切爾諾貝利和福島之後，核電站為什麼還這麼堅挺？

(⊙_⊙)

據說地球人民都關注分享我局了(⊙v⊙)

NO.797-核能愛恨交加

作者：AMIN

製圖：孫綠 / 校稿：貓斯圖 / 編輯：棉花

「我們一連好幾天都坐在電視前，等著戈爾巴喬夫發表聲明。但政府沒有做出任何聲明。等到節日過後，戈爾巴喬夫才出現在電視上，他說：同志們不要擔心，一切狀況都在控制之中。情況並不糟。人們仍然在當地生活、工作。」這是切爾諾貝利事件親身經歷者的一段回憶。

災難場景

切爾諾貝利核電站事故是人類歷史上最悲慘的一次核事故，由於蘇聯政府處置失當，也成為了蘇聯解體的直接導火索。核電站也似乎成為了人們聞之色變的工業設施。

核，真的這麼可怕么？全世界的核電發展又是如何呢？

早期蓬勃的發展階段

上世紀60年代末70年代初，各工業發達國家的經濟處於上升期，電力需求十年翻了一番。而核能相比於化石能源，便宜、高效、環保，還有掩護核武器開發的潛在功能，自然在冷戰的特殊背景下成為了風口上的能源產品。

美國人則無所謂掩護

從能量密度上看，1kg鈾燃料裂變產生的能量，約等於燃燒 2000噸煤產生的能量。無論是能源大國還是能源弱國，都希望能從中分一杯羹。美、蘇、英、法、日等發達國都制訂了龐大的核電發展計劃。像印度、巴西這類發展中國家，自己沒技術造，就買了發達國家的設備也開始建核電廠。

這其中，冷戰時代的美國是核電領域的領頭羊，也很好地佔領了核電的國際市場；蘇聯則擁有豐富的天然鈾資源，為與美國抗衡樹立了堅實的後盾；日本先天性能源匱乏，核電的經濟性讓日本人如痴如狂，核電發展水平也很高。

著名的漢福德場

美國核能與核武器的重要見證

幾十年間，全世界核電的發展，盛況空前。

但隨著第一批核電站進入服役生命的晚期，災害與恐懼也隨之而來。

1979年3月28日，美國三里島核電站2號反應爐發生爆炸，60%的核燃料受到損壞，最終機組全部癱瘓，2萬多人被迫撤離避難。自此，美國宣布取消之前列的所有核電計劃，核電的發展，一停就停了31年。

1986年4月26日，俄羅斯切爾諾貝利核電廠4號反應爐發生爆炸，8噸多的輻射物外泄。3個月內就有31人死亡，之後15年內有6-8萬人死亡，13.4萬人遭受各種程度的輻射疾病折磨。

現在，每5個白俄羅斯人中就有1個，住在受輻射污染的區域。永久存在的低劑量輻射導致罹患癌症、智力不足、神經系統疾病和遺傳突變的人口每年都在出現。

2011年3月11日，日本福島核電站發生爆炸。核電站方圓20公里處，輻射量超出正常值的6600多倍，2萬多人被迫撤離。事故發生20天之後，中國有25個省都監測到了輻射。

這一嚴重的事故也造成多國核電建設進程停滯

核電究竟應該繼續大力發展，還是就此停步？

誰是最安全的核電站？

為了回答這個問題，我們得先來簡單描述一下核電機組的組成及原理。

核電機組通常包含兩部分：核島（下圖中灰色虛線框內的第一迴路）和常規島（下圖中黃色虛線框內的第二迴路）。核島主要設備是核反應堆、蒸汽發生器。常規島主要包含汽輪機（圖示綠方塊）、發電機（圖示黃方塊）。

在第一迴路里，核反應釋放出的熱量，以冷卻劑為載熱體，送到鍋爐去反應，不攜帶熱量的冷卻劑再流回反應堆循環使用，實現了核能到熱能的轉換。

在第二迴路里，鍋爐里分離出的熱蒸汽，按逆時針方向流動，進入汽輪機做功，於是熱能就轉換成了機械能，做了功的蒸汽經過冷凝後，再重新返回鍋爐，組成了第二個循環迴路。最後轉動的汽輪機就帶動著發電機的轉子旋轉，於是電能就這樣產生了。

在這些設備里，最核心的設備應屬核反應堆（上圖所示）。說到核反應堆，我們經常會看到「石墨堆、重水堆、輕水堆、壓水堆」等等特別抽象的術語，為了更好的闡述，我們還需要演示一下核反應的過程。

中子（下圖1中綠色的小點）受到誘導，如子彈般對準了鈾-235。鈾-235經過轟擊（圖2）吸收了中子，變成了不穩定的鈾-236（圖3），在很快的時間內分裂成幾個質量更小的原子核，同時釋放出新的中子和能量（圖4）。釋放出的中子再繼續轟擊別的原子核，從而形成鏈式反應，並最終釋放出巨大的能量。

但裡面存在一個問題，中子的飛行速度太快，就不容易被原子核捕獲，因此為了產生鏈式反應，就必須要降低中子的速度，用來降低中子速度的物質就是慢化劑（也就是減速劑）。

回到我們之前提的「石墨」、「重水」、「輕水」上來，這些物質都是中子減速劑。慣例上，也是通過這些減速劑來給反應堆分類命名的：用石墨的叫石墨堆；用輕水（就是普通水）的叫輕水堆；用重水（氫比普通水多一個中子）的叫重水堆。

選用不同種類的減速劑，中子的速度就不同，最終也導致了核燃料的利用效率有高低之分。

這其中，石墨的效率是最高的，但現在用的很少，為什麼呢？因為切爾諾貝利事件的慘痛教訓。那時候的技術還不是很成熟，石墨性能不穩定，操控難度大，一不小心就用力過猛，發出的熱量大到把反應堆都熔毀了（想像一下管子里流動的都是炭的反應堆會是什麼樣子），溫度急劇升高，蒸汽壓力迅速增加，從而引發了一場蒸汽大爆炸。

而且那個時候為了減（偷）少（工）費（減）用（料），反應堆只建了一層，所以一下把屋頂都炸穿了，輻射物都進入了空氣里。而外界的氧氣流進反應堆後，變成了火上澆油。最終釋放出的輻射劑量是廣島原子彈的400倍。

輕水堆的優勢就體現出來了。雖然效率比不上石墨、重水，但我們對水的性能更了解，易於控制，安全永遠都是第一位的。

輕水堆又分為沸水堆和壓水堆。沸水堆，顧名思義水是沸騰狀態的。壓水堆，就是對水施以高壓，使水的沸點升高，所以常溫下水不會沸騰，還是保持液態狀。

那壓水堆和沸水堆，我們更傾向於選哪種呢？

我們講一個最大的區別，沸水堆沒有蒸汽發生器（就是我們之前提到的鍋爐），沒了樞紐，而且只有一條冷卻迴路，反應堆加熱形成的蒸汽直接流進汽輪機做功發電。迴路相對壓水堆來說更簡單，建築成本也更低廉。

但是一旦遇到緊急情況，沒有備用的冷卻系統，反應堆內的熱量散不出去，壓力過大，就會爆炸。福島核事故就是這麼發生的，海嘯導致唯一的一條冷卻迴路失去作用，最終引發了一系列爆炸。

在經歷了上面幾次核事故的重創後，人們確實萎靡了很長一段時間，大家談核色變。據國際能源機構統計，在１９９０年至２００４年間，全球核電總裝機容量年增長率由此前的１７％降到了２％。

相較來說，壓水堆成了世界上目前技術最成熟，運行最安全的堆型。目前全世界大約有500座核電站在運行，壓水堆佔了七成。

開始進入復甦階段

時間是個神奇的東西，總能撫平一切情緒，大家也漸漸淡忘了之前的傷痛。加之能源危機越來越嚴重，核能作為清潔能源的優勢又重新受到青睞。

經過了這麼多年的技術發展，安全設施的加強，嚴格的審批把控，核電的安全可靠性確實得到了很大的提高。世界核電的發展又開始進入復甦期，世界各國又都開始制定積極的核電發展規劃。

根據國際原子能機構2011年公布的數據，目前全球正在運行的核電站約500座，核電發電量約佔全球發電總量的16％。擁有核電站最多的國家依次為：美國104座、法國58座、日本54座、俄羅斯32座、韓國21座、印度20座。據預計，到2030年，全球投入運行的核電站，將可能在目前的基礎上增加約300座。

世界主要核能國家反應堆數量排名

截止到2017年，我國已經有11座核電站投入了商運，11座正在建設，不論是已經建好的還是正在建設中的，絕大多都是壓水堆型的。2017年所有核電機組累計發電2500億千瓦時，約佔全國總發電量的4%。

總的來說，核電站的安全性正在逐步提升，它們所顯現出來的經濟性和運行中的環保性仍然是能源危機下人類趨之若鶩的優勢。所以盲目的恐慌，因噎廢食確實沒有必要核能的環保、充沛、廉價對於世界各國的長遠發展都有巨大的吸引力，核電走向復甦也是這個時代的必然。

但也不能盲目樂觀，高枕無憂。據統計，現在世界上有400多座還在運行的核電站，還使用的是第二代機組，就是和美國三里島、切爾諾貝利同一時代的機組。目前所採取的安全技術保障，都只是在二代的基礎上加以改進的，安全隱患不是說絕對沒有的。

在採訪了眾多切爾諾貝利的受害者後，《切爾諾貝利的悲鳴》的作者，諾貝爾文學獎獲得者，阿列克謝耶維奇說：「書中的人物已經見過他人未知的事物，我覺得自己像是在記錄著未來。」希望歷史的悲劇不會再重演，如果真的不幸又發生了，我想我們現在唯一能做的就是，多掌握一些自我保護、急救的知識。

據說地球人民都關注分享我局了(⊙v⊙)

地球知識局微信公號：地球知識局

END

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！