先暂存在核电厂自建的硼水池内,水可以吸收其大量的残余热量,大约贮存10年后,运送至后处理厂进行后处理。上述两种方式,都不是直接排放乏燃料。

    8.正常情况下,核电站对环境的影响有多大?

    放射性辐射方面,正常运行条件下,核电站周围的额外放射性辐射非常小,不高于背景的千分之一,可以忽略。

    但核电站的热岛效应严重。仍以一座500万千瓦的核电站为例,发热量是1500万千瓦,散热约1000万千瓦。如果仅算用电产生的发热,相当于北京,上海这样的超大城市。在内陆,这些热都要通过冷却塔蒸发水带走。这么大的发热量,一秒钟的蒸发量是6吨多,一年是2亿吨,相当于一座百万人口大城市一年的居民用水量。长江中下游本来就闷热潮湿,散热条件不好,这么大的散热量和蒸发量无疑是火上浇油(沿海电站要好一些)。

    评论:热岛效应来自热机效率,这点核电火电都一样。更值得关注的是核电站的热污染,也即核电站的温排水。但在沿海核电站冷却水排放的问题上,国家有严格规定。在核电站环评时,必须要有物理温度、模拟计算,排出的热水,以及扩散时海水增温一度温升的范围、温升湿度的范围等。此外,核电站热力循环中的大部分水是循环利用。

    9.地方上为什么热衷发展核电?

    以一座500万千瓦核电站为例,投资至少700亿人民币。核企与地方合资建核电站。地方政府出地,移民,准备厂址,普及核电知识,等,只需要几亿到十几亿元。核企出其它所有的钱和技术。一般给地方30%的股份。也就是说,地方出几亿元就得到了几百亿元的权益,还有建设时的经济拉动效应,发电后的地方税收,电厂发电收入的GDP数字,等。

    评论:拉动地方经济、带动就业、增加税收,这些正是建设核电站的优势。一个核电站可以让一个贫困县直接脱贫,改善当地居民生活水平。

    10.燃料闭循环可以实现吗?后处理能达到什么水平?

    前面说到乏燃料潜在危害非常大,而里面的铀、钚其实还可以再利用起来,那么把乏燃料处理一下,回收有用的铀和钚等元素,并将没有用的裂变产物收集安全存放,不是很好吗?这就是乏燃料的后处理。

    关于后处理,有下面一些事实:

    1、乏燃料的放射性非常强,后处理的放射性防护很困难。反应在成本上,后处理厂的建设成本,生产成本,废料处置成本都非常高。

    2、每一道工序都会产生额外的放射性废料。

    3、到目前为止,后处理只能做一次。也就是处理过一次,回收的铀和钚放进反应堆再烧一次,就不能再后处理了。这是因为反应堆里面的裂变反应不干净。在普通的热中子堆中,铀235吸收中子后,每6个只有5个裂变,另外一个变成了铀236。而钚更糟糕,每3个里面就有1个不裂变,而是变成了钚240。钚240不会裂变,会继续吸收一个中子变成钚241,钚241的裂变率也不高,还会很快衰变为镅241,……。然后就会积累大量的超铀元素,这些超铀元素有的是β衰变,有的γ衰变,更多的α衰变。其中γ衰变穿透距离大,很难防护。因此回收利用过一次的燃料(MOX燃料)目前无法再后处理。

    4、后处理不能减少放射性,只能将裂变产物的放射性分离出来。但是,铀和钚的回收利用,减少了首次在堆运行后乏燃料中长寿命超铀元素及其裂变链元素的放射性。然而,由于后处理只能做一次,并且后处理过的燃料使用之后超铀元素更多,因而总的超铀元素量减少非常有限。

    5、后处理7吨乏燃料,只能生产1吨MOX燃料。1吨MOX燃料的热值跟1吨普通铀燃料差不多,而生产成本远远高于铀燃料。所以利用后处理提高铀资源利用率的做法极不经济。一次后处理(因为只能做一次)只能将铀资源的利用率从一次通过方案的约0.8%提高到0.91%。一些“科普”文章中说的可以提高几十倍的说法没有根据。

    快中子堆,聚变裂变混合堆,加速器散列快中子亚临界堆(ADS)等概念,理论上可以燃烧超铀元素及钍232,铀238等,但是工程上很困难,离应用还非常遥远。而且,这些概念都不能减少裂变产物的放射性,或者减少有限。

    评论:这类被回收再利用的核燃料,为全球第二大核电国家法国贡献了17%的电力。作为典型的军民融合产业,核工业中多项技术和产业的环节都具有军民两用特点。

    11.核能专业人士权威公正吗?

    1、不少核能专家提倡“适量辐射有益健康”,该说法并没有被医学、辐射防护学、监管机构认可。读者可以在网上搜索“辐射有益健康”的文章。上一篇博文讨论了这个问题。

    2、还有专家提出“原子弹辐射污染可以忽略”,同样很少有人认可。参考本博文的讨论。

    3、世界核能协会(WNA)“辐射与健康”介绍网页(2015年更新)中说,伊朗拉姆撒(Ramsar)地区背景辐射值为250到700毫西弗/年,但看不出如此高背景辐射对健康的影响。而2004到2011年间有许多公开发表的文献指出,该地区存在较高的染色体异常、身体炎性反应和妇女不育。

    4、2007年左右国内引进AP1000堆型的时候,国内专家一致高度评价该堆型。但后来出现大量问题。

    5、《世界核工业状态报告》是近十年来世界核工业最重要的综合报告,意在中性地评估世界核工业的发展状况,但被核工业界敌视。国内很难找到该报告的信息。2015年版7月份出来之后,10月底国内出了一个节选翻译版本,直接删除了所有“负面”的句子。读者可以搜索“2015世界核工业现状报告”,并与忠实译文比较。

    6、球床高温气冷堆(PebbleBed Reactor)50年代到80年代末主要在德国研发,90年代初已经发现该堆型有大量问题。1989年,德国已经关闭了所有该类型的反应堆。在德国专家的影响下,南非于90年代开始关注该堆型,并于98年正式立项开发。到2010年项目终止时为止,连设计图纸都没有完成。在花费的总共90亿南非兰特政府资金中,大约20亿用于支付国际专家费和咨询费。直到项目终止前夕,德国专家还在南非的电视台上称赞该堆型是一个“完美的奇迹”。

    7、核能专业人士的个人利益与核能发展相关。至少在公开的言论中,国内所有核能专家都主张大力发展核电,包括长江中下游沿岸的核电。美国最早研发核能的很多科学家后来积极反对核能。世界各国都有这种情况。而中国的整个核能行业,包括研究机构,监管机构,所有的核能专家,至少在公开言论中,全部积极倡导核能。这非常不正常。核能专家在国家核能发展政策方面影响太大。这在当今的世界上也是绝无仅有。

    评论:AP1000是新堆型,工期拖延很正常,目前中国具有自主知识产权的高温气冷堆技术,是经过改进的。早期很多核反应堆的设计指标和民用核电有较大区别。

    12.反核人士一般有什么误区?

    核能牵涉的专业知识比较多,离常识比较远,因此批评的门槛比别的公众关注的问题(如水电,化工等)要高很多。如果对核能和辐射不了解,容易犯常识错误并走极端。下面列举几个常见的误区:

    1、新生儿畸形。切尔诺贝利事件后,有反核人士贴出新生儿畸形的照片,指出是核事故带来的。假定照片的确是事故影响区拍摄的,胎儿也的确接受过额外的核辐射,但是还是无法在科学上证明胎儿畸形是核事故引起的。因为即使没有核事故,新生儿畸形也会发生。如果核事故后,新生儿畸形比以前有明显增加,可以推断是核事故的影响,如果没有,或者不明显,就不能断定特定畸形是核事故引起的。

    2、核电站排放。核电站不像化工厂、火电厂,平常运行的时候常规气体放射性物质排放量很小,在一般的通风条件下,应该低于背景辐射的千分之一,对日常生活没有影响。但如果通风条件不良,会在局部积累较高的辐射物质,考虑照射时间不长,对健康的影响不是很大。核电站换料的时候,有比较大剂量的放射性溢出。主要是氚。

    3、超标与有害。偶尔,核电厂也会发生少量的泄露或者超标排放。但是超标不等于很快对身体产生明显的伤害。一般的少量泄露或者排放会很快扩散或衰减,周围的居民很难接受到超过1毫西弗的辐射。如果有,已经是重大核事故。

    4、切尔诺贝利的伤亡数字。网上传播的切尔诺贝利死亡几十万人的数据没有根据。那是把周围几十年内死的人全加上的结果。没有核事故,同样会有几十万人死亡。

    5、致癌概率。额外的核辐射会导致癌症概率的增加,但是一般很有限。决定癌症发生的因素太多,不能把癌症与辐射划等号。

    切尔诺贝利事故的确引起了癌症的增加。根据受到辐射的剂量估算,在乌克兰和白俄罗斯受影响的50万人口中,大约增加了4000例癌症病人。如果没有核事故,最终患癌症的人口数目也要在15万到20万之间,所以增加的癌症数目虽然不小,但仍然只有本底数的百分之三到四。按照每西弗增加5.5%的概率计算,该地区人口癌症增加比例为0.8%,也就是每人接受了0.8/5.5= 0.15西弗或150毫西弗的额外辐射。对于每个癌症病人,只有百分之三到四的可能性是核事故引起的。

    评论:此部分逻辑清晰,总结到位。

    13.切尔诺贝利野生动植物繁盛说明了什么问题?

    切尔诺贝利事故之后,该地区成了无人区(也有很少拒绝搬走的当地农民)。事故发生时,周边大量动植物死亡,4平方公里的森林成为“红色森林”。但几十年之后,动植物开始恢复。由于人类的缺席,该地区似乎回归到动植物繁盛的蛮荒时代。那么,这是不是说明,即使发生非常严重的核事故,对环境的影响也不是非常可怕呢?

    动植物群落恢复有下面几个原因:

    第一,事故后的几十年之内,辐射的主要来源是裂变产物。裂变产物辐射衰减很快(所以也很强)。十年后散落的核废料辐射功率会下降到爆炸时的千分之一以下。但是衰减会越来越慢,并且辐射类型逐渐以β、γ为主转变到α为主。

    第二,辐射除了衰减之外,还会被大气循环,水循环,动植物迁移等方式扩散,地表的辐射污染物会被逐渐稀释(同时污染更大的区域)。

    第三,低等生物比高等生物更能耐受辐射损害。因为越高级的生物,结构越复杂,器官或组织之间的相关性越强,依赖度越高,部分损害更容易造成整体死亡。

    第四,低等生物对后代数量损失的承受能力更强。不够强壮或不够完整的后代会被迅速淘汰。比如,老鼠一窝生4只都活下来,还是生4只活3只或者2只,对一个地区的老鼠总量没有影响,因为决定老鼠总量的是栖息地的供养能力。世代更替能力不是低等生物数量的决定因素。低等生物的繁殖能力太强了。

    第五,癌症需要比较长时间才起作用,一般动物寿命较短,性成熟早。

    第六,癌症也好,畸形也好,放射病也好,都有一定概率继续生存。你看见的只是活下来的那些。动植物生存竞争本来就非常强,已经死亡的(不管是什么原因),不会被人注意到。死亡生物留下来的生存空间会迅速被其它生物占领。

    另外,切尔诺贝利核电站旁边的池塘内发现了体型巨大的鲤鱼。挺核人士认为是核辐射没有那么可怕的证据,反核的人认为是辐射引起的变异怪物。其实,鲤鱼只要不死,就会越长越大。别的地方同样也有那么大的鲤鱼。这一事实不能说明任何问题。也许鱼的耐辐射能力很强,也许你看见的只是别的死掉后剩下的少量幸存者。

    上面说的那些因素对人的影响是不一样的。首先,人对辐射的耐受能力比别的动植物差。其次,动物可以迅速淘汰不够优良的后代,但是人需要照顾患癌症,或者智障的孩子。这会为家庭和社会带来沉重的负担,严重影响很多人的生活质量,并使社会整体活力下降。

    癌症也是一样。动物,比如狼,如果它的正常寿命是二三十岁,一半的狼十几岁死掉什么问题都没有。但人会活到七八十岁,如果很多人三四十岁就患上癌症,在早期的采集或者农业社会不一定是严重的问题,但是在晚婚晚育少子的现代,社会根本无法承受。

    评论:根据今年1月发布的《中国的核应急》白皮书,中国大陆所有运行核电机组未发生过国际核与辐射事件分级表二级以上事件和事故,气态和液态流出物排放远低于国家标准限值。在建核电机组质量保证、安全监管、应急准备体系完整。

    14.重大核事故直接死亡只有几十人,说明了什么?

    这一点的确是事实。全世界从开始利用核能以来,直接在核事故中死亡的工作人员总共也不到100人。

    有人认为这说明核事故的后果没有那么严重。

    类似的说法还有,“福岛事故只有少量工作人员受到较大剂量的辐射,而疏散周围的居民却导致了3200人因疏散本身导致健康状况恶化和自杀而死,所以,不疏散对当地民众更好”。

    这些说法无法解释,为什么政府要强行疏散大面积区域内的居民。而且还必须证明,如果不疏散,这些人知道自己生活在严重的辐射环境之中,还能泰然自若,保持内心的安宁,并坦然接受增加的癌症风险。或者,“为了这些人的利益”,严密封锁消息,不告诉他们发生了重大核事故,他们的生活环境有严重的辐射污染?并且,“为了更多人的利益”,把那些试图揭露真相的人抓起来封口?

    还有一个原因,事故地区测到的放射性强度数值严重低估了放射性的危害。因为普通剂量计测量的都是γ辐射和少量β辐射的强度,α辐射几乎测不出来。α、β辐射在人体或体表内照射产生的伤害要比体外辐射(转化为γ射线,X射线)对人体的危害大很多倍。这就是为什么事故处理人员必须全副武装,不沾一粒灰尘。如果公众不疏散,实际受到的辐射危害远不止是辐射计读出的数值。

    单独的直接死亡人数远远不能描述核事故的后果。

    评论:直接死亡人数的确不是评判核事故后果的唯一指标。世上没有绝对的安全,关键在于,一旦出现严重事故工况,各类风险要可控。

    15.核电是一个成熟的产业吗?

    核电是一个工业行业。从50年代第一座民用核反应堆投入运行以来,已经过去了60多年。与别的同样从无到有发展起来的工业行业,如汽车,航空,石油化工等相比,核电发展的时间不短了,好像应该非常成熟了,但是事实是这样吗?

    一个成熟的行业对环境不应该产生较大的负面影响。汽车,航空,石油化工都有排放问题,都有强制排放标准。那么核能有没有呢?其实核能也有,就是各种场景下(如采矿,燃料生产,运行,等)工人或者公众接受额外辐射的标准。但对最大的辐射源,也就是乏燃料(以及后处理工艺带来的各种高低放核废料),却无法制定标准。乏燃料放射性巨大,从反应堆中刚取出来的时候(停堆1个星期之后),放射性是背景的2万亿倍,放了1年之后,是1000亿倍,10年之后,100亿倍。往后衰减就很慢了,几十万年之后才能降到100万倍。

    现代人类对放射性的承受能力,不能超过背景很多,一两倍就是极限了,核工业怎么好意思定一个几十亿倍的排放标准呢?因此只好说,我们会把核废料藏得好好的,保证几十万内不会危害环境。可是有谁能保证几十万年呢?你这个核电厂能存在多少年?

    于是又说,也有很多办法能够处理这些放射性核废料,比如嬗变啊,快堆啊,ADS啊,等等。那么为什么不那么做呢?把核废料处理完了,放射性降下来了,对环境危害不大了,再排放,不是很好吗?

    当然现在还做不到。但是核能界的说法是,相信以后的人一定有办法做到。可是,你既然现在做不到,那么能不能请你先不要造出那么多放射性来?等你能做到了,再大力发展不好吗?70年前,你们就说,放射性的事情以后再解决。70年过去了,还是距离遥远。那么还需要几个70年?这些年积累的放射性已经是巨大的问题,隐患越来越大。出了问题谁来负责任?放射性是你造出来的,发电的钱你也赚了,出了事故是不是该你负责任?你负得起这个责任吗?福岛把太平洋都污染了,重度污染地区面积广大,谁负得起这个责任?东京电力破产多少次能陪得起这个钱?全世界的核电企业加在一起能陪得起这个钱吗?

    如果是一个成熟的产业,绝对不能在赚完钱之后,为人类留下那么大的后患。你把排放物的放射性降下来(哪怕降到背景的一百万倍,我都认了),并把可以做原子弹的钚销毁掉,才算做完了一件事情,才算一个成熟负责任的行业。

    再看看安全性。汽车、航空等也有安全性的问题。一个成熟的行业怎么解决安全性的呢?当然,我们都知道,就是保险。车被抢了,刮了,撞了,有保险,引起人员伤亡,有保险。航空也是一样,有比较高的航空意外险。虽然我们不愿意发生意外,但是毕竟有赔偿。

    核电呢?既然安全性那么高,完全可以保证一旦发生意外,对受害人进行赔偿啊。可是没有保险公司为核电事故承担风险。如果说普通民众不理性,不能理解核电的安全性,保险公司都是专业人员,对风险事故算得很精,那么核电怎么不能说服保险公司承保核电事故呢?保险公司可以多赚很多保费的啊。

    如果是一个成熟的行业,一个负责任的行业,当然要对自己可能造成的各种风险承担责任,一种成熟的模式就是商业保险。既然事故概率非常低,保险公司有利可图,何乐而不为呢?如果核电企业把所有的运行事故,乏燃料泄露事故等的后果都承担起来,当然也是一种负责的行为,核能发电当然也就成了一个成熟的商业行为。

    可是核电企业负不了这个责任。你不负责任别人当然应该反对你。甚至应该通过法律,让你保证全部承担你自己造成事故的民事责任。如果做不到就不准建。你对别人造成了损害,必须赔偿,这是天经地义的,也是现代法律的基本准则之一。只管赚钱,出了事不管,这符合任何一个社会的基本道德吗?

    所以,这已经跟核电无关了。任何一个人,任何一个企业,都应该遵守基本的道德规范,承担自己的法律责任。如果你承担不了自己的责任,就别干。核电如果能负这个责,我看不出来为什么要反对,如果不能负这个责,我也看不出来为什么要支持。

    只是拍胸脯保证不出问题是不行的。拿出你的诚意和决心来,那就是对你的事故承担所有的民事责任。

    所以,技术上看,只要解决了乏燃料核废料放射性过大的问题,以及钚的销毁,可以认为是成熟的,可以应用。从法律上看,只要你能承担你造成所有事故的民事责任,也能算作负责的正常商业行为。

    如果做不到,等你能做到之后再发展不行吗?那时候,我相信大家都会支持的。

    注:国际上核电厂有政府补贴的保险,但是封顶的数目很小。大事故都是政府买单,也就是公众买单。世界上最大的两次核事故,切尔诺贝利和福岛,都是政府买单。

    评论:各个国家对乏燃料的管理都有基本的政策立法或战略规划,中国也一样(如《放射性废物安全管理条例》)。

    核电也有保险,也即核共体。中国核共体承保包括核电站的建设、安装、运营、退役等完整生命周期中的各种风险,业务涵盖铀转换、铀富集、燃料元件制造、核电站运营、乏燃料后处理、废料处置等核燃料循环的全过程。

    16.核电都有什么特权?

    1、不用承担恶性事故的民事责任。前面已经说了。根源是美国最初大力发展核电的时候,当时的总统推动了一项法令,豁免了核企的民事责任。

    2、核电站投资巨大,为了保证核电投资收益,政府经常补贴电价。例如中国参与的英国的核电项目,英国政府保证在35年的期限内以高于市场价近一倍的价格收购核电站的电,并以市场价供应电网。

    3、核电站工程复杂,建设期限长,经常拖期。核能界对此习以为常,并且一点都不担心,因为无论如何拖期,成本如何上升,总能在电价上找回来。

    4、别的电站,如火电,风电,水电,光电,或者因为自身的原因,或者因为电网调控的需要,经常要停止发电。因而有“弃风”,“弃水”,“弃光”的说法,火电则要求停机。降功率或者停机自然会影响经济效益。但核电一旦运行,无论电网用户端负载如何变化,总是满负荷发电。调降功率或者停机是别的电站的事。这里的一个原因是:传统上核电站不好调功率。但现在调功率技术已经成熟了,但核电仍然享受持续满功率发电的权利。

    评论:今年《1-3月30台商业运行核电机组电力生产情况统计表》显示:

    “一季度红沿河核电厂1、2号机组的设备平均利用率为44.98%和61.59%,而3号机组的数据仅为14.53%。‘报告’说明称,红沿河核电厂1号机组1月全月应电网要求降功率运行,2月下旬至3月底进行了换料大修;2号机组在春节期间应电网要求停机备用,其余大部分时间应电网要求降功率运行。”

    “福建省两个核电基地也出现类似情况。宁德核电和福清核电在运共五台机组的设备平均利用率均没有超过75%。”

    “海南省刚刚投产的1号机组在春节期间应电网要求降功率运行,2月下旬至3月中旬进行了停机小修,设备平均利用率为57.06%。”

    可见在电力需求疲软情况下,核电站的设备利用率也是受影响的。

    关于成本与电价的问题,2013年核电标杆电价出台,意味着中国核电企业正式步入成本控制时代。发改委文件规定,2013年1月1日后投产的核电机组,上网电价将由“个别定价”改为“标杆电价”政策,全国统一为0.43元/千瓦时。

    17.核扩散究竟有多可怕?

    世界上第一颗原子弹爆炸已经过去了七十多年。原子弹的工作原理(包括很多细节)已经人所周知。一个普通人做成一个原子弹的唯一障碍是如何获得原子弹的原料。钚在自然界几乎不存在。但是反应堆工作的时候,能够生产出大量的钚。这些钚很容易用化学方法提取出来。而另一种常见的原子弹原料(铀235)的获取,即浓缩,门槛要高得多。

    钚一旦提取出来,把几块低于临界质量的钚凑一起,马上就成为一个原子弹。做一个原子弹总共只需要6公斤的钚,只有一个易拉罐大小。一旦钚失去控制,非常容易在任何地方出现一个一点就着的原子弹。每吨乏燃料里都有至少10公斤钚。全世界已经积累了几十万吨的乏燃料。

    说明:一般把钚分为武器级和反应堆级,区别在于钚239占的比例。钚239越纯,原子弹的威力越大。但反应堆级的钚也可以做原子弹。武器级钚和反应堆级的钚,对于恐怖分子来说,只有爆炸当量是几万吨还是几百吨的差别。

    因为担心钚的扩散,到目前为止,美国仍然禁止对乏燃料进行后处理。

    我国最近已经确定投800亿建乏燃料处理厂。

    评论:核武器并非简单把核材料堆到超临界就可以了,那顶多是一次临界事故。

    18.第四代堆是不是先进、安全得多?

    1、所有的第四代堆,如钠冷快中子增殖堆,高温气冷堆,熔盐堆,都是核能刚开始的上世纪40年代的技术。超临界水堆是传统压水堆的改进。本世纪初,美国提“核能复兴”的时候,把几个一直在研发的概念拿出来,叫做第四代反应堆。这是形势需要,人为创造出来的一个概念。从这些技术的发展及应用历史来看,它们更应该叫做失败的第一代反应堆。

    2、前几年在国内被寄予厚望,并列入重大科研项目的快堆,熔盐堆,高温气冷堆,经过一段时间的研究了解,以及国际上相应技术资料的公开,大家实际上已经不相信以前立项时描绘的美好愿景了。

    评论:早期的很多反应堆设计,都是针对军用而非民用的,其技术指标、经济性要求都与民用核电站不同。

    19.辐射对人体危害究竟有多大?

    评论:辐射对人体的危害不直接等同于核辐射对人的危害。事物有多大影响是一回事,可达性是另一回事。

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